[发明专利]一种FDM 3D打印机的气体辅助挤出头

说明书

技术领域

本发明涉及FDM3D打印技术领域，特别是一种3D打印机的气体辅助挤出头。

背景技术

3D打印技术属于增材制造技术，而FDM3D打印是将三维模型数据转化为STL文件格式，然后通过3D打印机中的程序将数据处理，将丝状热融性材料加热熔化，熔融材料通过挤出头细小通道挤出，3D打印机控制喷头的运动，从挤出头挤出的一条条的细丝沉积在工作台面上，然后细丝材料经过一层层堆积冷却固化，最后三维模型就被打印成实体。近年来3D打印逐渐发展用于产品的直接制造，已经运用在工业设计、汽车制造、医疗、航空、电子等许多行业中。

3D打印机通过挤出头将熔融材料挤成细丝状，最后堆积成型，打印的产品好坏直接与挤出的细丝有关，而细丝的挤出形态与挤出头的结构有很大的关系。目前3D打印机中从挤出头挤出后的细丝直径会胀大，挤出后的细丝表面不光滑，使得成型的产品表面粗糙，不能直接使用，而要经过后期的加工处理才能获得理想的产品。这样做会耗时耗力，增加工作量和成本，不能满足工作要求。熔融材料从挤出头挤出的速度较慢，耗时较长。要打印尺寸细小、结构更复杂的精密零件时会增加打印的难度，有时甚至会堵住喷嘴口，影响其打印的精度与质量，得不到理想的表面质量及形状尺寸。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术存在的上述技术问题，控制挤出的细丝直径保持不变，提高材料的挤出速率，避免挤出通道中残留原料，甚至堵住挤出口，减少细丝的表面粗糙度，使挤出的细丝表面更光滑洁净，从而提高打印的产品的速度和精度质量。

为了解决此问题，本发明采取的技术方案是:

一种气体辅助挤出头，所述的气体辅助挤出头包括两部分，一部分的挤出头一侧设有圆锥形喷嘴，另一侧有圆环形的气室和挤出料通道；另一部分的接料管一侧设有圆柱形通道，另一侧是带有内螺纹的圆柱腔。所述接料管按进料方向有较大直径的圆柱形通道和锥形通道及直径较小的圆柱形通道，所述圆环形气室的外壁的外侧有外螺纹，一侧设有进气口，与接料管的进气口连通，中间挤出料通道的圆台与接料管之间有较小的间隙。

所述的另一部分的接料管的外螺纹与加热装置的内螺纹配合，带圆锥形喷嘴的挤出头的螺纹与接料管的那部分挤出头的内螺纹配合。

所述的带圆锥形喷嘴的挤出头与接料管的那部分挤出头的重心重合，这两部分的挤出头要旋合紧密。

所述的进气口设置在气室的挤出头外壁的中间位置，上下两部分的挤出头装配好后进气口的中心线要能够对中重合。

所述的带圆锥形的挤出头的气室中间的圆台与接料管之间的间隙要严格保证，上下两通道口的中心线要对中重合。

本发明挤出头中圆柱形的通道按进料方向，线材在较大的直径通道中熔融后，通过中间的锥形通道将熔融材料挤压成更小的直径，材料挤压的更紧密，然后在气室中的气体的压力作用下，将材料挤出来，其中通入气室中的气体将沿挤出的圆柱形料的表面流出，挤出料最后一层层堆积成型零件。这样可控制挤出料从喷嘴挤出后的细丝直径不变，防止挤出料挤出后直径胀大，挤出料与挤出头的模具表面之间形成了一层气体膜层，有助于挤出料的外壁变得光滑，减少其表面粗糙度，避免挤料通道残留原料的情况，使得挤出过程更加顺畅。

附图说明

图1为本发明的一种FDM3D打印机的气体辅助挤出头的剖面示意图。

图2为本发明应用在一种FDM3D打印机的挤料装置中的组装结构剖面示意图。

图3为本发明应用在一种FDM3D打印机的挤料装置中的结构爆炸图。

图中标记：1、圆锥形喷嘴，2、挤料通道，3、头部，4、气室管，5、进气口，7、气室，8、圆台，9、间隙，10、接料管，12、接料通道，13、加热装置，14、导料管，16、进气管，17、传感器，18、加热管，19、螺纹，20、挤料通道。

具体实施方式：