[发明专利]一种FDM3D打印头的快速更换装置

说明书

本发明涉及3D打印装置技术领域内一种FDM 3D打印头的快速更换装置，包括料筒，料筒内配合安装有挤出螺杆，料筒的出料端螺纹密封连接有挤出套筒，挤出套筒的出料端中心轴与进料端的中心轴成135º角，所述挤出套筒的出料端转动连接有出料法兰，所述出料法兰的出料端设有四个出料孔，各出料孔与出料法兰的进料孔的中心轴线成45º角，所述出料法兰的各出料孔分别连接有电磁阀，各电磁阀分别连接有挤出头，所述出料法兰连接有转动驱动机构，所述转动驱动机构用于驱动出料法兰转动并带动相应的挤出头转至垂直向下的工作位实现挤出头的快速更换。本发明的装置可以实现3D打印过程中不同尺寸的挤出头之间的在线快速更换，以保证打印效率和打印质量。

技术领域

本发明涉及3D打印装置技术领域，特别涉及一种用于熔融挤出的FDM 3D打印机的打印头快速更换装置。

背景技术

随着人们对装备制造领域的不断探索及创新，使得3D打印增材制造在各制造领域受到广泛关注及推广应用，其中FDM 3D打印技术是增材制造主要方式之一。现有技术中，FDM在工业打印领域存在一些瓶颈，如打印复杂的产品模具时，由于同一产品各部位轮廓大小不一，使用同一大小打印头打印时，效率和质量无法兼顾。通常轮廓较大的模具，如果采用小打印头打印，则效率太低，需采用直径大的挤出头进行快速打印；而精密部位或是较小的轮廓，采用大打印头不能保证产品质量，需要采用直径小的挤出头来进行打印，以此来保证各部位的打印质量，因此不同的轮廓需要匹配直径大小不同的打印头进行打印。这样一来，在保证打印质量的前提下，为了提高打印效率，需要根据打印部位的轮廓大小频繁地更换打印头。

在实际操作中，如果采用手动方式更换打印头，更换效率低下，不仅间接影响到设备的打印效率，而且，由于重复定位的问题，容易引起打印质量问题。同时，由于打印头温度高，手动更换操作起来较为困难。因此，需要对打印头进行机械化自动更换的装置来解决这类问题。

现有技术中，公开号为CN205439272U的专利申请文件中，提拔供了一种运用于FDM3D打印机挤出头的更换装置。该装置在打印过程中，需要将打印头移到指定位置进行更换，这一移动过程需要精确的对准定位，占用打印时间，影响打印效率。而且由于换头时间较长，在已经打印的产品表面温度降低的情况下再次打印，影响层与层之间的粘接性。另外，更换的打印头需要加热处理，否则用过的打印头内残存的挤出料无法排出。

发明内容

本发明针对现有技术中FDM3D打印头更换中存在的问题，提供一种FDM 3D打印头的快速更换装置，实现3D打印过程中不同尺寸的挤出头之间的快速更换，以保证打印效率和打印质量。

本发明的目的是这样实现的，一种FDM 3D打印头的快速更换装置，包括料筒，所述料筒内配合安装有挤出螺杆，所述料筒的出料端螺纹密封连接有挤出套筒，所述挤出套筒的出料端与进料端的中心轴线成135 º角，所述挤出套筒的出料端转动连接有出料法兰，所述出料法兰的出料端设有四个出料孔，各出料孔与出料法兰的进料孔的中心轴线成45º角，所述出料法兰的各出料孔分别连接有电磁阀，各电磁阀分别连接有挤出头，所述出料法兰连接有转动驱动机构，所述转动驱动机构用于驱动出料法兰转动并带动相应的挤出头转至垂直向下的工作位实现挤出头的快速更换。

本发明的FDM 3D打印头的快速更换装置，与挤出套筒转动连接的具有四个出料孔的出料法兰上可以安装四个不同尺寸的挤出头，供3D打印过程中更换需要，出料法兰通过转动驱动机构驱动连接，当需要尺寸的挤出头转动至垂直向下的工作位时，打开电磁阀连通该挤出头的出料通道，当打印过程中需要更换另一尺寸大小的挤出头时，关闭工作位的电磁阀，再通过转动驱运机构驱动出料法兰转动一定的角度，使该尺寸的挤出头转至垂直向下的工作位，打开该工作位的电磁阀以打印该挤出头的挤出通道，完成挤出头的快速更换。本发明的挤出头快速更换结构，在线更换挤出头时，不需要将打印头移出打印区域，可以在当前打印位置实现在线快速更换，大大结省了更换时间，出料法兰的各出料孔之间温差小，更换挤出头时，不需要额外预热，也无需另设保温结构。