[发明专利]一种超声共混彩色3D打印机挤出头

说明书

技术领域

本发明涉及打印机设备技术领域，特别涉及 3D 打印机技术领域，具体是指一种彩色 3D 打印装置。

背景技术

目前市场上的快速成型技术分为3DP 技术、FDM熔融层积成型技术、SLA立体平版印刷技术、SLS选区激光烧结、DLP激光成型技术和UV紫外线成型技术等。 3DP技术：采用3DP技术的3D打印机使用标准喷墨打印技术，通过将液态连结体铺放在粉末薄层上， 以打印横截面数据的方式逐层创建各部件，创建三维实体模型，采用这种技术打印成型的样品模型与实际产品具有同样的色彩，还可以将彩色分析结果直接描绘在模型上，模型样品所传递的信息较大，但材质比较单一，无法应用多种材质。 FDM熔融层积成型技术：FDM熔融层积成型技术是将丝状的热熔性材料加热融化，同时三维喷头在计算 机的控制下，根据截面轮廓信息，将材料选择性地涂敷在工作台上，快速冷却后形成一层截面。一层成型完成后，机器工作台下降一个高度（即分层厚度）再成型下 一层，直至形成整个实体造型。其成型材料种类多，成型件强度高、精度较高，主要适用于成型小塑料件。为了打印彩色物体，改良的3D打印机喷头可以同时融化三种颜色的聚合物打印材料，此三种颜色以三原色蓝黄红为主，聚合物打印材料在打印机挤出头的端部小空间内进行共混，通过调节三种颜色材料的挤出数量的比例形成新的颜色，再行挤出混合后的新的颜色的材料，形成不同的3D打印物体。

发明内容

以上的3D打印机的共混挤出头虽然具有共混功能，但由于挤出头内部共混空间很小，共混时间与共混距离都比较短，容易产生颜色分离的情况，不容易形成新的颜色材料，共混效果差，无法达到预期的效果 ,同时因为共混空间很小， 即使采用传统机械搅拌的方式，也会因为搅拌杆直径过小，而无法达到所需的搅拌效果。

本发明阐述了一种新型的3D彩色打印机挤出头。

为实现上述的目的，本发明的采用以下技术方案，称为超声共混彩色挤出头。

本发明所指的超声波是一种频率高于20000赫兹的声波，它的方向性好，穿透能力强，易于获得较集中的声能，以较小的能量产生最好的共混效果。超声波在介质中前进时所产生的效应，可引起物质运动，使熔融的聚合物流动、震荡、旋转、摩擦、从而产生聚合物共混的作用，同时其相应的部件也比较简单，不容易损坏，机械磨损也较小，这是超声波共混所独有的特性。该超声共混彩色挤出头装置在计算机的控制下由步进电机将三种颜色的聚合物打印材料导入熔融共混腔，此三种颜色为三原色蓝黄红，在加热管的作用下开始在熔融共混腔内同时融化，聚合物打印材料开始在打印机挤出头的端部小空间内进行熔融共混，同时在超声共混彩色挤出头加装的超声波换能器产生超声波，超声波经振金属振捣杆将超声波传导至共混腔内，对熔融的3D打印材料施加超声波，对其混合的原料进行辅助共混，充分利用超声波对熔融流体的震荡，旋转等特性使其在瞬间共混均匀，得到理想颜色的熔融聚合物，此种装置搅拌效果优于在共混腔内进行机械搅拌。

附图说明

图1为超声共混彩色挤出头装置剖面图；

图2为超声共混彩色挤出头装置侧视图；

图3为超声共混彩色挤出头装置顶视图。

具体实施方式

本推进装置的工作原理为 ：

所述超声共混彩色挤出头包括使用超声波换能器直接或间接通过振捣杆对共混3D打印材料进行震荡共混的装置，所述超声波换能器安装在共混彩色挤出头上，挤出头安装在可移动平台上。

超声共混彩色挤出头装置

该装置包括金属打印头主体1，导管快速接头2、3、4，电热加热棒5，超声波换能器6，3D打印丝料导入孔7、8、9，超声波振捣杆10，共混腔11组成。

参照图 1 。 所述导管快速接头2、3、4安装于金属打印头主体1斜上部的斜面上，导管快速接头2、3、4与共混腔11通过3D打印丝料导入孔7、8、9相连接，电热加热棒5深入金属打印头主体1内，与金属打印头主体1紧密接触、超声波换能器6固定在金属打印头内部小孔内，超声波换能器6的超声波振动部与超声波振捣杆10相连接，超声波振捣杆深入共混腔11中央，金属打印头主体安装在计算机控制的可移动平台上，电热加热棒与超声波换能器通过电线控制活动。

参照图2、图3