[发明专利]用于3D打印机的打印头

说明书

本发明涉及一种用于3D打印机，尤其金属打印机的打印头(1)，包括壳体(3)、用于供应金属(14)的装置(28)、用于所述金属(14)的液相(8)的储存器(7，27)、具有导向套筒(11)和喷嘴板(9)的喷嘴装置和活塞(5)，其中，所述冲头(18)、所述导向套筒(11)和所述喷嘴板(9)形成挤出室(21)，其中，所述冲头(18)和所述导向套筒(11)形成至少一个用于在所述储存器(27)和所述挤出室(21)之间引导所述液相(8)的区域(40)。

技术领域

本发明涉及一种用于3D打印机的打印头。

背景技术

用于热塑性材料的3D打印机获得该材料的固相作为初始材料，由此产生液相并且将该液相选择性地带到属于待制造对象的部位上。这样的3D打印机包括打印头，初始材料被熔化到该打印头中。此外，设置用于在打印头和工作面之间产生相对运动的器件，在所述工作面上要产生对象。在此，可以仅使打印头或仅使工作面运动，或者也可以不但使打印头而且使工作面运动。

打印头具有第一运行状态和第二运行状态，在所述第一运行状态中，液体材料从打印头排出，在所述第二运行状态中，没有液体材料从打印头排出。如果朝工作面上的另一位置移动并且在到那里的路径上不应沉积材料，则例如占据第二运行状态。例如可以在打印头的两个运行状态之间切换，其方式是：打开或关闭固态初始材料的进给。

与热塑性塑料相比，金属具有明显更高的熔点并且同时在液态下具有明显更低的粘度。

在本申请的时间点还未公开的文献DE102016224047示出一种用于3D打印机、尤其是金属打印机的打印头，所述打印头包括壳体、用于供应金属的装置、活塞、具有排出开口的储存器和用于移动活塞的促动器装置。

所述打印头的特点在于，储存器具有熔化区域和用于金属液相的挤出室，其中，熔化区域邻接到惰性气体氛围上并且与挤出室这样地连接，使得通过活塞的移动能够促使金属液相用于穿过排出开口流出。

由现有技术中已知具有平坦表面的活塞形状。该活塞形状具有以下缺点：在表面下方或在表面的中间可能形成所谓的“死水区”。在这些区中，熔融物不再相对于活塞运动。对于在熔融物中形成气体或者说空气夹杂物的情况，所述气体或者说空气夹杂物不能从冲头的表面移走，而是形成不希望的压缩区。

因为金属熔融物具有非常高的表面应力，空气和熔融物之间的非常大的密度差经常不足以允许气体或者说空气夹杂物向上上升。

此外，在打印头开始运行时，气体夹杂物滞留在冲头的表面或者说下侧上，并且需要费事的的工作步骤，以便减少或去除气体夹杂物。

如果在3D打印机运行时气体夹杂物处于挤出室中，则这些气体夹杂物作为可压缩的介质起作用并且阻尼冲头的压力冲击，使得打印过程可能不精确或甚至停顿。

发明内容

本发明所基于的任务是，提供一种用于3D打印机的打印头的活塞和一种打印头，该打印头减小了挤出室中的气体夹杂物的影响，并且提供一种打印头，该打印头能够实现将气体夹杂物从挤出室适当地导出。

该任务通过根据本发明的打印头来解决。

根据本发明的用于3D打印机、尤其是金属打印机的打印头的活塞包括活塞杆和冲头，其中，所述冲头具有挤压侧，所述挤压侧具有凸形的或变尖的表面。

冲头挤压侧的凸状或变尖的表面负责冲头的几何形状，通过该几何形状能够以有利的方式实现，在金属液相中出现的气体夹杂物可以在表面上滑下并且不在冲头的表面上聚积。在3D打印机运行时或者说在活塞竖直运动时，出现的气体夹杂物从冲头表面旁向上被驱赶。视金属或者说熔融物的液相的粘度和气体或者说空气夹杂物的浮力而定，这些气体或者说空气夹杂物可以从冲头表面旁滑过并且从该表面被导出。此外，由冲头的几何形状得到，部分金属液相被该几何形状代替并且因此以有利的方式使较少的金属液相掺入气体夹杂物。