[发明专利]一种3D打印机用新型打印头

说明书

本发明公开了一种3D打印机用新型打印头，包括依次连接的散热体、喉管、加热组件和喷嘴，所述散热体包括散热基体及设置在散热基体中部的进料通道，所述喉管包括由上至下依次设置的散热段、隔热段和连接段，在隔热段和连接段中部设置有送料通道，所述加热组件包括加热块及贯通加热块顶底设置的安装通道，所述喷嘴包括喷嘴腔；所述散热段镶嵌在所述散热基体内，所述隔热段位于所述散热体与所述加热组件之间，所述连接段连接所述安装通道上部，所述喷嘴连接在所述安装通道下部。本发明可实现“中温软化区”耗材的充分散热，且喉管的连接强度及打印头的整体刚度高，可减小喉管隔热段的壁厚，防止耗材提前熔化造成堵塞，提高了3D打印效率。

技术领域

本发明涉及3D打印机结构设计领域，具体涉及一种3D打印机用新型打印头。

背景技术

3D打印在工业中的应用越来越广泛，因其成型简单、调整便捷、成本低廉、出样周期短等优点，越来越受用户的青睐。

FDM级的3D打印机其基本原理是电机驱动挤出轮将耗材以丝状进料，经过散热体、喉管，最终在喷嘴处由加热组件加热熔融成微米级细丝并随着打印头的移动，按照3D模型截面轮廓通过堆积、凝固及成型，形成实物零件的过程。其中，喷嘴、加热组件热传导性能强，以确保耗材熔融充分；喉管热传导低，能够将加热组件的热量隔断，避免热量传递到散热体导致其内部耗材提前熔化造成堵塞。作为散热体和加热组件的连接件，为防止在安装受力时隔热段断裂，及满足打印头的高速打印不断裂，喉管的强度必须足够高，以承受质量较大的加热组件及喷嘴组件的快速移动，实现快速打印。

传统的打印头结构形式如图1所示，喉管1与散热体2、加热组件3通过螺纹连接，喷嘴4与加热组件3通过螺纹连接，如图2所示，3D打印过程中，丝状耗材分别经过“常温固态区”101、“中温软化区”102以及“高温熔融区”103。其中，耗材在“中温软化区”102依然与喉管1接触，因此对喉管1的隔热要求非常严苛，若热量不能有效阻隔，耗材在“中温软化区”102将直接熔化，导致打印头堵塞，降低3D打印效率。

目前针对上述问题，通常采用两种解决方法：第一种是改进喉管材质，用热传导率更低的钛合金代替不锈钢，提高其隔热效果；第二种是减小喉管隔热段壁厚，提高其隔热效果。两种方法均可显著降低打印过程中的热量上传，但采用第一种方法后，打印头成本增加，且堵塞依然存在；采用第二种方法后，喉管作为连接件，其强度降低，无法实现快速打印。

发明内容

本发明的目的是提供一种3D打印机用新型打印头以解决上述技术问题。

本发明采用的技术方案是：提供一种3D打印机用新型打印头，包括依次连接的散热体、喉管、加热组件和喷嘴，所述散热体包括散热基体及设置在所述散热基体中部的进料通道，所述喉管包括由上至下依次设置的散热段、隔热段和连接段，在所述隔热段和连接段中部设置有送料通道，所述加热组件包括加热块及贯通所述加热块顶底设置的安装通道，所述喷嘴包括喷嘴腔；

所述散热段镶嵌在所述散热基体内，所述隔热段位于所述散热体与所述加热组件之间，所述连接段连接所述安装通道上部，所述喷嘴连接在所述安装通道下部，所述进料通道、送料通道、喷嘴腔从上至下依次连通。

作为对上述方案的改进，在所述散热体与加热组件之间设置有多根支撑管，所述多根支撑管围绕所述隔热段设置，所述多根支撑管的上端镶嵌在所述散热基体内，下端镶嵌在所述加热块内。

作为对上述方案的改进，所述散热段包括水平设置的第一卡盘及由所述第一卡盘竖直向上延伸的散热壁，所述散热壁镶嵌在所述散热基体内，所述第一卡盘卡设于所述散热体底部。

作为对上述方案的改进，所述散热壁与所述散热基体之间为小间隙配合。

作为对上述方案的改进，所述隔热段设置为柱状，其直径小于所述散热段和连接段的直径，所述隔热段的壁厚设置为0.2mm～0.3mm。