[发明专利]一种具有多段加热和微熔池的3D打印喷头

说明书

本发明提出一种具有多段加热和微熔池的3D打印喷头，包括喉管和喷头体，所述的喉管上设有冷却组件，喉管和喷头体上设有温控加热组件，喷头体内设有微熔池、送料腔，喉管与微熔池连通，微熔池与送料腔连通，送料腔与喷嘴连通，喷嘴与喷头体可拆卸连接，送料腔内设有送料组件。本发明的有益效果：线材制作成型简单、不受材料限制；温控加热组件成本、能耗大大降低；金属3D打印出来的零件更具实用性；多段式加热与叶片泵挤出送料的配合大大提升喷头的可靠性；可以简单拆卸并清理熔池和流路，也便于定期清理，保证3D打印机工作在最佳状态。

技术领域

本发明涉及3D打印器械，特别是指一种具有多段加热和微熔池的3D打印喷头。

背景技术

3D打印是利用三维实体模型经切片处理后的各层截面信息，使用粉末、液体或片状的材料及各种粘结方式，将该实体逐层打印并堆积结合起来，属于快速成型技术的一种。该技术能够精确复制实体模型，可制造结构复杂、传统加工技术难以完成的零部件，具有成型快、小批量制造成本低、材料去除浪费少等优点，现已广泛应用于医学、军事、航空航天及工业生产研发领域。

虽然具有传统加工制造技术无法比拟的优势，但该技术自发展成型起长时间仍未得到民间的广泛使用，其原因有如下几点：

1、传统的3D打印使用的金属材料主要为粉末状，这对粉末的粒度和均匀程度要求很高，国内鲜有公司能够达到标准，且粉末生产成本较高，打印出来的零件成本难以压缩；

2、用来熔融烧结粉末成型的往往是激光、电子束等能量束，其发生器不论是价格还是能耗都是很高的，常规的企业或个人难以承受；

3、市面上较为普遍使用的线材3D打印主要是采用PLA或ABS为原料，虽然成本低廉，但其相对的打印零件的强度和刚度都远远达不到使用需求，仅具有模型演示和观赏价值。

4、塑料为原料的3D打印机往往结构简单，仅为细长的喉管与喷头的组合，挤出压力完全由送丝机构提供，当打印机长期工作时，喉管往往会因为加热部分传导过来热量的囤积而膨胀，此时熔融液体会因为压力顺着喉管与丝材的间隙倒流入冷却喉管的上部并凝固，堵死送丝路线，这种情况发生率较高且基本无法维修，可靠性低。

发明内容

本发明提出一种具有多段加热和微熔池的3D打印喷头，用来解决各类传统3D打印原料制作困难、生产器械成本能耗高、打印零件无使用价值、喷头堵塞难以维修等问题。

本发明的技术方案是这样实现的：一种具有多段加热和微熔池的3D打印喷头，包括喉管和喷头体，所述的喉管上设有冷却组件，喉管和喷头体上设有温控加热组件，喷头体内设有微熔池、送料腔，喉管与微熔池连通，微熔池与送料腔连通，送料腔与喷嘴连通，喷嘴与喷头体可拆卸连接，送料腔内设有送料组件。

所述的冷却组件包括冷却液管，冷却液管螺旋设置在喉管上，喉管与冷却液管逆流。

所述的温控加热组件包括三组加热元件，两组加热元件依次设在喉管上，一组加热元件设在喷头体内。

所述的喷头体上设有圆孔，管状的加热元件设在圆孔内。

所述的喷嘴通过螺纹与喷头体连接。

所述的送料组件包括叶片和转子，叶片滑动设在转子的安装槽内，叶片与安装槽之间设有弹簧，转子与伸出送料腔的轴为一体。

所述的送料腔内设有耐磨环。

所述的喷头体与外盖连接，喷头体与外盖之间设有密封垫片。

所述的喷头体通过螺栓与外盖连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：