[发明专利]一种用于固定3D打印机喷头的连接装置及具有其的3D打印系统

说明书

本发明提供一种用于固定3D打印机喷头的连接装置。一种用于固定3D打印机喷头的连接装置，其中，包括喷头固定座、用于将所述喷头固定座固定在3D打印系统上的喷头固定座安装板、以及设于3D打印机喷头本体上且与所述喷头固定座配合的第一安装面和第二安装面，所述喷头固定座设在所述喷头固定座安装板上，所述喷头固定座安装板及喷头固定座与所述第一安装面及第二安装面之间设有用于将所述喷头本体连接在所述喷头固定座上的连接定位装置。本发明还提供一种具有上述连接装置的3D打印系统。本发明能够实现兼容性安装和固定不同规格的喷头，当喷头采用与喷头固定座结构相配合的连接结构时可以保证喷头按照相同等级的定位精度进行安装并方便拆卸更换。

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，更具体地，涉及一种用于固定3D打印机喷头的连接装置及具有其的3D打印系统。

背景技术

区别于航空航天领域的金属粉末3D打印技术以及手板快速制造领域的高分子粉末或树脂3D打印技术，生物3D打印技术的发展中一直面临着打印材料不唯一且材料性能迥异的难题，这就导致单一喷头很难完全兼容所有材料的打印。

喷头个性化和定制化是生物3D打印技术发展的必然趋势，随着专用喷头的不断升级，如何对多种喷头制定相同的标准以满足在同一套生物打印机上兼容不同规格的喷头成为推动该技术向前发展的瓶颈。目前固定喷头的方案多采用螺栓完全固定的方式实现各类喷头的固定和定位，当采用此类方式固定时，喷头与喷头固定座之间为唯一确定关系，受限于喷头结构的限制，喷头固定座的对应定位位置和固定孔位是唯一的，导致每个喷头固定座只能固定特定喷头而不能兼容其余规格喷头的挂载。

发明内容

为克服现有3D打印机的喷头固定座只能固定单一喷头而不能兼容其余规格喷头的挂载的不足，本发明提供一种用于固定3D打印机喷头的连接装置及具有其的3D打印系统。本发明能够实现兼容性安装和固定不同规格的喷头，当喷头采用与喷头固定座相配合的固定结构时可以保证喷头按照相同等级的定位精度进行安装并方便拆卸更换。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种用于固定3D打印机喷头的连接装置，其中，包括喷头固定座、用于将所述喷头固定座固定在3D打印系统上的喷头固定座安装板、以及设于3D打印机喷头本体上的第一安装面和第二安装面，所述第一安装面和第二安装面分别与所述喷头固定座安装板及喷头固定座相配合，所述喷头固定座安装板及喷头固定座与所述第一安装面及第二安装面之间设有连接定位装置。所述连接定位装置具有三维定位功能，将所述喷头本体连接在所述喷头固定座上。这样，固定喷头的连接装置中，第一安装面和第二安装面是设置在喷头本体上的，而与第一安装面和第二安装面配合的喷头固定座安装板及喷头固定座是独立于喷头本体设置的；也就是说，固定喷头的连接装置是分布在两个独立单元上的，连接装置中所有位于喷头本体的部分(母头)采用统一的标准结构，所有位于喷头固定座及喷头固定座安装板的部分(公头)采用匹配母头结构的设计，这样就可以使得具有不同打印功能但具有相同母头结构的喷头可以兼容性的切换安装到同一个喷头固定座上。

进一步的，所述连接定位装置包括设在所述喷头固定座顶面上的导向杆，设在所述第二安装面上且与所述导向杆相配合的导向孔，设在所述喷头固定座顶面上方的喷头固定座安装板上的弹性定位销，以及设在所述第一安装面上且与所述弹性定位销相配合的凹槽。喷头的连接装置采用公母头独立分开的方案时，需要考虑喷头安装切换的方便操作以及定位的准确性，在本发明中，使用导向杆与导向孔结构之间的装配实现三维平面内的两个平面自由度的约束，通过平行布置两组导向杆和导向孔实现三维空间内的三个旋转自由度的约束，剩余的一个平面自由度可以在轴孔配合到位后依靠弹性定位销完成约束。通过以上的约束可以实现喷头在三维空间的精确定位。

进一步的，所述第一安装面与第二安装面相互垂直，所述喷头固定座顶面与所述喷头固定座安装板设有弹性定位销的侧面相互垂直。所述导向杆的数量至少为两个，所述各导向杆同平面且相互平行设置；所述弹性定位销的数量至少为两个，所述各弹性定位销同平面且相互平行设置。这样可以保证打印过程中喷头与喷头固定座保持稳定的连接。