[发明专利]一种带自剪断功能的连续纤维3D打印机喷头及其使用方法

说明书

本发明公开了一种带自剪断功能的连续纤维3D打印机喷头及其使用方法，该3D打印机喷头包括：上顶板、和与其相对设置的下顶板；导杆，每个导杆的两端分别固定连接于上顶板和下顶板处，每个导杆靠近上顶板处设置有压簧；散热管固定座，为至少具有一顶面板和一底面板的框架结构，均垂直套装在导杆上；喷头组件，包括散热管和与其连通的喷头，散热管的顶部固定于散热管固定座的顶面板，喷头位于散热管固定座的下方；凸轮轴，其轴体横穿散热管固定座的内部空间，其两端分别安装在下顶板的上方；切断片，其通过连接件固连于凸轮轴的另一端。解决了现有传统的3D打印喷头无法及时切断连续纤维丝材的问题。

【技术领域】

本发明属于3D打印机技术领域，具体涉及一种带自剪断功能的连续纤维3D 打印机喷头及其使用方法。

【背景技术】

3D打印技术是一种新兴的增材制造技术，它采用层层累加的原理，每层按照既定的打印路径铺放材料，最终每层堆叠成形来制造三维零件。目前将3D打印技术应用于纤维增强树脂基复合材料已经成为一种新兴的复合材料制造工艺。通常热塑性基体材料通过其散热架与喉管形成的第一内孔道，加热块上连接有针管、铜制喷头、加热管、热敏传感器，连续纤维束通过针管与铜制喷头形成的第二内孔道，连续纤维束与熔融状态下的热塑性基体材料在铜制喷头前端复合在一起，并从铜制喷头出口被挤出，实现复合材料零件的快速制造。

但是此种3D打印喷头在实际使用中存在不足，其很难满足一些复杂工艺结构的打印要求，例如当遇到零件分层切片区域不完整，存在过渡区域或由于引入支撑部件而形成的岛屿，以及相邻切片间不要求打印的空行程区域等，即打印过程中遇到“跳点”时，传统的3D打印喷头无法及时切断连续纤维而造成而且在打印过程中，极易产生的“拉扯、乱丝”情况，导致纤维损耗增加，3D打印的生产成本提高。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种带自剪断功能的连续纤维3D打印机喷头及其使用方法，以解决现有传统的3D打印喷头无法及时切断连续纤维的问题。

本发明采用以下技术方案：一种带自剪断功能的连续纤维3D打印机喷头，包括：

一上顶板、和与其相对设置的下顶板；

二个或二个以上的导杆，每个导杆的两端分别固定连接于上顶板和下顶板处，每个导杆靠近上顶板处设置有压簧；

一散热管固定座，为至少具有一顶面板和一底面板的框架结构，相对设置的顶面板和底面板之间的间距固定、且均垂直套装在导杆上；顶面板位于上顶板和压簧之间，底面板位于下顶板的上方；

一喷头组件，包括散热管和与其连通的喷头，散热管的顶部固定于散热管固定座的顶面板，喷头位于散热管固定座的下方；

一凸轮轴，其轴体横穿散热管固定座的内部空间，其两端分别安装在下顶板的上方；

一切断片，为片状结构，其通过连接件固连于凸轮轴的另一端；

其中，散热管固定座，用于沿导杆上下移动，其顶面板受压簧的弹力作用，带动其底面板共同向着上顶板移动，并在底面板与下顶板之间留出间隙；

凸轮轴，用于通过其自转带动凸轮转动，当凸轮向着指向底面板的方向转动时，底面板受凸轮的压力，带动其顶面板共同向下顶板移动；

还用于通过其自转带动切断片的移动，当压簧挤压顶面板时，凸轮轴旋转至使得切断片位于遮挡喷头出口端的位置，当凸轮挤压底面板时，凸轮轴旋转至使得切断片位于远离喷头出口端的位置。

进一步的，散热管和喷头之间依次连接有散热管、喉管机及铁氟龙管和加热块，喉管机及铁氟龙管经由散热管固定座的底面板穿出，加热块位于底面板的下方。

进一步的，连接件包括：

切断器固定座，固定连接在凸轮轴上；