[实用新型]一种精确控制3D打印机层厚和加快打印速度的装置

说明书

本实用新型公开了一种精确控制3D打印机层厚和加快打印速度的装置，安装于打印机喷头上，包括压轮以及压轮支架，压轮支架能够沿打印机喷头的轴线方向实现其安装位置的上下调整；压轮转动连接于压轮支架的下部；压轮内部沿其轴线方向上设有中空腔，且压轮的两端各安装有一与中空腔相连通的旋转接头，两个旋转接头的外端分别对应连接冷却液进液管和冷却液出液管。本实用新型上下调整压轮支架可以控制压轮相对出丝的垂直位置，即使出丝在凝固时有少量变形，压轮也可以将出丝压平；同时，本实用新型还可控制压轮的温度，加快出丝的凝固，尤其在出丝量较大时可实现快速冷却出丝，以使打印完成的材料更快稳定，从而提高打印速度。

技术领域

本实用新型涉及熔融沉积制造3D打印机技术领域，更具体的说，涉及一种精确控制3D打印机层厚和加快打印速度的装置。

背景技术

熔融沉积制造3D打印机所使用的材料一般是热塑性材料，如蜡、ABS、尼龙等，以丝状供料。材料在喷头内被加热熔化，喷头沿零件截面轮廓和填充轨迹运动，同时将熔化的材料挤出，材料迅速凝固，并与周围的材料凝结，如图1所示。现有技术的打印精度一方面取决于运动及控制系统，很大一方面也取决于喷嘴内径，即出丝的直径；因为出丝在冷却过程中会受到出丝温度、填充轨迹、运动系统稳定性等因素影响，造成打印精度不稳定。

另外，在打印机出丝直径较大时，出丝的冷却凝固过程较慢，还需要控制打印速度，以保证打印精度。具体解释为：在打印过程中，如果只依靠出丝自然冷却的情况下，在出丝量很大、打印速度很快时，打印成型的材料因为温度较高，容易发生变形，使打印精度降低；若需要保证打印精度，则需减少出丝量或者降低打印速度。

因此，为了减少因出丝凝固过程的影响，可以尝试对出丝的形状进行控制，并且加快出丝冷却凝固速度，对出丝进行可控的冷却，故而，研究出一种能够解决上述技术问题并实现上述技术效果的装置，以精确控制3D打印机层厚和加快打印速度，十分有必要。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出了一种精确控制3D打印机层厚和加快打印速度的装置，该装置应用于熔融沉积制造3D打印机，其具体技术方案如下：

一种精确控制3D打印机层厚和加快打印速度的装置，安装于打印机喷头上，包括压轮以及压轮支架，所述压轮支架可拆卸的安装于打印机喷头上，且能够沿打印机喷头的轴线方向实现其安装位置的上下调整；所述压轮转动连接于所述压轮支架的下部；若将打印机喷头行进的方向定义为前方，则所述压轮位于所述打印机喷头的后方，且所述压轮的中轴线与打印机喷头的中轴线相垂直；所述压轮内部沿其轴线方向上设有中空腔，且所述压轮的两端各安装有一与所述中空腔相连通的旋转接头，两个所述旋转接头的外端分别对应连接冷却液进液管和冷却液出液管。

通过采用上述技术方案，本实用新型在打印机喷头上安装压轮支架及压轮，压轮在行进方向的后方跟随打印机喷头。上下调整压轮支架可以控制压轮相对出丝的垂直位置，即使出丝在凝固时有少量变形，压轮也可以将出丝压平；同时，本实用新型又在压轮中通入冷却液，控制压轮的温度，可以加快出丝的凝固，尤其在出丝量较大时可实现快速冷却出丝，以使打印完成的材料更快稳定，从而提高打印速度。

优选的，所述压轮支架包括喷头固定段、中间连接段以及压轮固定段，所述中间连接段的上方一端为所述喷头固定段，下方一端为所述压轮固定段；所述喷头固定段为一侧面开口的套环，所述套环夹装于打印机喷头上，并由设于所述中间连接段上的螺钉压紧固定。

操作时，先旋松螺钉，然后调整套环在打印机喷头上的安装位置，最后再旋紧螺钉即可，如此便可实现控制压轮相对出丝的垂直位置。

优选的，所述压轮支架包括喷头固定段、中间连接段以及压轮固定段，所述中间连接段的上方一端为所述喷头固定段，下方一端为所述压轮固定段；所述喷头固定段为一套环，所述套环套装于打印机喷头上，并由位于所述套环上方及下方位置的螺母压紧，所述螺母与打印机喷头的外壁螺纹连接。