[发明专利]一种自动快速连接多色3D打印丝料的装置及3D打印机

说明书

技术领域

本发明属于三维打印技术领域，具体是涉及一种自动快速连接多色3D打印丝料的装置及带有该装置的3D打印机。

背景技术

经过30年的不断发展，3D打印技术已趋于成熟，彩色3D打印成为今后3D打印发展的一个重要方向。目前彩色3D打印主要通过多喷头3D打印机实现。MakerBot2013年推出的双喷头3D打印机Replicator 2X，可采用两种耗材由双喷头协同工作，打印出双色的印品。但是多喷头3D打印机普遍存在价格昂贵、操作复杂等缺点。

意大利Stick Filament公司最新研制出一种手动连接不同颜色丝料的方法。该方法为即在棒状线材的两端加上可以相互扣合的连接头，然后通过人手工将其插接后用作彩色3D打印。该方法虽操作简单，但需要人工进行插接，较为耗时，且连接头加工不易。

发明内容

本发明提供了一种自动快速连接多色3D打印丝料的装置，通过将不同颜色的丝料端部加热熔化，来连接不同颜色的丝料。本发明通过加热方式快速连接多色3D打印丝料，操作灵活方便，使单喷头实现彩色3D打印成为可能，相较于目前的多喷头3D打印机，本发明大大降低了彩色3D打印的成本。

本发明同时提供了一种带有上述自动快速连接多色3D打印丝料的装置的3D打印机。

本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种自动快速连接多色3D打印丝料的装置，包括：

机架；

活动安装在机架上的下压板和上压板，所述下压板和上压板上均设有一个相互配合的工作面，两个工作面上均具有一个结构相同的半圆柱成型槽和一个成型面，半圆柱成型槽内设有用于对3D打印丝料的连接端进行加热的加热环；

所述下压板具有保持两个半圆柱成型槽相互对正的第一工作位、以及保持两个半圆柱成型槽相互错开的第二工作位；在第二工作位时，两个半圆柱成型槽分别与两个成型面相互对正；

所述上压板具有保证下压板和上压板接触的第一工作位、以及保持下压板和上压板分离的第二工作位；

驱动下压板在其两个工作位之间切换的第一驱动机构；

驱动上压板在其两个工作位之间切换的第二驱动机构；

在第一驱动机构和第二驱动机构驱动下，所述上压板和下压板相互配合，在加热环加热作用下，依次实现两个3D打印丝料的分别压制和相互粘连，即：所述上压板处于第一工作位、下压板处于第二工作位时，完成两个3D打印丝料的分别压制；所述上压板处于第一工作位、下压板处于第一工作位时，完成两个3D打印丝料的相互粘连。

作为优选，所述机架上设有导轨；所述第一驱动机构包括：固定在机架上的电机；与所述电机输出轴相互固定的丝杠；与所述丝杠配合的下压板固定板，该下压板固定板顶部与所述下压板固定，底部设有与所述导轨配合的滑块。所述丝杠的一端一般通过联轴器与所述电机的轴固定连接。所述机架上安装有丝杠固定座，所述丝杠另一端通过轴承与所述丝杠固定座安装固定。采用该技术方案时，可以保证下压板的运行精度，保证丝料的连接精度。所述下压板固定板一般包括与下压板固定的板体、以及与板体固定的螺母套，该螺母套与丝杠螺纹配合；板体两端设有所述的滑块，滑块数量为两个，在丝杠的驱动作用以及导轨的导向作用下，将丝杠的转动转化为螺母套的平动。

作为优选，所述第二驱动机构为安装在机架上的至少一个气缸，该气缸的活塞杆端部与所述上压板相互固定。所述气缸数量一般为两个，分别与上压板的两侧固定。所述气缸的缸筒与机架固定连接。气缸与上压板之间的连接方式也多样化，如：联轴器连接、螺纹连接等。

作为优选，所述自动快速连接多色3D打印丝料的装置还包括用于在完成两个3D打印丝料的分别压制后切断挤出丝料的两个刀片、以及驱动两个刀片往复移动的第三驱动机构；所述两个刀片分别设置在上压板两侧，且分别与两个半圆柱成型槽位置配合。所述第三驱动机构一般为气缸，气缸的缸筒与机架固定连接，两个气缸的活塞杆与刀片固定连接，该连接方式多样化，如：联轴器连接、螺纹连接等。作为优选，所述两个刀片的刀刃紧贴上压板对应侧侧壁。所述刀片包括前刀片和后刀片，前刀片和后刀片相互平行，且位于上压板前后两侧，并与上压板侧面相贴合。所述上压板和下压板一般为长方体或者正方体结构，工作面为长方体或者正方体结构一个侧面，工作面相互平行且结构相同，前刀片和后刀片分别与长方体或者正方体结构的两个侧壁贴紧，用于切断压制过程中，从半圆柱成型槽沿轴向挤出的丝料。