[发明专利]一种耐高温的3D打印喷头装置

说明书

技术领域

本发明属于3D打印机领域，尤其涉及一种耐高温的3D打印喷头装置。

背景技术

3D打印机又称三维打印机，是一种累积制造技术，即快速成形技术的一种机器，它是一种数字模型文件为基础，运用金属或塑料等材料可粘合材料，通过打印一层层的粘合材料来制造三维的物体。典型的FDM打印机主要由散热块、喉管、加热块、喷嘴组成，打印头利用摩擦力作为动力，将后方未融化的材料向前推进，从而将前段融化的材料从喷嘴挤出。由于喉管内径大于丝材直径，在打印中如喉管散热不及时，前段熔化的材料不但会从喷嘴挤出，还将在喉管和丝材的间隙形成倒流，从而使丝材与喉管之间的摩擦力增大，甚至导致材料从喉管后端溢出，造成不出丝。

由于丝材从喷嘴挤出时依靠的是后方未融化材料向前的推力，随着打印时间的增长，若喉管后端的温度达到材料玻璃化温度以上，丝材软化，向前的推力变小，则吐丝量减小，丝材挤出宽度变窄，使得零件精度降低。尤其对于PEEK、聚酰亚胺等高性能聚合物，一方面材料黏度大，可容忍的间隙倒流距离本身就短于ABS、PLA，又加之材料熔点高，喷嘴打印温度一般在350℃以上，传统的散热块散热难以使喉管后端温度降低至材料玻璃化温度以下，因此常常出现“堵头”现象。对于PEEK、聚酰亚胺等高熔点、高黏度材料，现有的打印头结构无法满足喉管的散热要求，不能实现该类材料的长时间连续精细打印。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种耐高温的3D打印喷头装置，能够定向隔热、改善高温打印过程中的间隙倒流，从而在长时间连续打印过程中保持稳定的打印精度。

为此采用如下的技术方案：一种耐高温的3D打印喷头装置，所述装置包括基座，基座上设有安装孔，在基座上从上到下依次设有进料模块、散热模块、加热模块及喷嘴，所述进料模块包括步进电机及挤出机，挤出机上端设有进料口，挤出机下端设有一导料管，导料管通过加热模块后连接喷嘴；其特征在于：在进料模块和散热模块之间设有一隔热模块，所述隔热模块包括X向滑块与Y向滑块，两组滑块十字上下交叉叠放，每组滑块包括两个并列的单元滑块，所述导料管位于X向滑块的一侧且位于Y向滑块的两个单元滑块间；所述隔热模块下部还设有一隔热连接块；在隔热模块和加热模块之间还设有一传输模块，所述传输模块包括一喉管及连接座，所述喉管设于导料管和喷嘴间，喉管和喷嘴间紧密配合；所述连接座隔热连接块通过螺丝相连接；所述加热模块包括一加热块，所述喉管与加热块通过螺丝连接；加热模块一侧设有散热模块，所述散热模块包括风扇及扇热导槽。

进一步地，所述挤出机的表面设有若干个散热孔。

进一步地，所述单元滑块为直线滑块，其材质为聚醚醚酮。

进一步地，所述喉管为不锈钢材质，喉管的中心孔表面光洁度为0.2。

进一步地，所述连接块的材质为氮化硼陶瓷。

进一步地，所述加热块为加热铝块。

进一步地，所述喷嘴采用全钨材质。

通过本方案，X向及Y向两组聚醚醚酮材质的滑块能够保证打印过程中的反向间隙精度，也可用于高速移动；聚醚醚酮材料本身机械加工性能优越，且隔热效果优良，可避免电机温度过高而将热量传导至喉管部分，使之软化。氮化硼陶瓷材质的隔热连接块具有隔热功能，可将下面加热头部分的热量完全隔热，氮化硼陶瓷润滑优良，在耗材导孔部分避免磨擦阻力；并且氮化硼机械加工能力好，可用于普通车，铣加工。不锈钢的喉管与全钨的喷嘴紧密配合，喉管与加热铝块通过螺丝连接，喉管与氮化硼陶瓷的连接块通过螺丝连接，保证材料在打印过程中不溢出，热量不扩散。不锈钢喉管的中心孔表面光洁度为0.2 ,使得打印粘度大的材料不堵头。所述喷嘴采用全钨材质，保证打印材料长期使用过程中不会磨损，能耐超高温度。喷嘴部件采用分级式拆卸设计，便于简单快速维护，人性化设计更方便用户。

附图说明

图1为本发明的示意图。

图2为本发明的侧视图。

图3为本发明的A-A面剖视图。

具体实施方式

参见附图。本实施例包括基座1，基座上设有安装孔，在基座上从上到下依次设有进料模块、散热模块、加热模块及喷嘴，所述进料模块包括步进电机2及挤出机3，挤出机的表面设有若干个散热孔4，挤出机上端设有进料口5，挤出机下端设有一导料管6，导料管通过加热模块后连接喷嘴7；在进料模块和散热模块之间设有一隔热模块8，所述隔热模块包括X向滑块9与Y向滑块10，两组滑块十字上下交叉叠放，每组滑块包括两个并列的单元滑块，所述单元滑块为直线滑块，其材质为聚醚醚酮；所述导料管位于X向滑块的一侧且位于Y向滑块的两个单元滑块间；所述隔热模块下部还设有一氮化硼陶瓷材质的隔热连接块11；在隔热模块和加热模块之间还设有一传输模块，所述传输模块包括一喉管12及连接座13，所述喉管为不锈钢材质，喉管的中心孔表面光洁度为0.2；所述喉管12设于导料管6和喷嘴7间，喉管和喷嘴间紧密配合；所述连接座13与隔热连接块11通过螺丝相连接；所述加热模块包括一加热铝块14，所述喉管与加热铝块通过螺丝连接；加热模块一侧设有散热模块，所述散热模块包括风扇15及扇热导槽16；所述喷嘴7的材质为全钨材质。