[发明专利]双喷头组件及其适用的三维打印装置

说明书

本发明关于一种双喷头组件及其适用的三维打印装置。双喷头组件包括基座、喷头模块以及切换模块。其中喷头模块的轴承设置于定位摆臂的中间处，第一喷头单元与第二喷头单元固定于定位摆臂，且分别位于轴承的两相对侧缘，固定轴件通过轴承将喷头模块架构于基座上。于切换模块的旋转轴切换旋转轴上的第一凸轮或第二凸轮压抵施力弹片的一端或另一端时，带动第三连接元件或第四连接元件压抵喷头模块的定位摆臂的一端或另一端，以使定位摆臂以轴承为中心摆动，且切换第一喷头单元与第二喷头单元之间的高度差。

技术领域

本发明涉及一种喷头组装结构，尤指涉及一种双喷头组件及其适用的三维打印装置。

背景技术

3D打印(3D printing)，又称积层制造(Additive Manufacturing，AM)，是指任何打印三维物体的过程。现今市场上已有许多增量技术逐渐投入使用。不同增量工艺主要区别在于层叠方法和使用的材料。其中，熔融沉积成型(Fused deposition modeling,FDM)即是一种常用于建模，原型设计和生产应用的积层制造。熔融沉积成型的模型或部件通过挤出热塑性材料流后随即硬化的层别所制得。缠绕在卷轴上的热塑丝或金属线逐渐展开并输送向挤压喷嘴(3D打印挤压头)。挤压喷嘴将材料加热输出。步进马达或伺服马达则可用以操控挤压喷头，进而获致所需的3D打印模型。

虽然熔融沉积成型可灵活用于制造3D模型或部件，但运用熔融沉积成型技术所能生产的造型变化仍有些许限制。例如无支撑的钟乳石型就很难生产出来，因为打印过程中所挤出的材料并未被已打印且固化的部分所支撑。

为克服前述限制，熔融沉积成型装置于打印过程中可采布设多种材料来制作3D模型或部件。其中一主要材料可用以建构模型，另一辅助材料则可作可溶性支撑结构。可溶性支撑结构的辅助材料与建构模型的主要材料不同，辅助材料可于打印程序后去除而获致一单纯由主要材料所建构的3D模型或样品。此外，熔融沉积成型装置亦可利用不同颜色来进行积层制造。因此，可同时处理不同材料的双喷头熔融沉积成型装置渐渐成市场上的主流。

传统双喷头熔融沉积成型装置，仅组合两组单喷头，两组单喷头并未通过刚体互相连结而产生相互作动。更换喷头时，均必须将两组喷头的喷嘴调整至同一高度，且两组喷头的喷嘴形成的高度差必须远小于打印的最小层厚。因此传统双喷头熔融沉积成型的安装调整作业困难，且两喷头高度于打印过程中无法再变更，始终处于同一平面。于打印程序中，另一非使用中的喷嘴若碰触到工件，均将导致打印作业失败。此外，传统双喷头熔融沉积成型装置作业时，由于双喷头交替切换使用，欲切换的喷头需升温，另一喷头需降温，降温的过程中，材料容易自喷嘴溢出，故需将喷头移动至废料盒上等待温度下降，必须耗费许多时间。

因此，如何发展一种双喷头组件及其适用的三维打印装置来解决现有技术所面临的问题，实为本领域亟待解决的课题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种双喷头组件及其适用的三维打印装置。其双喷头组件的结构简单、组装容易，可通过拆换单颗螺栓而轻易拆换双喷头模块，且可通过凸轮旋转控制定位摆臂而切换调整双喷头模块的高度差。有效简化组装流程、节省成本，并提升操作效能。

本发明另一目的在于提供双喷头组件及其适用的三维打印装置。通过双喷头组件的自动位移调整凸轮旋转来控制定位摆臂而切换调整双喷头模块的高度差。无需额外增设独立的驱动动力源或高度差感测单元。有效简化双喷头模块切换高度差的操作机构，并提升操作效能。

本发明再一目的在于提供一种双喷头组件及其适用的三维打印装置。通过凸轮旋转控制定位摆臂而切换调整双喷头模块的高度差，以使双喷头模块中非使用中的喷嘴可于切换的过程中受弹臂抵顶，防止喷嘴内冷却中的材料溢出，避免材料的浪费或造成打印工件瑕疵。此外，另一使用中的喷嘴可持续执行打印工作，而无需静待非使用中的喷嘴完成材料冷却，有效减少操作时间的浪费，提升双喷头模块的操作效能。