[发明专利]一种陶瓷3D打印机喷嘴多级控制机构及控制方法

说明书

本发明提供了一种陶瓷3D打印机喷嘴多级控制机构及控制方法，涉及一种3D打印设备。它解决了现有技术中打印的材质单一的问题。本陶瓷3D打印机喷嘴多级控制机构及控制方法，包括出料嘴，所述出料嘴包括依次逐级嵌套连接的锥形套管，最外层的锥形套管的底端口具有封口端面；所述封口端面上对应每两个套管之间的间隙联通有进料管，所述封口端面上设置有与每个锥形套管的底端口沿配合的凹槽，所述封口端面上设置有电磁铁；在出料嘴内腔设置有伸缩杆，所述伸缩杆包括外管和可相对外管伸缩的内杆。本发明利用可变形的出料嘴结构可以方便调节出料嘴孔径的大小，可变形的出料嘴结构可以实现不同材质的复合打印或方便的切换不同的材料进行打印。

技术领域

本发明属于3D打印技术领域，涉及一种3D 打印机部件，特别是一种陶瓷材料为主的3D 打印机出料控制装置。

背景技术

3D打印（3DP)即快速成型技术的一种，本质是采用积分法制造三维实体，在成型过程中，先用三维造型软件在计算机生成部件的三维实体模型，而后用分层软件对其进行分层处理，即将三维模型分成一系列的层，将每一层的信息传送到成型机，通过液化、粉末化、丝化的固体材料逐层“打印”出产品。

陶瓷材料具有优良高温性能、高强度、高硬度、低密度、好的化学稳定性，使用其在航天航空、汽车、生物等行业得到广泛应用。而陶瓷难以成型的特点又限制了它的使用，尤其是复杂陶瓷制件的成型均借助于复杂模具来实现。复杂模具需要较高的加工成本和较长的开发周期，而且，模具加工完毕后，就无法对其进行修改，这种状况越来越不适应产品的改进即更新换代。采用快速成型技术制备陶瓷制件可以克服上述缺点。陶瓷3D打印的方法很多，但对于陶瓷艺术品等的最简单经济的打印方法是采用陶泥堆积的方法打印出坯体，然后再进行烧结，即将用于成型坯体的陶泥从打印机出料嘴挤出，在挤出的同时控制出料嘴移动从而打印出所需的形状。

但是现有的陶瓷3D 打印机的出料嘴的口径通常为固定的大小，不能够根据需要调节出料量，例如当打印结构较精细的坯体时需要有较细口径的出料嘴，而较粗糙的坯体时则可以用较粗口径的出料嘴，这样可以提高速度。另外，现有的技术通常只能打印一种材质的材料不能打印复合材料的的陶瓷，这里所说的复合材料是指从打印机出料嘴挤压出来的条形的陶泥不同部位具有不同的材质，例如从挤压出来的条形的陶泥的内芯部与外表面的材质不同，以便于满足不同的打印需求。

发明内容

本发明的目的是针对现有的技术存在上述问题，提出了一种陶瓷3D打印机喷嘴多级控制机构及控制方法，本陶瓷3D打印机喷嘴多级控制机构及控制方法可以方便调节出料嘴孔径的大小，可以打印出的陶泥具有不同材质构造。

本发明的目的可通过下列技术方案来实现： 一种陶瓷3D打印机喷嘴多级控制机构，包括出料嘴，所述出料嘴包括依次逐级嵌套连接的锥形套管，最外层的锥形套管的底端口具有封口端面，将锥形套管的底端口封闭住；所述封口端面上设置有电磁铁，用于将锥形套管底端部吸附在封口端面上；所述封口端面上对应每两个套管之间的间隙联通有进料管，所述封口端面上设置有与每个锥形套管的底端口沿配合的凹槽，以便锥形套管在封口端面上的定位；在出料嘴内腔设置有伸缩杆，所述伸缩杆包括外管和可相对外管伸缩的内杆，所述外管与内杆的端部均铰链连接一个杆体的一端，与外管及内杆铰链连接的两个杆体的另一端彼此铰链连接，所述外管由伸缩机构控制相对于出料嘴运动。

陶瓷3D打印机喷嘴多级控制机构的控制方法为：当内杆相对于外管伸缩时使得铰链连接的杆体变形,使得铰链连接处在套管的径向做伸缩运动，类似于涨起或收缩的运动，使得杆体可以缩进锥形套管继而卡在锥形套管内，便于将锥形套管顶出，使其脱离封口端面电磁力的吸引,或者从锥形套管顶端口伸出，然后杆体膨胀卡在锥形套管顶端口，以便于将锥形套管拉回，通过控制锥形套管的组合伸出及缩回，从而控制出料口径的大小，继而控制料体的粗细，不同套管之间的进料管可以用于送入不同材质的泥料。