[实用新型]一种基于涡流效应的3D打印机的打印头加热装置

说明书

技术领域

本实用新型属于3D打印机技术领域，具体涉及一种基于涡流效应的熔融沉积成型3D打印机的打印头加热装置。

背景技术

3D打印即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，利用激光束、热熔喷嘴等方式将金属粉末、陶瓷粉末、塑料、细胞组织等特殊材料进行逐层堆积黏结，最终叠加成型，制造出实体产品。如今3D打印技术已经在模具制造、工业设计、航空航天、文化艺术、雕刻等领域得到了广泛地应用。

根据其成型方法的不同，3D打印技术可以分为立体光刻(SLA)、叠层实体制造(LOM)、选择性激光烧结(SLS)、熔融沉积成型(FDM)等。熔融沉积成型(FDM)技术与其他技术最本质的区别于其没有使用激光系统，因此成本最低，也是目前最为广泛应用的一种3D打印技术。

熔融沉积成型(FDM)技术将热塑性材料丝(ABS、PLA等)通过送料机构送进打印头，在打印头的加热装置中加热至半熔化挤出，半熔化材料在计算机控制下预定的位置与周围材料粘接并迅速固化。

目前的加热方案主要是采用喷头外部的加热块及加热电阻，通过热传导方式传递能量。加热电阻通电产生电阻热，并在热传导作用下通过加热块传递给喷头，将喷头内的材料熔化。这种加热装置具有结构简单，成本较低的优点。但同时存在着由线加热带来的加热不均的问题，导致打印材料熔化不均或熔化不完全，对打印精度造成不利影响，并且容易使喷头发生堵塞。同时，电阻加热的方式还存在着损失大，加热效率不高的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种基于涡流效应的熔融沉积成型3D打印机的打印头加热装置，其能够改善3D打印机的加热挤出装置的热效率；减少能量向上传递，防止堵头；减小热阻滞、热惯性，提高控温性能；均匀加热、熔丝稳定，提高打印精度。

本实用新型实施例提供的基于涡流效应的3D打印机的打印头加热装置，包括喷头(1)、线圈(2)、加热块(3)、喉管(4)、电源(5)、温控系统(6)、测温传感器(7)，其特征在于：所述加热块(3)安装在所述喷头(1)上，所述线圈(2)缠绕在所述加热块(3)外部，测温传感器(7)测量的所述加热块(3)的实时温度并反馈给温控系统(6)，所述温控系统(6)控制所述线圈(2)中的电流，实现对加热温度的控制。

较佳地，所述测温传感器(7)置于所述加热块(3)的测温孔内并用导线与温控系统(6)连接。

较佳地，所述温控系统(6)根据设定温度和所述测温传感器(7)测得温度调节线圈(2)中的电流，控制加热功率。

较佳地，所述电源(5)、温控系统(6)及线圈(2)串联连接。

较佳地，所述电源(5)为交流电。

较佳地，所述线圈(2)内通入交流电，在涡流效应下所述加热块(3)产生涡流发热，丝材在所述喷头(1)的腔体内被加热熔化。

较佳地，所述加热块(3)采用磁导率高的铁磁性材料。

较佳地，喉管(4)用于连接打印头和运动机构，同时起导丝作用。

本实用新型中记载的加热装置，工作流程如下：1)、线圈(2)内通入交流电，产生交变磁场；2)、在涡流效应下加热块(3)产生涡流发热，丝材在喷头(1)的腔体内被加热熔化；3)、测温传感器(7)测量加热块(3)的实时温度并反馈给温控系统(6)；4)、温控系统(6)根据设定温度和所述测温传感器(7)测得的温度调节线圈(2)中的电流，实现对加热温度的控制。

与现有技术相比，本实用新型存在以下技术效果：

第一、均匀加热，熔丝稳定，提高打印精度；

第二、加热效率高，热损失小；

第三、加热温度易于控制；

第四、不会出现加热过程中喷头的堵塞。

附图说明

图1为本实用新型加热装置剖面图；

附图标记：附图1中的标记说明，1-喷头，2-线圈，3-加热块，4-喉管，5-电源，6-温控系统，7-测温传感器。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。