[实用新型]可调远近程传输方式的3D打印机的送丝加热装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种3D打印机，具体涉及一种可调远近程传输方式的3D打印机的送丝加热装置。

背景技术

3D打印技术出现在20世纪80年代，又被称作“快速成型技术”。其最大的优点是无需机械加工或磨具，就能直接从计算机设计出的图形数据中生成任何物体，从而极大地缩短产品的研发周期，提高生产率和降低生产成本。因此被广泛地应用在艺术界和工业界。3D打印技术，根据其成型方法的不同，可以分为立体光刻（SLA）、叠层实体制造（LOM）、选择性激光烧结（SLS）、熔融沉积制造（Fused Deposition Modeling，FDM）等。其中FDM快速成型系统与其他系统最本质的区别在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。FDM工艺一般是将固态的低熔点丝状打印材料加热到半熔融状态，如PLA或ABS等。然后，将其挤出，按照物体每层所预定的轨迹，逐层制造，每制造一层工作台下降一个层厚或打印喷头上升一个层厚，如此反复最终构建出整个实体。

3D打印机的送丝加热装置包括送丝机构及加热喷头，送丝机构将丝状的打印材料逐渐传递至加热喷头，由加热喷头加热后喷出，传统的送丝机构根据输送方式的不同分为远程送丝机构和近程送丝机构两种，近程送丝机构与加热喷头两者直接组装，相对远程送丝机构，挤出更精准，换料方便，对挤出电机的力矩要求较低，而远程送丝机构与加热喷头两者通过管道衔接，送丝机构与加热喷头呈分离状态，相对近程送丝机构，加热喷头惯性小，移动定位更加精准，打印速度快，方便维护，故两者具有各自的优点，适用于不同的场合，然而两者传输方式的送丝机构不能相互切换，造成单一结构的送丝机构的适用范围有限。

此外，加热喷头主要包括有进料喉管、设置于进料喉管外端部的铝合金加热块、以及固定于铝合金加热块上并与进料喉管输料连通的喷嘴，其中，铝合金加热块上设置有用于加热的加热单元。打印时，丝材从由送丝机构送至铝合金加热块中受热融化，然后从喷嘴流出。喷嘴的直径决定了出丝的直径，这就决定了打印的层片的最大厚度不可能大于喷嘴直径。众所周知，3D打印技术是通过分层的思想实现的，通常，层片厚度越厚，模型表面精度越差，但打印时间越短。层片厚度越薄，模型打印表面精度越高，但打印时间越长，同时，3D打印机喷头运动的速度受材料溶解速度和喷嘴直径的限制。目前，3D打印机的喷嘴直径在0.1到0.5 mm之间，为避免喷嘴直径太小堵头，大多数打印机使用0.4 mm直径的喷嘴。如果想打印更精细的模型，通常会选择喷嘴直径较小的，但这样同时会增加打印时间和堵头的风险。

在3D打印加工过程中，通常某些模型不需要完全使用统一的层厚，比如哑铃型，为兼顾加工时间和加工进度，在轮廓变化比较明显的地方可以使用小尺寸喷嘴打印。而变化不明显的，可以使用大尺寸喷嘴打印。这样既可以提高模型质量又可以降低打印时间和成本。但是，传统的3D打印机的喷嘴的更换需要将固定到合金加热块底部的喷嘴整体拧下来，在一个模型没有打印完前，是无法更换另一个喷嘴的，而且更换过喷嘴还需要重新校正喷嘴和打印平台间的距离。因此非常麻烦，效率非常低。因此有必要对此进行改进。

通过检索：

（1）中国专利公开号CN105109041A公开了一种可换喷头打印的3D 打印机，该技术方案完全改变了传统的FDM工艺的3D打印机的喷头结构，而且需要额外设置导轨进行传动，这种结构无法适用于目前市场上非常普及的3D打印机改造。

（2）中国专利公开号CN105965898A公开了一种可旋转切换的3D打印机喷头，该技术方案的打印机喷头的旋转需要借助外力，如手动进行切换，其本质上与传统的手工更换打印机喷嘴没有太大不同，最为重要的，该技术方案无法实现实时喷嘴自动实时切换的功能。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型提供一种可将丝状打印材料的传输方式进行切换、适用范围广的可调远近程传输方式的3D打印机的送丝加热装置。