[发明专利]一种3D打印机喷头

说明书

本发明公开了一种3D打印机喷头，包括基板、散热块、风冷系统以及至少一个熔融出丝组件，散热块安装在基板的下方，熔融出丝组件的上部与基板连接，中部与散热块连接，风冷系统安装在基板上，对散热块和熔融出丝组件进行冷却散热。本发明通过散热块对熔融出丝组件进行冷却，通过风冷系统加速热量的传递，可有效避免丝料过早软化，从而能够减少喷头的送丝阻力，降低喷头堵塞的风险。

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，具体涉及一种3D打印机喷头。

背景技术

3D打印技术是快速成型技术的一种，它以数字模型文件为基础，按照程序将成型材料逐层堆叠的方式来构造物体的技术。熔融沉积成型技术(FDM技术)是目前运用较多的一种3D打印技术，它利用高温将热塑性材料融化成熔融态，通过打印头挤出后固化，最后在三维空间上堆叠形成立体实物。

作为3D打印成型核心部件之一的打印喷头，其性能和可靠性对3D打印的效果至关重要，一款设计精良的打印喷头，不仅可以提高样件打印的表面质量和成型精度，而且能极大提高打印机的稳定性及生产效益。

然而目前很多熔融沉积成型3D打印机在打印过程中容易出现出丝不畅、喷头堵塞等问题，究其原因大都是因为喷头结构设计不合理、喷头散热端的散热不良导致丝料过早软化，使得喷头的送丝阻力过大最终导致喷头出丝不正常。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明提供一种3D打印机喷头，可有效缩短丝状在打印喷头内的高弹态长度，减少送丝阻力，提高样件打印的表面质量和成型精度。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种3D打印机喷头，包括基板、散热块、风冷系统以及至少一个熔融出丝组件，散热块安装在基板的下方，熔融出丝组件的上部与基板连接，中部与散热块连接，风冷系统安装在基板上，对散热块和熔融出丝组件进行冷却散热。

通过散热块对熔融出丝组件进行冷却，通过风冷系统加速热量的传递，可有效避免丝料过早软化，从而能够降低喷头的送丝阻力，提高打印效率。

作为本发明的一种改进，所述的熔融出丝组件包括喉管、喷嘴、储热块、加热棒、隔热件和接头，隔热件上端与基板连接，下端伸入散热块中与喉管上端连接，喉管下端与储热块连接，喷嘴安装在储热块下方，加热棒安装在储热块内，接头安装在隔热件上端面，隔热件和接头为管状中空结构，接头、隔热件、喉管和喷嘴依次同轴连通，构成丝料流通通道。

喉管只有下方的一段接触储热块，再通过散热块与隔热件连接，可以有效防止储热块的热量通过喉管向上传递，从而可以缩小丝料在丝料流通通道内的高弹态长度，加强丝料的活塞作用，降低送丝阻力。

进一步地，所述的喷嘴上端设有与喉管下端相匹配的内孔，当喷嘴从下往上螺接在储热块上时，喷嘴内孔的底面与喉管的下端面紧密贴合。这样，既保证了连接的紧密性，防止熔融丝材的泄漏；同时由于喉管外径与喷嘴内孔是柱形嵌套配合，降低了装配的要求，提高了喉管与喷嘴的同轴度。

进一步地，为了精准控制丝料熔融温度，在储热块内安装有温度传感器。

进一步地，所述的喉管靠近储热块上端面的一段设有外径突变缩小的收缩段。这种设计可以减少储热块的热量传导到收缩段上方的喉管中，使加热棒的热量尽可能多的保持在储热块和喷嘴，加大丝料流通通道的温度阶梯，进一步降低丝料的高弹态长度。

进一步地，所述的隔热件采用聚四氟乙烯或聚醚醚酮制成。具有耐高温、高稳定性、高润滑的特点，可以减少丝料经过时受到的摩擦阻力及弹性变形量。

进一步地，所述的散热块上部设有规则排列的长薄鳍片。长薄鳍片的结构能够增加散热表面积，有利于风冷系统的循环散热，提高冷却效率。