[发明专利]一种变口径3D打印挤出头及其使用方法

说明书

本发明公开了一种变口径3D打印挤出头及其使用方法，包括温控变径型挤出机构、进料导向组件、进料驱动组件和进料预紧组件。本发明属于3D打印技术领域，具体是指一种变口径3D打印挤出头及其使用方法；本发明基于液态水银热胀冷缩的特性，创造性地提出了温控变径型挤出机构，在不需要停机更换挤出头的情况下，仅仅通过改变加热块的温度即可实现对挤出直径的连续调控，通过同步改变进料速度补偿料丝的受热量的波动，从而保证料丝本体的融化温度和挤出温度基本不变。

技术领域

本发明属于3D打印技术领域，具体是指一种变口径3D打印挤出头及其使用方法。

背景技术

3D打印技术是一种增材成形的技术，目前最常见的应用是将工程塑料融化后沿着一定的轨迹挤出，待塑料干结后形成零件，目前市面上的桌面级3D打印机已经较为完善，从使用体验上来说，最大的问题就是打印时间过长，一个小零件的打印时间往往是以小时为单位，稍大的零件甚至需要几天才能完成。

一般来讲，目前的3D打印机需要在开始打印之前设置走刀速度和填充密度，这部分参数能够影响产品的精度和结构强度，而挤出头的出丝直径一般是不变的，只能通过更换不同的挤出头进行调节。

而对于3D打印的零件自身来讲，在零件的表面使用细丝能够提高表面精度，在零件的内部使用粗丝则能够提高结构强度，同时还能提高打印效率，若在打印过程中能够对挤出头的挤出直径进行切换，则能够极大地提高打印效率。

基于上述考虑，本发明提出了一种能够在打印过程中改变挤出直径的变口径3D打印挤出头及其使用方法。

发明内容

针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提出了一种能够在打印过程中改变挤出直径的变口径3D打印挤出头及其使用方法；为了克服3D打印的料丝挤出直径既要粗（提高内部的结构强度和打印效率）又要细（提高表面精度）的技术矛盾，本发明基于液态水银热胀冷缩的特性，创造性地提出了温控变径型挤出机构，在不需要停机更换挤出头的情况下，仅仅通过改变加热块的温度即可实现对挤出直径的连续调控，通过同步改变进料速度补偿料丝的受热量的波动，从而保证料丝本体的融化温度和挤出温度基本不变。

本发明采取的技术方案如下：本发明提出了一种变口径3D打印挤出头，包括温控变径型挤出机构、进料导向组件、进料驱动组件和进料预紧组件，通过进料预紧组件能够保持输送过程中自驱动电机和料丝本体的预紧状态、防止打滑，所述进料预紧组件设于进料驱动组件中，通过进料驱动组件能够调控料丝本体的进给速度，所述进料导向组件设于进料驱动组件中，进料导向组件具有导向作用，能够使料丝本体的进给更加顺畅，所述温控变径型挤出机构设于进料导向组件上，通过温控变径型挤出机构能够根据不同的打印区域识别打印工况，从而对加热效率和送料速度进行相应调整，在加热效率发生变化时，出料口的大小还能够自适应地跟随调节。

进一步地，所述温控变径型挤出机构包括挤出头变径组件、温度感应组件和自补偿滑动松紧组件，所述挤出头变径组件固接于进料导向组件的底部，所述温度感应组件设于挤出头变径组件上，所述自补偿滑动松紧组件设于挤出头变径组件和温度感应组件之间。

作为优选地，所述挤出头变径组件包括锥形卷装挤出头、密封圈和内端头连接块，通过挤出头变径组件的旋转，能够改变锥形卷装挤出头的直径，所述锥形卷装挤出头上设有挤出头外端头和挤出头内端头，通过挤出头内端头和挤出头外端头的相对滑移，能够改变锥形卷装挤出头的大小，所述锥形卷装挤出头卷绕成中空的圆锥之后底部设有出料口，当锥形卷装挤出头的直径变化时，出料口的大小也相应变化，所述内端头连接块的底部固接于挤出头内端头上，所述内端头连接块的侧面固接于密封圈的内壁上，通过密封圈能够在锥形卷装挤出头的大小发生变化时，通过密封圈自身的伸缩保持锥形卷装挤出头和热熔腔室之间的密封性，所述挤出头外端头滑动设于挤出头内端头和密封圈之间。