[实用新型]一种用于复合材料的挤出型打印喷头

说明书

本实用新型克服现有复合材料打印喷头挤出的材料复合不良导致打印质量差的缺陷，提出一种材料复合良好且打印质量高的用于复合材料的挤出型打印喷头。它包括喷头本体、第一加热块、第二加热块、包材通道、芯材通道，第一加热块设置在第二加热块上方，芯材通道竖直设置在第一加热块内且贯穿第一加热块，第二加热块顶部开设有混料腔，喷头本体竖直固定在第二加热块内且进料端延伸到混料腔内，包材通道水平设置在第二加热块内且包材通道与混料腔底部相通，芯材通道位于混料腔正上方且混料腔的直径大于芯材通道直径。两种耗材在进入到喷头本体之前在混料腔混合，包材在混料腔内各方的压力相等，使包材能够均匀地包裹在芯材外部形成包裹式复合材料。

技术领域

本实用新型属于3D打印机领域，具体涉及中用于复合材料的挤出型打印喷头。

背景技术

3D打印是快速成型技术的一种，又称增材制造，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。打印的材料从单一种类逐渐扩展到两种甚至两种以上，克服了单一材料性能单一，无法满足打印模型的要求。但打印喷头只有一个进料口，因此只能将材料混合做成具有包裹性质的混合料后或者单纯将多种材料混合供给到打印机，再由打印机将混合料同时加热打印，这种方式需要进行材料混合操作，使得打印过程很复杂。

为了解决这个问题，实用新型专利CN213441186U提出一种能够通过单一喷头将纤维丝和高分子丝复合的3D打印机，具体方案为具有加热功能的加热喷头末端插入一纤维导管，纤维丝通过纤维导管进入到喷头末端内，当高分子材料被加热为熔融状态时流向喷头末端，高分子丝与纤维丝混合后从喷头末端挤出。但这种喷头只适用于混合细长型的纤维或者线材，为了避免打印时喷头移动拉扯模型或者损坏机器，打印过程中必须有专门的裁线机构将线材或者纤维丝裁断，使打印机更复杂。

实用新型专利CN212212666U能够解决上述问题，将个耗材分别加热到熔融状态后混合，只要喷头停止挤出即可断开耗材供应，便于随时断开耗材供应。但是包材直接从芯材的侧边进入包材喷头，虽然包材喷头是包裹在芯材喷头外的环形喷头，包材受到的压力是单边的，且芯材和包材从各自喷头喷出后就混合，因此在包材压力小的一侧不易包裹芯材，出现包材无法完全包裹芯材的现象，使得部分芯材裸露在外，影响打印质量。

发明内容

本实用新型在于克服现有3D打印机的复合材料打印喷头挤出的材料复合不良导致打印质量差的缺陷，提出一种材料复合良好的、打印质量高的用于复合材料的挤出型打印喷头。

一种用于复合材料的挤出型打印喷头，它包括喷头本体、第一加热块、第二加热块、包材通道、芯材通道，第一加热块设置在第二加热块上方，芯材通道竖直设置在第一加热块内且贯穿第一加热块，其特征在于，第二加热块顶部开设有圆柱形混料腔，喷头本体竖直固定在第二加热块内且进料端延伸到混料腔内，包材通道水平设置在第二加热块内且包材通道与混料腔底部相通，芯材通道位于混料腔正上方且混料腔的直径大于芯材通道直径。

经第二加热块加热熔融的包材从下往上均匀流入混料腔并逐渐填满混料腔，经第一加热块加热熔融后的芯材从上往下快速进入混料腔，裹挟着混料腔内的包材流入喷头本体内最后从喷头末端挤出，包材和芯材供应到喷头之前先在混料腔内混合，由于包材是均匀地从下往上逐渐填满混料腔，因此混料腔内包材受到的压力是均匀的，能够形成包材完全包裹芯材的混合料。

优选地，所述芯材通道、混料腔、喷头本体三者同轴。

芯材能够从混料腔中间流入，有利于包材形成对芯材的包裹，进一步避免包裹不全并提高打印质量。

优选地，所述第一加热块和第二加热块内分别设有两个加热管和两个测温探头，加热管和测温探头分别与控制器连接。

加热管和测温探头的存在能够使第一加热块和第二加热块的温度可控并保持在一定范围内，两个加热管分布在加热块两边，使加热块整体的温度更均匀。