[发明专利]一种适用于X-Y平面运动的集成式3D打印喷头

说明书

本发明涉及一种适用于X‑Y平面运动的集成式3D打印喷头，它属于3D打印技术领域。本发明包括喷头支座、电机、挤丝轮、U型槽滚轮轴承、复合滑块销轴等，两只直线轴承分别安装固定在喷头支座上以实现X‑Y平面功能，3D打印丝料依次穿过塑料送料软管、挤丝轮与U型槽滚轮轴承、金属喉管直至喷嘴，通过调整压紧螺钉即可调节U型槽滚轮轴承对丝料的压紧力，喷头支座内部设计有随形冷却流道并采用循环水冷方式，电阻加热块加热熔融喷嘴内3D打印丝料，电机驱动挤丝轮旋转以带动丝料向喷嘴方向输送并将喷嘴内加热熔融状态的3D打印丝料挤出成型。本发明具备结构简单可靠、零件数量少、惯性质量小、冷却效率高等优点。

技术领域

本发明涉及一种3D打印喷头，具体涉及一种适用于X-Y平面运动的集成式3D打印喷头，它属于3D打印设备技术领域。

背景技术

3D打印机，又称增材制造设备，是快速成型设备的一种，它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。依据打印方式与打印材料的不同，3D打印机可分为不同的种类。其中熔融沉积（FDM）3D打印机是目前应用最广泛的一类3D打印设备，其主要成型原理为采用喷头将丝状热塑性材料加热至熔融态后按照零件每一层截面的预定轨迹在工作平台上均匀地挤出成型，由此可见，3D打印喷头是直接决定熔融沉积3D打印机工作性能的关键零部件。

现阶段熔融沉积（FDM）3D打印机的3D打印喷头包含的零部件数量多、喷头整体质量大、一般采用风冷式冷却机构，普遍存在喷头可靠性及稳定性较差、惯性质量大、冷却效果差等问题，难以达到工业级熔融沉积3D打印机需具备的可靠性高、成型速度快等技术要求。

因此，开发一种结构简单可靠、零件数量少、惯性质量小、冷却效率高的集成式3D打印喷头，以满足工业级3D打印机对于高可靠性、高速度3D打印成型技术要求，显得尤为必要。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中存在的上述不足，而提供一种结构设计合理，结构简单可靠、零件数量少、惯性质量小、冷却效率高、使用维护方便的适用于X-Y平面运动的集成式3D打印喷头。

本发明解决上述问题所采用的技术方案是：该适用于X-Y平面运动的集成式3D打印喷头，包括电机、喷头支座、挤丝轮、塑料送料软管和标准气动快速接头,所述电机与喷头支座连接，挤丝轮固定在电机输出轴上并随电机轴做径向旋转运动，其特征在于：还包括复合滑块销轴、U型槽滚轮轴承、压紧基座、压紧螺钉、压紧弹簧、金属喉管和喷嘴，所述复合滑块销轴的滑块端安装在喷头支座上，U型槽滚轮轴承的轴承内圈安装在复合滑块销轴的销轴端，压紧基座固定在喷头支座，该压紧基座上开有螺纹通孔，压紧螺钉安装在该螺纹通孔内；压紧弹簧一端面与复合滑块销轴的滑块一端面紧密贴合，该压紧弹簧另一端面与压紧螺钉头部端面紧密贴合；塑料送料软管一端安装在标准气动快速接头上，该标准气动快速接头固定在喷头支座上，金属喉管、喷嘴均安装在喷头支座下部位置，该金属喉管下端面与喷嘴上端面紧密贴合。

作为优选，本发明所述喷头支座上开有安装通孔一、螺纹通孔一、通孔一、通孔二、安装孔一、安装孔二、冷却水出水孔、通孔三、螺纹孔一、T型滑槽、螺纹孔二、通孔四和安装通孔二，喷头支座上部位置分别开有两个水平方向且互相交错垂直的安装通孔一、安装通孔二；喷头支座位于电机输出轴上侧位置开有竖直方向螺纹通孔一，标准气动快速接头采用螺纹连接方式固定在该螺纹通孔一内；喷头支座下部位置位于喷嘴左右两侧分别开有水平方向安装孔一和安装孔二；电机与喷头支座采用四个螺钉分别穿过喷头支座上的通孔一、通孔二、通孔三、通孔四连接固定；喷头支座下部位置围绕金属喉管开有内部随形冷却流道且该冷却流道在喷头支座侧面分别开有冷却水进水孔及冷却水出水孔；压紧基座与螺纹孔一、螺纹孔二安装配合；复合滑块销轴设置在喷头支座的T型滑槽内。

作为优选，本发明还包括结构完全相同的电阻加热块一和电阻加热块二，该电阻加热块一固定在安装孔内，电阻加热块二固定在安装孔内。

作为优选，本发明还包括直线轴承一和直线轴承二，该直线轴承一安装在安装通孔二内，直线轴承二安装在安装通孔一内。