一种可旋转切换的3D打印机喷头的制作方法

本实用新型涉及一种属于数字化加工技术领域中的装置，更确切地说，本实用新型涉及一种可旋转切换的3D打印机喷头。

背景技术：

3D打印是一种以数字化模型为基础，通过对数字模型进行切片处理，利用熔融挤出技术、激光烧结技术或者光固化烧结技术逐层打印的方式来完成物体的制作。

3D打印机在实际打印物体时工作效率较低，打印时间过长。针对熔融挤式3D打印机来说，是通过喷料叠加打印物体的，在打印实体物体时，需要在物体内部填充材料，物体内部人们是看不到的，只要填充的材料能支撑起外部就可以了。因此，可以通过设置填充的比例来提高打印速度，这样物体内部填充的材料减少，提高了打印速度。但是，通过降低填充率来提高打印速度有一个缺点，那就是打印精度会受到影响，填充的材料越少打印出物体的精度越低，甚至会出现变形的情况。另外，当3D打印的材料直径不同时，需更换挤出机喷头，极大地降低了工作效率。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是克服了3D打印机打印效率低下、更换挤出机喷头麻烦的问题，提供了一种可旋转切换的3D打印机喷头。

为解决上述技术问题，本实用新型是采用如下技术方案实现的：所述的一种可旋转切换的3D打印机喷头包括固定座、加热棒、热电偶、挡圈、喷嘴与旋转座；所述的喷嘴包括1号喷嘴、2号喷嘴、3号喷嘴与4号喷嘴；

所述的加热棒和热电偶分别安装于固定座上的加热棒安装孔和热电偶安装孔内，采用螺纹挡圈将旋转座固定在固定座的下端，螺纹挡圈与固定座的下端之间为螺纹连接，旋转座上的四个结构相同的限位钢球的凸出部分与固定座(1)上的四个结构相同的限位凹槽相互配合，1号喷嘴、2号喷嘴、3号喷嘴与4号喷嘴安装在旋转座上的4个结构相同的喷嘴安装孔内。

技术方案中所述的旋转座还包括旋转座体、4根结构相同的弹簧与四个结构相同的紧定螺钉；所述的旋转座体上的四个结构相同的限位孔中分别放置结构相同的限位钢球、弹簧与紧定螺钉，4个结构相同的限位钢球的顶端面与旋转座体上的四个结构相同的限位孔顶端的圆台形孔接触连接，4个结构相同的限位钢球的底端面与4个结构相同的弹簧的顶端接触连接，4个结构相同的弹簧的底端面与4个结构相同的紧定螺钉的顶端面接触连接，并且4个结构相同的紧定螺钉与4个结构相同的限位孔的下端螺纹连接。

技术方案中所述的旋转座体为回转体形结构件，是由上圆柱体、中圆柱体与下圆台连成一体，上圆柱体、中圆柱体与下圆台的回转轴线共线，旋转座体上分别设有四个结构相同的喷嘴安装孔和四个结构相同的限位孔；所述的四个结构相同的喷嘴安装孔在旋转座体上是均匀地布置，任何相邻两个喷嘴安装孔的回转轴线之间的夹角相等，四个结构相同的喷嘴安装孔的回转轴线与旋转座体的回转轴线都呈45°夹角；所述的四个结构相同的限位孔均匀地分布在旋转座体上，任何相邻两个结构相同的限位孔的回转轴线之间的夹角相等，四个结构相同的限位孔的回转轴线均和旋转座体的回转轴线平行，四个结构相同的喷嘴安装孔与四个结构相同的限位孔均匀地相间分布；四个结构相同的限位孔之间的结构尺寸与固定座的下端面上设置的四个半球形的限位凹槽之间的结构尺寸相等，即四个结构相同的限位孔的顶端与四个半球形的限位凹槽对正。

技术方案中所述的四个结构相同的喷嘴安装孔都是贯通的两段式阶梯孔，大直径孔用于安装1号喷嘴、2号喷嘴、3号喷嘴与4号喷嘴，大直径孔内设置有安装1号喷嘴、2号喷嘴、3号喷嘴与4号喷嘴的螺纹；

所述的四个结构相同的限位孔是竖直通孔，四个结构相同的限位孔的顶端是容纳钢球的圆台形孔，四个结构相同的限位孔的下端设置有内螺纹。

技术方案中所述的1号喷嘴、2号喷嘴、3号喷嘴与4号喷嘴的中心通孔的孔径各不相同，1号喷嘴、2号喷嘴、3号喷嘴与4号喷嘴的中心通孔的孔径依次增大；1号喷嘴、2号喷嘴、3号喷嘴与4号喷嘴的外形结构与尺寸相同,1号喷嘴、2号喷嘴、3号喷嘴与4号喷嘴的一端加工有与旋转座连接的外螺纹。

技术方案中所述的固定座是由两个等直径的上圆柱体与下圆柱体相贯组成，上圆柱体与下圆柱体的回转轴线相交成135度夹角，固定座左侧设置一竖直侧面，竖直侧面与上圆柱体的回转轴线平行，并和上圆柱体与下圆柱体的回转轴线相交所处平面垂直，固定座的下圆柱体上设置有水平的加热棒安装孔与热电偶安装孔，固定座的中心处由上至下设置有贯通的进料孔，进料孔的回转轴线与上圆柱体的回转轴线共线，固定座的即下圆柱体的下端面与进料孔的回转轴线成45°夹角，固定座的下端面上设置有四个圆周上均匀分布的半球形的限位凹槽，在固定座的下端即下圆柱体下端的圆柱面上加工有外螺纹。

与现有技术相比本实用新型的有益效果是：

1.本实用新型所述的一种可旋转切换的3D打印机喷头当3D打印的材料直径发生变化时，可以通过旋转旋转座来改变喷嘴直径的大小，有效提高工作效率。

2.本实用新型所述的一种可旋转切换的3D打印机喷头为了提高打印速度，可以在3D软件里设置较低的填充率，同时选择直径较大的喷嘴，这样可以保证填充的材料不会减少，进而减小物体的变形，提高了打印精度。

附图说明

下面结合附图对本实用新型作进一步的说明：

图1是本实用新型所述的一种可旋转切换的3D打印机喷头结构组成的轴侧投影视图；

图2是本实用新型所述的一种可旋转切换的3D打印机喷头中所采用的固定座的主视图；

图3是本实用新型所述的一种可旋转切换的3D打印机喷头中所采用的固定座的左视图；

图4是本实用新型所述的一种可旋转切换的3D打印机喷头中所采用的旋转座的轴测投影视图；

图5是本实用新型所述的一种可旋转切换的3D打印机喷头中所采用的旋转座的主视图；

图6是本实用新型所述的一种可旋转切换的3D打印机喷头中所采用的旋转座的仰视图；

图7是本实用新型所述的一种可旋转切换的3D打印机喷头结构组成的主视图上的全剖视图。

图中：1.固定座，2.加热棒，3.热电偶，4螺纹挡圈，5.1号喷嘴，6.旋转座，11.热电偶安装孔，12.进料孔，13.加热棒安装孔，14.限位凹槽，15.外螺纹，16.喷嘴安装孔，17.限位钢球，18.弹簧，19.限位孔，20.紧定螺钉。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作详细的描述：

本实用新型所述的一种可旋转切换的3D打印机喷头包括固定座1、加热棒2、热电偶3、挡圈4、喷嘴与旋转座6；所述的喷嘴包括1号喷嘴5、2号喷嘴、3号喷嘴与4号喷嘴。

参阅图2与图3，所述的固定座1是由两个等直径的上圆柱体与下圆柱体相贯组成，上圆柱体与下圆柱体的回转轴线相交成135度夹角，固定座1左侧设置一竖直侧面，竖直侧面与上圆柱体的回转轴线平行，并和上圆柱体与下圆柱体的回转轴线相交所处平面垂直，固定座1的下圆柱体上设置有水平的加热棒安装孔13与热电偶安装孔11，固定座1上由上至下设置有贯通的进料孔12，进料孔12的回转轴线与上圆柱体的回转轴线共线，固定座1的即下圆柱体的下端面与进料孔12的回转轴线成45°夹角，固定座1的下端面上设置有四个圆周上均匀分布的半球形的限位凹槽14。在固定座1的下端即下圆柱体下端的圆柱面上加工有外螺纹15。

参阅图4至图6，旋转座6包括旋转座体、4结构相同的限位钢球17和4根结构相同的弹簧18与四个结构相同的紧定螺钉20；

所述的旋转座体为回转体形结构件，是由上圆柱体、中圆柱体与下圆台连成一体，上圆柱体、中圆柱体与下圆台的回转轴线共线，旋转座体上分别设有四个结构相同的喷嘴安装孔16和四个结构相同的限位孔19；

所述的四个结构相同的喷嘴安装孔16在旋转座6上是均匀地布置，任何相邻两个喷嘴安装孔16的回转轴线之间的夹角相等，四个结构相同的喷嘴安装孔16的回转轴线与旋转座6的回转轴线都呈45°夹角，四个结构相同的喷嘴安装孔16都是贯通的两段式阶梯孔，大直径孔用于安装喷嘴，大直径孔内设置有安装喷嘴5的螺纹，小直径孔为物流通道。

所述的四个结构相同的限位孔19是竖直通孔，四个结构相同的限位孔19的顶端是能够容纳钢球的圆台形孔，四个结构相同的限位孔19均匀地分布在旋转座6上，任何相邻两个结构相同的限位孔19的回转轴线之间的夹角相等，四个结构相同的限位孔19的回转轴线均和旋转座6的回转轴线平行，四个结构相同的限位孔19的下端设置有内螺纹。四个结构相同的喷嘴安装孔16与四个结构相同的限位孔19相间分布，互不干涉；四个结构相同的限位孔19之间的结构尺寸与固定座1的下端面上设置的四个半球形的限位凹槽14之间的结构尺寸相等，即四个结构相同的限位孔19的顶端与四个半球形的限位凹槽14对正，或者说，安装在四个结构相同的限位孔19顶端的限位钢球17与四个半球形的限位凹槽14配装起定位作用。

所述的加热棒2是用来对3D打印材料进行加热，并使3D打印材料融化，以便通过喷嘴挤出，形成要打印的模型。加热棒2上加工有外螺纹，以便跟固定座1上的加热棒安装孔13进行连接。

所述的热电偶3是一个温度传感器，用来测量3D打印材料的温度，将温度反馈到控制系统，配合加热棒2，可以做到对温度的精准控制。热电偶3上加工有外螺纹，以便跟固定座1上的热电偶安装孔11进行连接。

所述的喷嘴一共有四个,即1号喷嘴5、2号喷嘴、3号喷嘴与4号喷嘴，喷嘴由黄铜制成，这四个喷嘴的外形结构与尺寸相同，这四个喷嘴的中心通孔的内径各不相同，因此通过1号喷嘴5、2号喷嘴、3号喷嘴或4号喷嘴喷出的3D打印材料的直径各不相同。1号喷嘴5、2号喷嘴、3号喷嘴与4号喷嘴的一端上加工有外螺纹，以便安装在旋转座6上的喷嘴安装孔16内。

所述的螺纹挡圈4由铝合金制成的环形结构件，其一端内部加工有内螺纹，跟固定座上的外螺纹15相配合连接；另一端有一个内部圆环形凸台，刚好与旋转座6上端的外部圆环形凸台相配合。通过这个螺纹挡圈4即可将旋转座6跟固定座1紧密地连接到一起，且可以旋松螺纹挡圈4后使旋转座6相对于固定座1旋转一个所需要的角度后再拧紧螺纹挡圈4，使旋转座6与固定座1重新紧密地连接到一起。

所述的加热棒2和热电偶3分别通过螺纹连接的方式安装于固定座1上的加热棒安装孔13和热电偶安装孔11内。固定座1和旋转座6之间为活动可拆卸连接，通过螺纹挡圈4将旋转座6固定在固定座1的下圆柱体上。喷嘴组通过螺纹连接安装在旋转座6上的4个喷嘴安装孔16内，喷嘴组中的1号喷嘴5、2号喷嘴、3号喷嘴与4号喷嘴的孔径各不相同，1号喷嘴5、2号喷嘴、3号喷嘴与4号喷嘴的孔径依次增大；在旋转座6的四个结构相同的限位孔19中分别放置结构相同的一个限位钢球17和一根弹簧18，并在四个结构相同的限位孔19的底端采用四个结构相同的紧定螺钉20固定，使四个结构相同的限位钢球17的凸出部分与固定座1上的四个结构相同的限位凹槽14相互配合，以保证旋转座6位置固定。此时进料孔12的轴线与其中1号喷嘴5的回转轴线重合，用于3D打印的原料即可从喷嘴5中喷出。

松开螺纹挡圈4，将旋转座6相对于固定座1每旋转90度，另一个孔径的喷嘴的轴线将与进料孔12的轴线重合，就能够改变出料孔的直径，大大减少了更换喷头的时间，从而提高3D打印的精度和效率。