3D打印混色打印头的制作方法

3d打印混色打印头
技术领域
[0001]
本实用新型涉及3d打印技术领域，具体而言，涉及一种3d打印混色打印头。


背景技术：

[0002]
3d打印(3dp)即快速成型技术的一种，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。
[0003]
3d打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(aec)、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。3d打印技术又称三维打印技术，是一种累积制造技术，具有快速成形的特点，3d打印机主要包括机架、打印平台、3d打印头、 xyz轴以及控制系统，在打印过程中，由控制系统控制3d打印头沿着xy轴移动，实现一层的打印，由控制系统控制打印平台沿z轴移动，实现逐层打印。3d打印头包括加热块以及喷嘴，打印耗材进入所述加热块后熔化，进而由喷嘴喷出，耗材由喷嘴带动打印形成模型。
[0004]
在现有技术的3d打印头中，彩色的混料，一般是采用多个进料口，进行混合，混合均匀后通过混料出口，通过控制系统，进行逐层打印，但是，现有技术中的混色，还存在着混色不均匀，混色效果一般的问题，混色效果一般只能达到60-70％。
[0005]
因此，针对于上述现有技术的不足，提出一种混色效果好，结构原理简单的3d打印混色打印头。


技术实现要素：

[0006]
本实用新型的目的在于提供一种3d打印混色打印头，其能够针对于现有技术的不足，提出解决方案，具有混色效果好，结构原理简单的特点，适用于3d打印技术领域。
[0007]
本实用新型的实施例是这样实现的：
[0008]
一种3d打印混色打印头，包括打印头本体、中轴螺纹杆以及螺旋通道，所述打印头本体上中部设置有中轴孔，所述中轴螺纹杆的上端设置有外螺纹，所述中轴孔的上端设置有内螺纹，所述中轴孔与中轴螺纹杆配合连接，所述中轴孔周围环绕设置有五个混色料口，所述螺旋通道设置在中轴螺纹杆的下端，所述中轴孔的下端设置为光滑侧壁。中轴孔的上端与中轴螺纹杆的的上端进行螺纹连接，在实际使用中，中轴螺纹杆的上端的直径要略长于中轴螺纹杆的下端直径(中轴螺纹杆的上端设置外螺纹，刚好与中轴孔上端的内螺纹连接)，因此在，中轴孔的下端与中轴螺纹杆下端之间形成一定的间隙，利用设置在中轴螺纹杆下端的螺旋通道，以及中轴孔下端的侧壁，形成混料通道，将五个混色料口的混料进入到中轴孔的下端，然后进入到螺旋通道，进行螺旋均匀混合，提高打印头的混合效果。
[0009]
本实用新型的另一种设置方式，一种3d打印混色打印头，包括打印头本体、中轴螺纹杆以及螺旋通道，所述打印头本体上中部设置有中轴孔，所述中轴螺纹杆的上端设置有
外螺纹，所述中轴孔的上端设置有内螺纹，所述中轴孔与中轴螺纹杆配合连接，所述中轴孔周围环绕设置有五个混色料口，所述螺旋通道设置在中轴孔的下端侧壁上，所述中轴螺纹杆的下端设置为光滑圆柱体。中轴孔的上端与中轴螺纹杆的的上端进行螺纹连接，在实际使用中，中轴螺纹杆的上端的直径要略长于中轴螺纹杆的下端直径(中轴螺纹杆的上端设置外螺纹，刚好与中轴孔上端的内螺纹连接)，因此在，中轴孔的下端与中轴螺纹杆下端之间形成一定的间隙，利用设置在中轴孔下端的螺旋通道，以及中轴螺纹杆下端的光滑圆柱体，形成混料通道，将五个混色料口的混料进入到中轴孔的下端，然后进入到螺旋通道，从而进入到混料通道，进行螺旋均匀混合，提高打印头的混料混合效果。
[0010]
在本实用新型的一些实施例中，上述打印头本体包括上体、下体以及连接壁，所述上体设置为环形坡面状，所述下体设置为圆锥体状，所述上体、下体以及连接壁为一体成型。将上体、下体以及连接壁为一体成型是提高打印头的整体稳定性，中轴孔设置在上体中部上，并延伸至下体内部，而混色料口也是设置在上体上，也延伸至下体内。
[0011]
在本实用新型的一些实施例中，上述上体上还设置有电加热棒口和热敏电阻口。电加热棒口和热敏电阻口也均延伸至下体内，设置加热棒口和热敏电阻口是为了在实际使用中，加入加热棒和热敏电阻，对整个打印头内部的混料在混合中时进行加热，提高其混合效果和均匀度。
[0012]
在本实用新型的一些实施例中，上述连接壁上设置有顶丝口，所述顶丝口内设置有顶丝内螺纹，所述顶丝内螺纹为m3内螺纹。设置顶丝口是为了利用顶丝对电加热棒和热敏电阻在设置到电加热棒口和热敏电阻口过程中，防止其松动，对其进行固定和稳定。
[0013]
在本实用新型的一些实施例中，上述下体底部设置有混料出口。混料出口是当五个混色料口将混料送入到螺旋通道中进行均匀混合后，在打印时，将混合好的打印料从混料出口中送出，从而进行3d 打印的后续工作。
[0014]
在本实用新型的一些实施例中，上述混料出口的直径为 0.3mm-0.8mm。将混料出口如此设置，是为了提高打印头的打印精密性，提高本实用新型打印效果。
[0015]
在本实用新型的一些实施例中，上述中轴螺纹杆的顶端设置有一字螺丝刀口。本实用新型在中轴螺纹杆上设置有一字螺丝刀口，方便工作人员将中轴螺纹杆进行取出和放入，通过相关工具(如一字螺丝刀)，可以很方便的将中轴螺纹杆置入到打印头本体内，进行混合混料；(使用完毕后)还可以很方便的将中轴螺纹杆技能进行取出，进行更换或者清洗、维护等操作。
[0016]
在本实用新型的一些实施例中，上述中轴螺纹杆的外螺纹为m6 外螺纹。将中轴螺纹杆的上端设置为m6外螺纹，因为其技术成熟，制造成本低廉，降低企业成本。
[0017]
在本实用新型的一些实施例中，上述混色料口在打印头本体内倾斜设置，所述混色料口底端与中轴孔的下端联通。当混色料口收到混料时，每个混料口的进料量和进行速率均是单独控制，通过调整进料量和速率，将混料送入到中轴孔的下端进行混合，利用螺旋通道，令混料不是直接简单混合，而是通过螺旋通道进行螺旋混合，提高其混合效果。
[0018]
本实用新型实施例至少具有如下优点或有益效果：
[0019]
效果一，混色效果好，本实用新型通过设置打印头本体、中轴螺纹杆以及螺旋通道，印头本体上中部设置有中轴孔，中轴孔周围环绕设置有五个混色料口，通过五进一出的混料口设置，而螺旋通道的设置分为两种情况，第一是将螺旋通道设置在中轴孔的下端侧
壁上，中轴螺纹杆的下端设置为光滑圆柱体；第二是螺旋通道设置在中轴螺纹杆的下端，中轴孔的下端设置为光滑侧壁，两种设置都是为了形成混料通道，可以将五个混料口的打印料送入到混料通道中，利用构建的螺旋通道，对混料进行充分的混合，提高其混合效果，从而提升混色效果，提高打印头的色彩准确性，进而提升3d打印效果。
[0020]
效果二，结构原理简单，本实用新型通过在打印头本体内设置螺旋通道，或者将螺旋通道设置在中轴螺纹杆上，将五进一出的混料口的送料可以在螺旋通道进行充分的混合，提高混合效果的同时，未给企业增加多少成本，只是创造性的设置了螺旋通道，以及设置螺旋通道的两种设置形式，未添加任何复杂的机械机构和辅助结构，也未添加和增设多元化的电气元件，结构原理简单，本领域内的技术人员很容易理解并且加以实施，并且改造难度不高，给企业增加的成本几乎可以忽略不计，非常适合在本领域内推广使用，具备极好的市场推广前景，不存在推广的成本壁垒。
附图说明
[0021]
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0022]
图1为本实用新型的中轴螺纹杆与打印头本体的连接立体示意图；
[0023]
图2为本实用新型的中轴螺纹杆与打印头本体的连接俯视示意图；
[0024]
图3为本实用新型的打印头本体的底部立体示意图；
[0025]
图4为本实用新型的打印头本体立体示意图；
[0026]
图5为本实用新型实施例1的打印头本体内部示意图；
[0027]
图6为本实用新型实施例1的中轴螺纹杆的正面示意图；
[0028]
图7为本实用新型实施例1的中轴螺纹杆的立体示意图；
[0029]
图8为本实用新型实施例2的轴螺纹杆的正面示意图；
[0030]
图9为本实用新型实施例2的打印头本体的内部示意图；
[0031]
图标：1-螺旋通道，2-中轴螺纹杆，3-打印头本体，4-中轴孔， 5-外螺纹，6-内螺纹，7-混色料口，8-电加热棒口，9-热敏电阻口， 10-顶丝口，11-顶丝内螺纹，12-混料出口，13-一字螺丝刀口，31-上体，32-下体，33-连接壁。
具体实施方式
[0032]
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0033]
因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0034]
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
[0035]
在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，若出现术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0036]
此外，若出现术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
[0037]
在本实用新型实施例的描述中，“多个”代表至少2个。
[0038]
在本实用新型实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
[0039]
实施例1
[0040]
一种3d打印混色打印头，包括打印头本体3、中轴螺纹杆2以及螺旋通道1，打印头本体3上中部设置有中轴孔4，中轴螺纹杆2 的上端设置有外螺纹5，中轴孔4的上端设置有内螺纹6，中轴孔4 与中轴螺纹杆2配合连接，中轴孔4周围环绕设置有五个混色料口7，螺旋通道1设置在中轴螺纹杆2的下端，中轴孔4的下端设置为光滑侧壁。中轴孔4的上端与中轴螺纹杆2的的上端进行螺纹连接，在实际使用中，中轴螺纹杆2的上端的直径要略长于中轴螺纹杆2的下端直径(中轴螺纹杆2的上端设置外螺纹5，刚好与中轴孔4上端的内螺纹6连接)，因此在，中轴孔4的下端与中轴螺纹杆2下端之间形成一定的间隙，利用设置在中轴螺纹杆2下端的螺旋通道1，以及中轴孔4下端的侧壁，形成混料通道，将五个混色料口7的混料进入到中轴孔4的下端，然后进入到螺旋通道1，进行螺旋均匀混合，提高打印头的混合效果。本实用新型采用的是五进一出的混色料口7，而五个混色料口7分别混入白色料，黄色料，黑色料，枚红色料，青色料，并且每个混色料口7均独立控制进料的进料量和进料速率，从而通过调节每个混色料口7的进料量和进料速率，得到不同颜色的混料颜色，满足3d打印不同色彩需求；在实际操作中，顺时针分别进入青色、黑色、玫红色、黄色、白色。这样就能通过控制各口混合比例，混合出全彩颜色。
[0041]
上述打印头本体3包括上体31、下体32以及连接壁33，上体 31设置为环形坡面状，下体32设置为圆锥体状，上体31、下体32 以及连接壁33为一体成型。将上体31、下体32以及连接壁33为一体成型是提高打印头的整体稳定性，中轴孔4设置在上体31的中部，并延伸至下体32内部，而混色料口7也是设置在上体31上，也延伸至下体32内，与中轴孔4的下端联通。
[0042]
在本实用新型实施例的一种实施方式中，上述上体31上还设置有电加热棒口8和热敏电阻口9。电加热棒口8和热敏电阻口9也均延伸至下体32内，设置电加热棒口8和热敏
电阻口9是为了在实际使用中，加入加热棒和热敏电阻，对整个打印头内部的混料在混合中时进行加热，提高其混合效果和均匀度。
[0043]
在本实用新型实施例的一种实施方式中，上述连接壁上设置有顶丝口10，顶丝口10内设置有顶丝内螺纹11，顶丝内螺纹11为m3 内螺纹。设置顶丝口10是为了利用顶丝对电加热棒和热敏电阻在设置到电加热棒口8和热敏电阻口10过程中，防止其松动，对其进行固定和稳定，确保加热效果；在实际中，顶丝口10与电加热棒口8 和热敏电阻口9联通。
[0044]
在本实用新型实施例的一种实施方式中，上述下体底部设置有混料出口12。混料出口12是当五个混色料口7将混料送入到螺旋通道 1中进行均匀混合后，在打印时，将混合好的打印料从混料出口12 中送出，从而进行3d打印的后续工作。
[0045]
在本实用新型实施例的一种实施方式中，上述混料出口12的直径为0.4mm。将混料出口12如此设置，是为了提高打印头的打印精密性，提高本实用新型打印效果，本实施例采用将混料出口直径设置为0.4mm。
[0046]
在本实用新型实施例的一种实施方式中，上述中轴螺纹杆2的顶端设置有一字螺丝刀口13。本实用新型在中轴螺纹杆2上设置有一字螺丝刀口13，方便工作人员将中轴螺纹杆2进行取出和放入，通过相关工具(如一字螺丝刀)，可以很方便的将中轴螺纹杆2置入到打印头本体3内，进行混合混料；(使用完毕后)还可以很方便的将中轴螺纹杆2技能进行取出，进行更换或者清洗、维护等操作。
[0047]
在本实用新型实施例的一种实施方式中，上述中轴螺纹杆2的外螺纹5为m6外螺纹。将中轴螺纹杆2的上端设置为m6外螺纹，因为其技术成熟，制造成本低廉，降低企业成本，后期更换以及维护成本低。
[0048]
在本实用新型实施例的一种实施方式中，上述混色料口7在打印头本体3内倾斜设置，混色料口7底端与中轴孔4的下端联通。当混色料口7收到混料时，每个混色料口7的进料量和进行速率均是单独控制，通过调整进料量和速率，将混料送入到中轴孔4的下端进行混合，利用螺旋通道1，令混料不是直接进入到中轴孔4的下端简单混合，而是通过螺旋通道1进行螺旋混合，提高其混合效果。本实施例的螺旋通道1是设置在中轴螺纹杆2的下端，相应地，中轴孔4的下端设置为光滑侧壁，两者形成混合通道。
[0049]
实施例2
[0050]
本实施例与实施例1的技术方案基本一致，区别技术特征在于，本实施例的螺旋通道设置在中轴孔的下端，而中轴螺纹杆的下端设置为光滑的圆柱体，作为本实用新型的另一种设置方式，具体如下：
[0051]
一种3d打印混色打印头，包括打印头本体3、中轴螺纹杆2以及螺旋通道1，打印头本体3上中部设置有中轴孔4，中轴螺纹杆2 的上端设置有外螺纹5，中轴孔4的上端设置有内螺纹6，中轴孔4 与中轴螺纹杆2配合连接，中轴孔4周围环绕设置有五个混色料口7，螺旋通道1设置在中轴孔4的下端，中轴螺纹杆2的下端设置为光滑圆柱体。中轴孔4的上端与中轴螺纹杆2的的上端进行螺纹连接，在实际使用中，中轴螺纹杆2的上端的直径要略长于中轴螺纹杆2的下端直径(中轴螺纹杆2的上端设置外螺纹5，刚好与中轴孔4上端的内螺纹6连接)，因此在，中轴孔4的下端与中轴螺纹杆2下端之间形成一定的间隙，利用设置在中轴孔4下端的螺旋通道1，以及中轴螺纹杆2下端的侧壁，形成混料通道，将五个混色料口7的混料进入到中轴孔4的下端，然后进入到螺旋通道1，进行螺旋均匀混合，提高打印头的混合效
果。本实用新型采用的是五进一出的混色料口7，而五个混色料口7分别混入白色料，黄色料，黑色料，枚红色料，青色料，并且每个混色料口7均独立控制进料的进料量和进料速率，从而通过调节每个混色料口7的进料量和进料速率，得到不同颜色的混料颜色，满足3d打印不同色彩需求；在实际操作中，顺时针分别进入青色、黑色、玫红色、黄色、白色。这样就能通过控制各口混合比例，混合出全彩颜色，提高打印色彩均匀性和打印效果。
[0052]
上述打印头本体3包括上体31、下体32以及连接壁33，上体 31设置为环形坡面状，下体32设置为圆锥体状，上体31、下体32 以及连接壁33为一体成型。将上体31、下体32以及连接壁33为一体成型是提高打印头的整体稳定性，中轴孔4设置在上体31的中部，并延伸至下体32内部，而混色料口7也是设置在上体31上，也延伸至下体32内，与中轴孔4的下端联通。
[0053]
在本实用新型实施例的一种实施方式中，上述上体31上还设置有电加热棒口8和热敏电阻口9。电加热棒口8和热敏电阻口9也均延伸至下体32内，设置电加热棒口8和热敏电阻口9是为了在实际使用中，加入加热棒和热敏电阻，对整个打印头内部的混料在混合中时进行加热，提高其混合效果和均匀度。
[0054]
在本实用新型实施例的一种实施方式中，上述连接壁上设置有顶丝口10，顶丝口10内设置有顶丝内螺纹11，顶丝内螺纹11为m3 内螺纹。设置顶丝口10是为了利用顶丝对电加热棒和热敏电阻在设置到电加热棒口8和热敏电阻口10过程中，防止其松动，对其进行固定和稳定，确保加热效果；在实际中，顶丝口10与电加热棒口8 和热敏电阻口9联通。
[0055]
在本实用新型实施例的一种实施方式中，上述下体底部设置有混料出口12。混料出口12是当五个混色料口7将混料送入到螺旋通道1中进行均匀混合后，在打印时，将混合好的打印料从混料出口12 中送出，从而进行3d打印的后续工作。
[0056]
在本实用新型实施例的一种实施方式中，上述混料出口12的直径为0.4mm。将混料出口12如此设置，是为了提高打印头的打印精密性，提高本实用新型打印效果，本实施例采用将混料出口直径设置为0.4mm。
[0057]
在本实用新型实施例的一种实施方式中，上述中轴螺纹杆2的顶端设置有一字螺丝刀口13。本实用新型在中轴螺纹杆2上设置有一字螺丝刀口13，方便工作人员将中轴螺纹杆2进行取出和放入，通过相关工具(如一字螺丝刀)，可以很方便的将中轴螺纹杆2置入到打印头本体3内，进行混合混料；(使用完毕后)还可以很方便的将中轴螺纹杆2技能进行取出，进行更换或者清洗、维护等操作。
[0058]
在本实用新型实施例的一种实施方式中，上述中轴螺纹杆2的外螺纹5为m6外螺纹。将中轴螺纹杆2的上端设置为m6外螺纹，因为其技术成熟，制造成本低廉，降低企业成本，后期更换以及维护成本低。
[0059]
在本实用新型实施例的一种实施方式中，上述混色料口7在打印头本体3内倾斜设置，混色料口7底端与中轴孔4的下端联通。当混色料口7收到混料时，每个混色料口7的进料量和进行速率均是单独控制，通过调整进料量和速率，将混料送入到中轴孔4的下端进行混合，利用螺旋通道1，令混料不是直接进入到中轴孔4的下端简单混合，而是通过螺旋通道1进行螺旋混合，提高其混合效果。本实施例的螺旋通道1是设置在中轴孔4的下端，相应地，中轴螺纹杆2的下端设置为光滑圆柱体，两者形成混合通道。
[0060]
本实用新型实施例的工作实施原理：在需要使用时，现将电加热棒和热敏电阻在
设置到电加热棒口和热敏电阻口，再将顶丝置入顶丝口，对加热棒和热敏电阻进行固定，将中轴螺纹杆旋转进入到中轴孔中进行设置完成，然后将本实用新型安装在3d打印机上，将五个混色料口分别接入五个料口的进料管，分别是青色料、黑色料、玫红色料、黄色料、白色料，顺时针注入，通过调节每个进料管进料量和进料速率，将混色料送入到中轴孔的下端，利用中轴孔下方侧壁的螺旋通道和中轴螺纹杆形成混合通道(或者利用中轴螺纹杆下端设置的螺旋通道和光滑侧壁的中轴孔下端形成的混合通道)，进行充分混合好的混合料，从混料出口喷出，从而进行逐层打印。
[0061]
总结如下，本实用新型通过设置打印头本体、中轴螺纹杆以及螺旋通道，印头本体上中部设置有中轴孔，中轴孔周围环绕设置有五个混色料口，通过五进一出的混料口设置，而螺旋通道的设置分为两种情况，第一是将螺旋通道设置在中轴孔的下端侧壁上，中轴螺纹杆的下端设置为光滑圆柱体；第二是螺旋通道设置在中轴螺纹杆的下端，中轴孔的下端设置为光滑侧壁，两种设置都是为了形成混料通道，可以将五个混料口的打印料送入到混料通道中，利用构建的螺旋通道，对混料进行充分的混合，提高其混合效果，从而提升混色效果，提高打印头的色彩准确性，进而提升3d打印效果。本实用新型通过在打印头本体内设置螺旋通道，或者将螺旋通道设置在中轴螺纹杆上，将五进一出的混料口的送料可以在螺旋通道进行充分的混合，提高混合效果的同时，未给企业增加多少成本，只是创造性的设置了螺旋通道，以及设置螺旋通道的两种设置形式，未添加任何复杂的机械机构和辅助结构，也未添加和增设多元化的电气元件，结构原理简单，本领域内的技术人员很容易理解并且加以实施，并且改造难度不高，给企业增加的成本几乎可以忽略不计，非常适合在本领域内推广使用，具备极好的市场推广前景，不存在推广的成本壁垒。
[0062]
综上，本实用新型的实施例提供一种3d打印混色打印头，其能够针对于现有技术的不足，提出解决方案，具有混色效果好，结构原理简单的特点，极具推广使用价值适用于3d打印技术领域。
[0063]
以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。