一种基于熔融沉积型3d打印机的多喷头机构的制作方法
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于熔融沉积型3D打印机的多喷头机构，可以进行打印喷头的实时转换，实现多材料多喷头的3D打印。通过步进电机控制主动圆锥齿轮的转动，然后通过外啮合齿轮传动，从动圆锥齿轮带动圆台旋转，圆台下方的导轨槽安装有数个(2～8个)用于打印实物材料的喷头，使其随圆台而转动，打印实物材料的喷头以圆的排列方式安装于槽内，并且这数个喷头与不同的材料相对应，圆台中间打印支撑材料的喷头固定不动。当选定某一需要使用的喷头或材料时，将之旋转至工作位处，与打印支撑材料的喷头一起，开始打印工件。
【专利说明】
一种基于熔融沉积型3D打印机的多喷头机构
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种基于熔融沉积型3D打印机的多喷头机构，可以进行打印喷头的实时转换，实现多材料多喷头的3D打印。
【背景技术】
[0002]目前，基于熔融沉积型(FDM)的3D打印机技术已经得到广泛应用，尤其在桌面级的3D打印机的制造中，FDM型3D打印机占有很大的市场份额。
[0003]FDM可能是目前应用最广泛的一种工艺，很多消费级3D打印机都是采用的这种工艺，因为它实现起来相对容易:FDM加热头把热熔性材料(ABS树脂、尼龙、蜡等)加热到临界状态，使其呈现半流体状态，然后加热头会在软件控制下沿CAD确定的二维几何轨迹运动，同时喷头将半流动状态的材料挤压出来，材料瞬时凝固形成有轮廓形状的薄层。
[0004]这个过程与二维打印机的打印过程很相似，只不过从打印头出来的不是油墨，而是ABS树脂等材料的熔融物。同时由于3D打印机的打印头或底座能够在垂直方向移动，所以它能让材料逐层进行快速累积，并且每层都是CAD模型确定的轨迹打印出确定的形状，所以最终能够打印出设计好的三维物体。
[0005]目前FDM技术的桌面级3D打印机多采用单喷头的打印模式，即通过一个碰头，打印支撑材料和实物材料。基于以上考虑，为了提高FDM技术的3D打印机的打印效率和选材多样性，我们发明出一种基于熔融沉积型的3D打印机的多喷头机构。本实用新型是对现有FDM技术的3D打印机的一次创新，将极大促进FDM技术的3D打印机的发展。
【发明内容】
[0006]一种基于熔融沉积型3D打印机的多喷头机构，其特征在于:通过步进电机控制主动圆锥齿轮的转动，主动圆锥齿轮外啮合从动圆锥齿轮，从动圆锥齿轮带动圆台旋转，圆台下方的导轨槽安装有数个用于打印实物的喷头，打印实物的喷头随圆台旋转而转动，打印实物材料的喷头以圆的排列方式安装于导轨槽内，圆台中间打印支撑材料的喷头固定不动。
[0007]进一步，打印实物材料的喷头数量为2-8之间任意一个。
[0008]本实用新型改进FDM技术的3D打印机的喷头装置，借助多喷头机构的运动特征，实现多材料多喷头的实时转换，提高Π)Μ技术的3D打印机的打印效率，节约成本。当打印实物时，中间的打印支撑材料的喷头和其周围的任意的某一丝材喷头搭配工作，实现双喷头工作以及多材料选择。通过控制电机的转动，可以将任意的一个喷头转换到工作位喷头处，从而实现实时的喷头转换，最终达到多喷头和多材料的工作目的。
[0009]本实用新型的工作原理:该发明主要由两部分组成，一个是控制装置，另一个是多喷头装置。控制装置主要由步进电机、一组外啮合的圆锥齿轮组成。多喷头装置由带有导轨槽的圆台、一个打印支撑材料的喷头以及其周围的一圈打印实物材料的喷头(安装的打印实物喷头数量2?8个，均可)组成，打印实物材料的喷头以圆的排列方式排列，并且这数个喷头与不同的材料相对应。通过步进电机控制圆台的转动，一组外啮合的圆锥齿轮作为传动机构。圆台下方的中间部位固定装有负责打印支撑部分的喷头;在中间位置喷头的周围装有导轨槽，其作用就是装配与打印支撑材料的喷头配合工作的实物打印喷头。通过步进电机的控制，可以任意旋转圆台旋转的角度，从而将任意一个打印实物喷头旋转至工作位置，实现多喷头的实时转换。通过四周的打印实物喷头连接不同材料或颜色的丝材，最终实现多材料的FDM技术3D打印。
[0010]本实用新型的技术特征:
[0011]1.由步进电机控制一对外啮合的圆锥齿轮进行传动。
[0012]2.由两个喷头完成打印工作，中间位置的喷头打印支撑材料，其四周的任意一个喷头可以旋转至工作位置进行实物打印，达到实时转换的效果。
[0013]3.通过多喷头实现多材料的FDM技术3D打印。
[0014]4.通过导轨，将打印实物的喷头安装于导轨槽内，数量可以2?8之间任选。
[0015]5.通过步进电机控制喷头的实时转换，可选择任意一个喷头进行实物打印。
【附图说明】
[0016]图1为多喷头机构主视图，图2为多喷头机构侧视图，图3为多喷头机构底部视图
[0017]图中:1、主动圆锥齿轮，2、从动圆锥齿轮，3、圆台，4、步进电机，5、打印支撑材料喷头，6、打印实物材料喷头，7、导轨安装槽，8、打印实物材料喷头工作位
【具体实施方式】
[0018]首先有必要在此指出的是本实施例只用于对本实用新型进行进一步说明，不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
[0019]通过步进电机4控制主动圆锥齿轮I的转动，然后通过外啮合齿轮传动，从动圆锥齿轮2带动圆台3旋转，圆台下方的导轨槽7安装有数个(2?8个)用于打印实物材料的喷头6，使其随圆台而转动，打印实物材料的喷头以圆的排列方式安装于槽内，并且这数个喷头与不同的材料相对应，圆台中间打印支撑材料的喷头5固定不动。当选定某一需要使用的喷头或材料时，将之旋转至工作位8处，与打印支撑材料的喷头一起，开始打印工件。
[0020]1.采用步进电机驱动，由一组外啮合的圆锥齿轮传动。
[0021]2.打印实物材料的喷头通过导轨槽安装在圆台下方。
[0022]3.打印实物材料的喷头以圆的排列方式排列，数量为2、3、4、5、6、7、8之间任意一个。
[0023]4.圆台中间位置为打印支撑材料的喷头。
[0024]5.打印实物的喷头以圆方式排列的位置中，其中有一个工作位，用于被选择的喷头使用。
[0025]6.圆台可以转动任意角度，将被选择的喷头转至工作位。
【主权项】
1.一种基于熔融沉积型3D打印机的多喷头机构，其特征在于:通过步进电机控制主动圆锥齿轮的转动，主动圆锥齿轮外啮合从动圆锥齿轮，从动圆锥齿轮带动圆台旋转，圆台下方的导轨槽安装有数个用于打印实物的喷头，打印实物的喷头随圆台旋转而转动，打印实物材料的喷头以圆的排列方式安装于导轨槽内，圆台中间打印支撑材料的喷头固定不动。2.根据权利要求1所述的基于熔融沉积型3D打印机的多喷头机构，其特征在于:打印实物材料的喷头数量为2-8之间任意一个。
【文档编号】B29C67/00GK205467383SQ201620041658
【公开日】2016年8月17日
【申请日】2016年1月16日
【发明人】姜缪文, 陈继民, 闫健卓
【申请人】北京工业大学