一种用于3d打印机的挤压式喷头装置及3d打印机的制作方法

本实用新型属于3d打印领域，具体地说，涉及一种用于3d打印机的挤压式喷头装置及3d打印机。

背景技术：

3d打印技术在经历了单一材料建构物体结构和形状的初期阶段后，正向多材料打印和活性打印(打印智能物质)方向发展。在物质类别上讲，烟支由烟丝、卷烟纸、醋酸纤维丝束三种物质组成。因此，传统烟支的3d打印属于比较简单的多材料打印范畴。目前市场上流行的加热不燃烧烟弹实现3d打印则更复杂一些。

要想实现3d打印，首先要建立烟支的三维立体全息模型。这就涉及到烟支的3d建模问题。目前，三维设计软件的种类不少，都能提供三维实体建模功能，但像烟支这样，内部为松散缠绕状态的实体建模因数据量的庞大却很难实现。

现在，利用核磁扫描成像技术和三维设计软件的结合，可以建立人体的三维实体模型，从而3d打印出人体的任一部分的教学标本，甚至是活体组织；利用光学扫描技术和三维设计软件的结合，可以建立物体的三维实体模型，从而通过3d打印再现物体的外观和形状。

3d打印技术做为私人订制时代的前沿技术，将拉开了第三次工业革命的序幕。该技术旨在每一个消费者都能够按照自己的喜好选择原材料，自己配方来订制烟支，甚至自制烟支。可以说，谁最先掌握和运用了烟支的3d打印技术，谁就掌握了传统行业变革的主动权，谁就拿到了企业未来发展之门的钥匙。目前，在3d打印技术研发和应用领域，我们与国际烟机企业处于同一起跑线上，而我们国家的3d打印技术不仅不逊于其他国家，甚至在个别方面处于领先水平，有着很好的、可资利用的资源。因此，集中力量研发和掌握3d打印技术，并不是可望不可及的目标。如果我们率先在3d打印技术上取得突破，那不仅是奠定了行业十年后发展的技术基础，而且有望实现跨越式发展，达到超越国际同行的水平。

有鉴于此特提出本实用新型。

技术实现要素：

本实用新型要解决的第一技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种用于3d打印机的挤压式喷头装置，以解决喷头装置安装的稳定性差的技术问题。

本实用新型要解决的第二技术问题在于克服现有技术的不足，提供一种3d打印机，以解决工作的震动噪音大的技术问题。

为解决上述第一技术问题，本实用新型采用技术方案的基本构思是：

一种用于3d打印机的挤压式喷头装置，包括：

挤压管，轴线呈竖直延伸，挤压管内部具有液态打印材料，底部具有出料口；

第一搅拌器，设于挤压管内部并与挤压管同轴设置；

第一电机，其输出轴与第一搅拌器顶端相连接，第一搅拌器底端自由设置；

安装座，径向凸出于出料口外周壁面并高于第一搅拌器底端设置或与第一搅拌器底端相持平设置。

进一步地，挤压管底部为逐渐向下收缩的锥状面，出料口设于锥状面的底端。

进一步地，第一搅拌器为螺杆式搅拌器，其外径等于挤压管的内径，使第一搅拌器的外周沿与挤压管内周壁相贴合。

进一步地，喷头装置还包括：

储料器，设于挤压管上方，其为轴线呈竖直延伸的环状结构，储料器内部存储有液态打印材料，底部具有放料口；

进料管，一端与放料口相连通，另一端经挤压管侧壁上的连通孔与挤压管相连通，连通孔高于第一搅拌器底端设置。

进一步地，储料器底部为逐渐向下收缩的凹型面，放料口设于凹型面的底端。

进一步地，进料管包括竖直延伸的第一延伸段和弧形延伸的、并竖直设置的第二延伸段，第一延伸段的顶端与放料口相连通，第一延伸段的底端与第二延伸段的顶端相连通，第二延伸段的底端与连通孔相连通。

进一步地，连通孔与螺杆式搅拌器顶部的螺旋槽相对设置。

进一步地，喷头装置还包括：

第二搅拌器，设于储料器内部并与储料器同轴设置；

第二电机，其输出轴与第二搅拌器顶端相连接，第二搅拌器底端自由设置。

进一步地，第二搅拌器底端与储料器底部间隔一定距离。

为解决上述第二技术问题，本实用新型采用技术方案的基本构思是：

一种3d打印机，包括：

承接板，呈水平设置；

如上任一所述的喷头装置，设于承接板上方且出料口面向承接板；

驱动单元，使喷头装置和承接板在水平横向、水平纵向、垂直竖向上分别发生相对运动。

采用上述技术方案后，本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

本实用新型通过第一搅拌器的底端低于安装座设置，避免了第一搅拌器的底端高于安装座设置时安装座上方震动导致的安装座晃动，提高了喷头装置在打印机上的稳定性，降低了打印机工作时的震动噪音，同时还提升了打印机的打印效果。

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的描述。

附图说明

附图作为本实用新型的一部分，用来提供对本实用新型的进一步的理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，但不构成对本实用新型的不当限定。显然，下面描述中的附图仅仅是一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，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附图。在附图中：

图1示出了本实用新型所提供的喷头装置的示意图。

图中：1-第一搅拌器，2-挤压管，3-第一加热结构，4-第一电机，5-进料管，6-第二搅拌器、7-储料器，8-第二加热结构，9-第二电机。

需要说明的是，这些附图和文字描述并不旨在以任何方式限制本实用新型的构思范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本实用新型的概念。

具体实施方式

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，对实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“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，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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，本实用新型的实施例介绍了一种用于3d打印机的挤压式喷头装置，包括：挤压管2，轴线呈竖直延伸，挤压管2内部具有液态打印材料，底部具有出料口；第一搅拌器1，设于挤压管2内部并与挤压管2同轴设置；第一电机4，其输出轴与第一搅拌器1顶端相连接，第一搅拌器1底端自由设置；安装座，径向凸出于出料口外周壁面并高于第一搅拌器1底端设置或与第一搅拌器1底端相持平设置。

本实用新型通过第一搅拌器1的底端低于安装座设置，避免了第一搅拌器1的底端高于安装座设置时安装座上方震动导致的安装座晃动，提高了喷头装置在打印机上的稳定性，降低了打印机工作时的震动噪音，同时还提升了打印机的打印效果。

实施例一

本实施例中，挤压管2底部为逐渐向下收缩的锥状面，出料口设于锥状面的底端。

本实用新型通过将挤压管2底部设置为逐渐向下收缩的锥状面并将出料口设置在锥状面的底端，使挤压管2具有喷头结构，无需另外配置喷头，从而简化了生产工艺，提高了生产效率。

其中，挤压管2为一体件。

实施例二

本实施例与上述实施例一的区别在于，第一搅拌器1为螺杆式搅拌器，其外径等于挤压管2的内径，使第一搅拌器1的外周沿与挤压管2内周壁相贴合。

一些实施例中，第一搅拌器1的长度等于挤压管2的长度，第一搅拌器1的底端与挤压管2的底部相抵触；另一些实施例中，第一搅拌器1的长度小于挤压管2的长度，第一搅拌器1的底端与挤压管2的底部相间隔一定距离。

螺杆式搅拌器采用变螺距螺杆，螺杆的螺距是按等差级数规律渐变排列。

实施例三

本实施例与上述实施例一、二的区别在于，喷头装置还包括：储料器7，设于挤压管2上方，其为轴线呈竖直延伸的环状结构，储料器7内部存储有液态打印材料，底部具有放料口；进料管5，一端与放料口相连通，另一端经挤压管2侧壁上的连通孔与挤压管2相连通，连通孔高于第一搅拌器1底端设置。

本实用新型通过将储料器7设置为轴线呈竖直延伸的环状结构，减少了打印材料在储料器7侧壁上的残留量。

优选的，储料器7顶壁上具有投料口。

进料管5为软管。

实施例四

本实施例与上述实施例一至三的区别在于，储料器7底部为逐渐向下收缩的凹型面，放料口设于凹型面的底端。

本实用新型通过将储料器7底部设置为逐渐向下收缩的凹型面，并将放料口设置在凹型面的底端，进一步减小了打印材料在储料器7中的残留量。

实施例五

本实施例与上述实施例一至四的区别在于，进料管5包括竖直延伸的第一延伸段和弧形延伸的、并竖直设置的第二延伸段，第一延伸段的顶端与放料口相连通，第一延伸段的底端与第二延伸段的顶端相连通，第二延伸段的底端与连通孔相连通。

一些实施例中，放料口设于连通孔上方，进料管5呈弧形延伸、并竖直设置，进料管5的顶端与放料口相连通，底端与连通孔相连通。

本实用新型通过上述设置减小了打印材料在进料管5中的残留量。

进料管5也可为使浆料顺畅流动的其他形状。

实施例六

本实施例与上述实施例一至五的区别在于，连通孔与螺杆式搅拌器顶部的螺旋槽相对设置。

一些实施例中，连通管与螺杆上方空间相对设置。

本实用新型通过上述设置，提高了打印材料在挤压管2中的混合效果。

实施例七

本实施例与上述实施例一至六的区别在于，喷头装置还包括：第二搅拌器6，设于储料器7内部并与储料器7同轴设置；第二电机9，其输出轴与第二搅拌器6顶端相连接，第二搅拌器6底端自由设置。

一些实施例中，第二搅拌器6底端与储料器7底部相间隔一定距离；另一些实施例中，第二搅拌器6底端与储料器7底部相抵触。

优选的，第二搅拌器6为浆式搅拌器。

实施例七

本实施例与上述实施例一至六的区别在于，装置还包括：温度调节单元，调节挤压管2内的材料温度。

本实用新型通过设置温度调节单元，避免了挤压管2内部的打印材料在温度较低时凝结，从而提高了打印材料在挤压管2内的混合效果，提升了打印机的打印效果。

温度调节单元包括与挤压管2外壁相贴合的第一加热结构3。

第一加热结构3为轴线呈竖直延伸的环状结构，其内径等于挤压管2外径，第一加热结构3套设至挤压管2外部，其内壁与挤压管2外壁相贴合，或者，第一加热结构3包括环绕挤压管2间隔布置的多个。

一些实施例中，第一加热结构3在轴向上的长度等于挤压管2在轴向上的长度，以加热挤压管2中的全部浆料。

优选的，第一加热结构3设于安装座上方。第一加热结构3与安装座间隔一定距离。第一加热结构3设于连通孔下方。第一加热结构3与连通孔间隔一定距离。

温度调节单元还包括与储料器7外壁相贴合的第二加热结构8。

第二加热结构8为轴线呈竖直延伸的环状结构，其内径等于储料器7外径，第二加热结构8套设至储料器7外部，其内壁与储料器7外壁相贴合，或者，第二加热结构8包括环绕储料器间隔布置的多个。

优选的，温度调节单元还包括与进料管5外壁相贴合的第三加热结构，第三加热结构具有柔性，以包覆在进料管5外壁上。

第一加热结构3、第二加热结构8、第三加热结构可为电阻丝。

实施例八

本实施例介绍了一种3d打印机，包括：承接板，呈水平设置；如上任一所述的喷头装置，设于承接板上方且出料口面向承接板；驱动单元，使喷头装置和承接板在水平横向、水平纵向、垂直竖向上分别发生相对运动。

其中，所述3d打印机为烟支3d打印机，物料为烟草浆料或过滤嘴形成浆料。过滤嘴形成浆料为干燥后可形成过滤嘴的浆料，过滤嘴形成浆料喷射在承接板上一定区域形成第一级过滤嘴形成层，第一级过滤嘴形成层干燥后，过滤嘴形成浆料喷射在干燥的过滤嘴形成层上形成第二级过滤嘴形成层，如此反复，多级过滤嘴形成层叠加形成柱状过滤嘴。

具体地，打印机还包括：喷头模块，包括喷射浆料的喷头，喷头设于承接板上方且出料口面向承接板；其中，喷头包括轴线呈竖直延伸的通孔。喷头装置的挤压管出料口与喷头相连通，安装座与喷头外周相连接。

驱动单元包括：第一丝杆，设于承接板上方，第一丝杆沿水平纵向延伸，其驱动部与可正反转的第一电机输出轴相连接；第二丝杆，设于承接板上方，第二丝杆沿水平横向延伸，其驱动部与设于第一丝杆的滑动部上、可正反转的第二电机相连接；喷头模块设于第二丝杆的滑动部上。驱动单元还包括：第一滑杆，与第一丝杆在水平方向上相平行并间隔一定距离设置；第二丝杆的支撑部与第一滑杆相滑动连接。驱动单元还包括：第二滑杆，与第二丝杆在水平方向上相平行并间隔一定距离设置，其两端分别与第一丝杆的滑动部和第一滑动件相连接；第二丝杆的滑动部与第二滑杆相滑动连接；喷头模块设于第二丝杆的滑动部上并与第二滑杆与第二丝杆之间的间隙在竖直方向上相对应设置。驱动单元还包括：第三丝杆，设于第一丝杆下方，第三丝杆呈竖直延伸，其驱动部与可正反转的第三电机输出轴相连接；支撑件，与第三丝杆的滑动部相连接；承接板与支撑件相连接。驱动单元还包括：第三滑杆，与第三丝杆在竖直方向上相平行并间隔一定距离设置；承接板的第一侧与支撑件相连接，相对设置的另一侧与第三滑杆相滑动连接。

以上所述仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型，任何熟悉本专利的技术人员在不脱离本实用新型技术方案范围内，当可利用上述提示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型方案的范围内。