一种3D打印机快速换料设备的制作方法

本发明属于3D打印技术领域，具体涉及一种3D打印机快速换料设备。

背景技术：

目前3D打印技术发展非常迅速，3D打印机在工作过程中，丝材在喷头内以电加热的方式被加热到熔融状态，喷头按照一定的路径出丝，喷出的熔融状丝材黏结到工作台上，每加工完一层，工作台下降一层的高度，反复逐层沉积，直至完成一个3D模型的打印。3D打印的主要的耗材是热熔型材料，如果打印多种颜色的模型时需要多次进行换料，而现有的3D打印机需要人工进行换料，操作非常麻烦。另外在打印过程中如果余料不足以支持完整个模型的话，中途打印就会中断，影响打印工作的连续性，通常需要操作人员实时看守，在余料不足时及时进行更换，自动化程度低，增加了操作者的工作负担。

技术实现要素：

本发明的主要目的是提供一种3D打印机自动换料装置，解决现有的3D打印机的人工换料方式操作麻烦、自动化程度低及操作者工作负担大的缺陷。

为实现上述技术方案，本发明提供了一种3D打印机快速换料设备，包括：支架，支架上设置有进料管，进料管上设置有进料驱动装置，所述支架通过转轴与转盘连接，转轴上设置有转盘驱动步进电机，转盘上设置有若干导料管所述导料管沿着转盘的圆周由上至下穿过转盘固定，导料管侧壁设置有丝料检测装置，所述丝料检测装置包括在导料管侧壁直径方向相对设置的激光发射器和激光接收器，导料管上方设置有料辊，每个料辊上设置有料辊驱动电机，丝料缠绕在料辊上且其头部向下分别穿过导料管和进料管进入打印喷头内部。

优选的，所述导料管、料辊及料辊驱动电机分别设置有四个，四组导料管、料辊及料辊驱动电机在转盘上呈“十”字分布。

优选的，所述进料驱动装置包括两个相对设置的进料伺服电机，两个进料伺服电机的转轴相互偏离且在轴向相互重合，两个转轴上分别设置有一个弹性压料轮。

优选的，所述支架的平板上设置轴承机构与转轴连接，转盘驱动步进电机通过齿轮机构与转轴连接驱动转盘绕着转轴作圆周运动。

本发明提供的一种3D打印机快速换料设备的有益效果在于：本发明能够实现自动换料操作，在打印多种颜色的模型时自动进行切换，不必人工进行看守，工作效率高且大大减轻了操作者的工作负担。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的另一角度结构示意图。

图3是本发明的进料驱动装置结构示意图。

图4是本发明的丝料检测装置结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明的保护范围。

实施例：一种3D打印机快速换料设备。

如图1至图4所示，一种3D打印机快速换料设备，包括有支架1，支架1上设置有进料管2，进料管2上设置有进料驱动装置3，支架1通过转轴4与转盘5连接，转轴4上设置有转盘驱动步进电机6，转盘5上设置有若干导料管7，导料管7沿着转盘5的圆周由上至下穿过转盘5固定，导料管7侧壁设置有丝料检测装置8，导料管7上方设置有料辊9，每个料辊9上设置有料辊驱动电机10，丝料缠绕在料辊9上且其头部向下分别穿过导料管7和进料管2进入打印喷头内部。

具体实施时，支架1固定在打印机的打印滑块上随同滑块一起沿横向和纵向运动，支架1上设置有平板，进料管2竖直固定在平板上，进料管2的下端口与打印喷头连接，上端口与导料管7的下端口相对，如图3所示，进料驱动装置3包括两个在进料管2侧壁上相对设置的进料伺服电机11，两台进料伺服电机11的转轴插入进料管2中，两个转轴相互偏离且在轴向相互重合从而在两个转轴之间形成丝料通过的空隙，两个转轴上各带有一个弹性压料轮12，丝料夹在两个压料轮12之间，两个压料轮12之间的间距由丝料的直径决定，该间距一般情况下比丝料直径略小使压料轮12产生一定的形变增加两者之间的摩擦力，通过两个压料轮12的旋转作用带动丝料向下运动。支架1的平板上设置轴承机构与转轴4连接，转盘驱动步进电机6通过齿轮机构与转轴4连接驱动转盘5绕着转轴4作圆周运动。转盘5上设置四组导料管7、料辊9以及料辊驱动电机10，各组导料管7、料辊9及料辊驱动电机10在转盘5上呈十字分布，转盘5在转盘驱动步进电机6带动下旋转固定角度，实现每组导料管7、料辊9及料辊驱动步进电机10的换位。如图4所示，导料管7侧壁上设置有丝料检测装置8，包括沿导料管7侧壁直径方向相对设置的激光发射器13和激光接收器14，丝料通过丝料检测装置8的位置时，激光发射器13发出的激光无法被激光接收器14接收。当丝料末端通过丝料检测装置8的位置时，激光发射器13发射的激光到达激光接收器14，激光接收器14与控制器连接并将检测到信息传送到控制器。

打印过程中，一般会出现两种情况下的换料：一种是工作过程中更换不同颜色丝料，另一种是工作中的料辊9丝料用完时换料。

第一种情况换料时，控制器接收到换料信号后，发出指令给正在工作的料辊驱动电机10和进料管2上两个进料伺服电机11使其同时反向旋转，将丝料抽回并缠绕到料辊9上，当丝料末端通过导料管7中的丝料检测装置8后，激光发射器13发出的激光到达激光接收器14，激光接收器14将信号传送到控制器，控制器发出指令给料辊驱动电机10、进料伺服电机11以及转盘驱动电机6，料辊驱动电机10、进料伺服电机11停止运转，转盘驱动电机6驱动转盘5转动90°、180°或270°，需要更换颜色丝料的料辊9到达进料管2上方后停止，随后控制器发出指令给该料辊9上的料辊驱动电机10和进料管2中两个进料伺服电机11开始正转带动丝料向下运动并最终进入打印喷头，换料完成。

第二种情况换料时，正在工作的料辊9上的丝料用完时，丝料末端通过导料管7上丝料检测装置8后，激光发射器13发射的激光到达激光接收器14，激光接收器14将信号传送到控制器，控制器直接发送指令给转盘驱动步进电机6使新料辊9转到进料管2上方后停止，随后控制器发送指令给该料辊9对应的料辊驱动电机10使丝料穿过导料管7和进料管2后最终进入打印喷头，完成换料。

通常转盘5上每种颜色丝料的料辊9各安装两个，不仅可以保证工作过程中更换不同颜色丝料，同时可以满足一个料辊9丝料用完时更换相同颜色的丝料。转盘5上料辊9的总数根据转盘5的大小进行设计，通常可以为六个、八个或十个。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干等同替代或明显变型，而且性能或用途相同，都应当视为属于本发明的保护范围。