一种3D打印喷嘴装置的制作方法

本实用新型涉及3D打印技术领域，尤其是一种3D打印喷嘴装置。

背景技术：

现有的3D打印装置的打印头多以单头、或多头单熔方式；即使是激光烧结的，也采取的是激光与喷粉末熔融烧结的方式成型。熔融堆积的成型方式简单，已经被广泛的应用于FDM成型方式中；激光烧结粉么的成型方式被应用与金属激光烧结打印的成型方式中。

以上二者在成本上相差太大，成型后的模型在应用上也呈现两极分化的现象。

熔融堆积的方式：喷嘴简单、成本便宜；但是，打印成型的物品硬度、强度远远不能用于工业应用，局限于模型观赏和前期设计验证阶段，功用性很差；

激光烧结的方式：喷嘴复杂、成本非常昂贵；打印成型的金属件硬度高，成本也高，是居多的工业企业厂家所不能承受的；目前只局限于航空航天，高等院校等政府机构使用，应用面根据设备及材料的价格不能得到产业化应用。

技术实现要素：

为了克服现有3D打印头存在产品强度较差、精度较低的不足，本实用新型提供打印出的产品强度较好、精度较高的3D打印喷嘴装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种3D打印喷嘴装置，包括喷嘴本体，所述喷嘴本体上还设有高压进气口，所述高压进气口与高压进气管连通，所述喷嘴本体为顶点 朝下的倒锥形体，所述高压进气口设置在所述倒锥形体的顶面中部，所述倒锥形体的顶面上还开有进料口，所述进料口与用以输送打印耗材雾化料的进料管连通，所述倒锥形体的下端设有喷嘴出口；

所述倒锥形体的内部设有进气通道、进料通道和用以打印耗材雾化料混合的混合腔，所述进气通道竖直布置，所述混合腔位于所述进气通道的下方，所述进气通道的上端与所述进气口连通，所述进料通道的上端与所述进料口连通，所述进气通道的下端与所述混合腔的上端连通，所述进料通道的下端与所述混合腔的中下部连通，所述混合腔的下端与喷嘴出口连通，所述进气通道、混合腔均与喷嘴出口同轴设置；

所述进料口设置有两个以上，两个以上的进料口对称布置在所述高压进气口的一周；所述进料通道设置有两个以上，两个以上的进料通道均布在所述进气通道的一周。

进一步，所述进料通道的轴线与所述混合腔的轴线之间的夹角为45度。

再进一步，所述进料口设置有两个，分别为第一进料口和第二进料口，所述第一进料口与所述第二进料口对称布置在所述高压进气口的两侧的倒锥形体的顶面上；所述进料通道设置有两个，分别为第一进料通道和第二进料通道，所述第一进料通道与所述第二进料通道对称布置在所述进气通道的两侧；

所述第一进料通道的上端与所述第一进料口连通，所述第一进料通道的下端与所述混合腔的一侧的中下部连通，所述第二进料通道的上端与所述第二进料口连通，所述第二进料通道的下端与所述混合腔 的另一侧的中下部连通。

再进一步，所述进气通道包括大截面进气通道和小截面进气通道，所述小截面进气通道的内径小于所述大截面进气通道的内径，所述大截面进气通道的上端与所述高压进气口连通，所述大截面进气通道的下端与所述小截面进气通道的上端连通，所述小截面进气通道的下端与所述混合腔的上端连通。

再进一步，所述进料通道包括大截面进料通道和小截面进料通道，所述小截面进料通道的内径小于所述大截面进料通道的内径；所述大截面进料通道的上端与所述进料口连通，所述大截面进料通道的下端与所述小截面进料通道的上端连接，所述小截面进料通道的下端与所述混合腔的中下部连通。

再进一步，所述混合腔的内径小于所述小截面进气通道的内径。

再进一步，所述小截面进气通道为空心螺钉，所述空心螺钉的上端与所述大截面进气通的下端螺纹连接。

更进一步，所述小截面进料通道的内径小于所述混合腔的内径。

本实用新型的设计构思为：采取雾状喷射，雾状混合，迅速固化的的成型方式，本实用新型采用热固材料，进入喷射后，按照一定比例在混合腔内混合，并迅速固化成型；由于热固材料的特性，雾状混合均匀，固化成型的材料具有高强度、高硬度；在成本上远远低于激光烧结成本，而应用性直接可以达到工业企业应用的硬度和强度要求。

本实用新型的有益效果主要表现在：打印出的产品强度较好、精度更高；

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型工作示意图。

图3是图1的剖视图。

图4是图1的俯视图。

图5是图4中A-A剖面图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步描述。

参照图1～图5，一种3D打印喷嘴装置，包括喷嘴本体007，所述喷嘴本体007上还设有高压进气口，所述高压进气口与高压进气管002连通，所述喷嘴本体007为顶点朝下的倒锥形体，所述高压进气口设置在所述倒锥形体的顶面中部，所述倒锥形体的顶面上还开有进料口，所述进料口与用以输送打印耗材雾化料的进料管连通，所述倒锥形体的下端设有喷嘴出口015；

所述倒锥形体的内部设有进气通道、进料通道和用以打印耗材雾化料混合的混合腔014，所述进气通道竖直布置，所述混合腔014位于所述进气通道的下方，所述进气通道的上端与所述进气口连通，所述进料通道的上端与所述进料口连通，所述进气通道的下端与所述混合腔014的上端连通，所述进料通道的下端与所述混合腔014的中下部连通，所述混合腔014的下端与喷嘴出口015连通，所述进气通道、混合腔014均与喷嘴出口015同轴设置；

所述进料口设置有两个以上，两个以上的进料口对称布置在所述高压进气口的一周；所述进料通道设置有两个以上，两个以上的进料通道均布在所述进气通道的一周。

进一步，所述进料通道的轴线与所述混合腔014的轴线之间的夹角为45度。

再进一步，所述进料口设置有两个，分别为第一进料口和第二进料口，所述第一进料口与所述第二进料口对称布置在所述高压进气口的两侧的倒锥形体的顶面上；所述进料通道设置有两个，分别为第一进料通道和第二进料通道，所述第一进料通道与所述第二进料通道对称布置在所述进气通道的两侧；

所述第一进料通道的上端与所述第一进料口连通，所述第一进料通道的下端与所述混合腔014的一侧的中下部连通，所述第二进料通道的上端与所述第二进料口连通，所述第二进料通道的下端与所述混合腔014的另一侧的中下部连通。

再进一步，所述进气通道包括大截面进气通道010和小截面进气通道011，所述小截面进气通道011的内径小于所述大截面进气通道010的内径，所述大截面进气通道010的上端与所述高压进气口连通，所述大截面进气通道010的下端与所述小截面进气通道011的上端连通，所述小截面进气通道011的下端与所述混合腔014的上端连通。

再进一步，所述进料通道包括大截面进料通道和小截面进料通道，所述小截面进料通道的内径小于所述大截面进料通道的内径；所述大截面进料通道的上端与所述进料口连通，所述大截面进料通道的下端与所述小截面进料通道的上端连接，所述小截面进料通道的下端与所述混合腔014的中下部连通。

再进一步，所述混合腔014的内径小于所述小截面进气通道011的内径。

再进一步，所述小截面进气通道011为空心螺钉，所述空心螺钉的上端与所述大截面进气通010的下端螺纹连接。

更进一步，所述小截面进料通道的内径小于所述混合腔014的内径。

本实施例中，高压进气管002的作用将液体打印耗材利用气压作用将液体材料雾化，并以雾状形式进入第一进料管004和第二进料管006，然后在气压的作用下，让打印耗材在混合腔014中按照比例充分混合，然后利用气压将混合后的打印耗材喷出，高压进气管002、进料管均与3D打印机的控制装置连接，3D打印机的控制装置也与喷头本体007控制连接，从而控制喷头本体007的运动轨迹；所述小截面进气通道011的内径小于等于所述大截面进料通道的内径，所述大截面进料通道的内径小于大截面进气通道010；所述大截面进气通道010的下端设有内螺纹，所述空心螺钉的上端设有与所述内螺纹配合的外螺纹；打印耗材雾化料为热固性液态材料。

如图2所示，001为高气压气流，002为高压进气管，003为进入第一进料通道内的打印耗材雾化料的雾化流，004为与第一进料通道连通的第一进料管，005为进入第二进料通道内的打印耗材雾化料的雾化流，006为与第二进料通道连通的第二进料管，008为雾化混合区域，009为能源发射体(光、热等能源)，为喷嘴出口015喷出的打印耗材提供热量进而达到凝固状态，同时，该能源发射体也可起到底板的作用。

如图3所示，010为大截面进气通道，空心螺钉011起到缩小进入混合腔的气流截面，从而增大气流流速的作用；第一进料通道的小截面进料通道012，起到增大雾化料流速的作用；第二进料通道的小 截面进料通道013，起到增大雾化料流速的作用。

本实用新型的工作过程为：本实用新型是以两个进料口为例，进行说明，具体为：第一进料口和第二进料口分别与第一进料管004和第二进料管006连接，第一进料管004和第二进料管006均是打印耗材雾化料，打印耗材雾化料分别通过第一进料口和第二进料口进入第一进料通道和第二进料通道，最终在混合腔014内按照设定比例在雾化状态下充分混合，在混合腔014内混合反应后，利用中间的高压进气管002中的高压气将混合后的打印耗材从喷嘴出口015喷出，再在能源发射体(光或热等能源)009的作用下迅速固化成型，在3D打印机的控制装置的控制下，引导喷嘴本体007运动，并在尖端固化不断堆积，逐步形成三维模型；这样3D打印的产品的强度更好、精度更高。

本实用新型广泛应用必将推动国内企业在增材制造行业的推广，改变现有的成型方式，促进3D打印在各工业企业的普遍应用。