一种3D打印机的挤出机构的制作方法

本实用新型涉及一种3D打印机，尤其涉及一种基于高温熔融堆积的快速成型3D打印机部件。

背景技术：

3D打印机是一种精密的机电一体化设备，一般由设置在机架上的X轴、Y轴和Z轴三个轴组成，X轴和Y轴设在一个垂直于Z轴的XY运动平面内，统称为XY轴；3D打印头组件设置在X轴上，即X轴与Y轴一上一下纵横交错形成一个十字交叉从3D打印头组件中穿过，X轴、Y轴和Z轴之间相互独立运动，通过打印平台来调节他们之间的间距，实现3D打印机的立体打印工作。常见的3D打印机的XY轴机构普遍存在以下的缺陷：XY轴机械结构复杂，定位精度稳定性差，造成机械阻力大，机械振动大，3D打印头安装和拆卸比较困难。

为克服上述缺陷，申请人申请了一件专利号为“2015202300138”、名称为“一种3D打印头”的实用新型专利，其主要技术方案是：打印头组件固定于打印头基座下方，送料机构固定于打印头基座上方；打印头组件包括将打印材料融熔并挤出的打印喷头，可耐高温的送料管，对打印喷头进行加热的金属加热块；金属加热块套在打印喷头上，打印喷头固定在送料管下端，送料管上端固定在打印头基座上；导料管固定在打印头基座上，并向下通过送料管延伸到打印喷头的内部。送料机构包括挤料座和设于挤料座上的步进电机和挤料头；步进电机的输出轴上设有齿轮，挤料头上设有与该齿轮相对设置的轴承，齿轮和轴承之间设有供作为打印材料的塑料丝通过的小缝隙；在缝隙相对应的位置，挤料头上部和下部设于彼此相对的送料口和出料口。其优是点：整体重量轻，送料距离短，送料更精准；温度较高的打印喷头与温度较低的打印头基座之间隔热，有效地降低了打印喷头的热量损耗，有利于节能环保；塑料王管的隔热控制，打印出丝均匀顺畅准确。但是当用在大型3D打印机时也存在一些缺陷，由于各种规格的打印线材的直径不同，现有3D打印机的送料机构对不同规格打印线材的送料兼容性差，不能根据打印线材的直径进行调整，需要更换送料机构才能进行打印工作，降低了工作效率。另外，由于3D打印机体积较大，3D打印头组件设有滑座上，工作时，X轴和Y轴的作用力同时作用在滑座上，当打印头在中间位置移动的时候，由于滑座双向交叉受力，摩擦力较大，导致磨损大，使用时间长了，而且很难保证它的运动精度，不可避免地影响打印的精度。

技术实现要素：

为解决现有3D打印机的挤出机构存在的上述缺陷，本实用新型提供一种兼容性好、性能更为优异的3D打印机的挤出机构，其方案如下：

一种3D打印机的挤出机构，包括打印滑座，打印滑座底部设有卡套式滑槽，打印滑座底部衔接有将打印线材融熔后进行增材打印的3D打印头，打印滑座的顶部设有打印线材输送到3D打印头内的挤料机构；挤料机构包括挤料座、挤料步进电机和挤料头、透明挤料盖；透明挤料盖可拆卸地设在挤料头前侧，挤料步进电机设于挤料座一侧，挤料头竖直设置在挤料座前侧；其特征是，所述挤料头内部设有供打印线材穿过的纵向送料通道，挤料头内部设有挤料腔，纵向送料通道从挤料腔中向下穿过，挤料腔内设有压紧装置、以及可相对滚动的送料轮和轴承滚轮，送料轮和轴承滚轮相对分布在纵向送料通道的左右两侧，挤料步进电机的输出轴伸进送料轮所在的挤料腔，送料轮套在挤料步进电机的输出轴上，轴承滚轮设置在压紧装置上，送料轮和轴承滚轮之间形成一个与纵向送料通道相通的送料过道；压紧装置包括压紧拐臂、调节臂和调节螺丝；压紧拐臂的拐弯处通过一转轴可转动地固定在右下侧，轴承滚轮可转动地设置在压紧拐臂上翘的上拐臂侧面，调节臂压在压紧拐臂平放的下拐臂上；挤料头内部左侧设有供调节臂上下升降活动的调节槽，在调节槽上方设有限定调节螺丝活动空间的T形槽，调节螺丝通过螺纹设置调节臂的上部，T形槽上方设有供调整工具伸进去的调节孔；调节槽上部侧面设有观察窗，调节臂的上部侧面设有伸进到观察窗的位置指标臂。

作为上述方案的改进和说明，前述打印头包括喉管，将打印材料融熔并挤出的融熔喷头，以及对融熔喷头进行加热的铝块；喉管上端固定在打印滑座底部，融熔喷头设置在喉管下端，融熔喷头通过喉管与挤料机构的出料口连通；铝块套在喉管和融熔喷头上，将喉管和融熔喷头连接在一起；融熔喷头固定在送料管下端，送料管上端固定在打印滑座上并与挤料机构的出料口相通；铝块内埋设有加热管和热电偶；融熔喷头上部为安装部，融熔喷头下部设有圆锥结构的喷嘴，喷嘴内部设有一个倒圆台形结构的熔腔，熔腔下方设有延伸到喷嘴外的喷孔；打印滑座内部设有供打印线材穿过的纵向穿线孔，纵向穿线孔上部和纵向送料通道下部之间设有送料管。

作为上述方案的改进和说明，前述打印滑座的侧面设有模型散热蜗扇，模型散热蜗扇下方衔接有风口对着喷嘴的导风配件；挤料座侧面设有挤料散热风扇。模型散热蜗扇与导风配件形成定向冷却，将打印喷头挤出的融熔的打印材料快速降温成型，有利于提高打印精度，避免因材料的在融熔状态下产生小变形，影响打印效果。

作为上述方案的说明，打印滑座通过卡套式滑槽与XY平面运动机构的X轴工字形方轨匹配，打印滑座在X轴工字形方轨只进行直线方向运动。此时，XY平面运动机构的X轴运动机构和Y轴运动机构由以前的“十”字形结构，转为“H”形结构，即X轴运动机构架设在Y轴运动机构上；打印滑座可滑动地卡套在X轴运动机构的X轴工字形方轨上；作为3D打印头载体的打印滑座在XY平面上运动时，只受X轴方向滑动的作用力，Y轴方向的移动的作用力转嫁到X轴运动机构上，即X轴运动机构搭载打印滑座在Y轴运动机构作Y轴方向的运动，打印滑座不会同时受X轴和Y轴两个方向的力而导致磨损过大，而影响使用寿命，增加维护工作量。由控制器控制X轴运动机构和Y轴运动机构的联动，实现了挤料机构在XY平面内任意位置的移动，减少了机械阻力，降低了机械振动；3D打印头更容易安装和拆卸；安装调测更方便、快捷，适用于高速度的大型3D打印机的挤出机构；挤料机构的压紧装置，可以对不同材质的打印材料进行压紧力度调整调整，兼容性好。透明挤料盖使用了透明材料，可以随时观察内部打印材料通过情况，及早发现异常。

由上可知，本实用新型具有如下的优点：结构简单、紧凑、科学，设计合理，容易制造；近距离送料，送料更精准；挤料机构的压紧装置，可以对不同材质的打印材料进行压紧力度调整，兼容性好；搭载的打印滑座仅受X轴方向的力，磨损小，使用寿命长，维护工作量小，3D打印头运动流畅，打印出丝均匀顺畅准确，打印效果更佳；适用于高速度的大型3D打印机的挤出机构。

附图说明

图1为本实用新型的主视图。

图2为图1的立体图。

图3为图1的A-A向剖视图。

附图标号说明：1- 打印滑座，2 - 卡套式滑槽，5-挤料机构，6-3D打印头； 50-挤料座，51-挤料头52-挤料步进电机，53-纵向送料通道， 54-输出轴，55-送料轮，56-轴承滚轮， 57-透明挤料盖， 58-送料过道， 59-挤料腔， 510-挤料散热风扇，511-压紧装置，512-调节臂，513-调节螺丝，514-调节槽，515-T形槽，516-调节孔，517-观察窗，518-位置指标臂，519-送料管，520-压紧拐臂；60-融熔喷头，61-喉管， 62-铝块， 64-喷嘴，65-熔腔，66-喷孔， 68-加热管， 69-热电偶；98-模型散热蜗扇，99-导风配件。

具体实施方式

下面结合附图和优选的实施方式，对本实用新型及其有益技术效果进行进一步详细说明。

参见图1 ~图3，一种3D打印机的挤出机构，包括打印滑座1，打印滑座1底部设有卡套式滑槽2，打印滑座1底部衔接有将打印线材融熔后进行增材打印的3D打印头6，打印滑座1的顶部设有打印线材输送到3D打印头6内的挤料机构；挤料机构包括挤料座50、挤料步进电机52和挤料头51、透明挤料盖57；透明挤料盖57可拆卸地设在挤料头51前侧，挤料步进电机52设于挤料座50一侧，挤料头51竖直设置在挤料座50前侧；其特征是，所述挤料头51内部设有供打印线材穿过的纵向送料通道53，挤料头51内部设有挤料腔59，纵向送料通道53从挤料腔59中向下穿过，挤料腔59内设有压紧装置511、以及可相对滚动的送料轮55和轴承滚轮56，送料轮55和轴承滚轮56相对分布在纵向送料通道53的左右两侧，挤料步进电机52的输出轴54伸进送料轮55所在的挤料腔59，送料轮55套在挤料步进电机52的输出轴54上，轴承滚轮56设置在压紧装置511上，送料轮55和轴承滚轮56之间形成一个与纵向送料通道53相通的送料过道58；压紧装置511包括压紧拐臂520、调节臂512和调节螺丝513；压紧拐臂520的拐弯处通过一转轴可转动地固定在右下侧，轴承滚轮56可转动地设置在压紧拐臂520上翘的上拐臂侧面，调节臂512压在压紧拐臂520平放的下拐臂上；挤料头51内部左侧设有供调节臂512上下升降活动的调节槽514，在调节槽514上方设有限定调节螺丝513活动空间的T形槽515，调节螺丝513通过螺纹设置调节臂512的上部，T形槽515上方设有供调整工具伸进去的调节孔516；调节槽514上部侧面设有观察窗517，调节臂512的上部侧面设有伸进到观察窗517的位置指标臂518。

其中，打印头包括喉管61，将打印材料融熔并挤出的融熔喷头60，以及对融熔喷头60进行加热的铝块62；喉管61上端固定在打印滑座1底部，融熔喷头60设置在喉管61下端，融熔喷头60通过喉管61与挤料机构的出料口连通；铝块62套在喉管61和融熔喷头60上，将喉管61和融熔喷头60连接在一起；融熔喷头60固定在送料管519下端，送料管519上端固定在打印滑座1上并与挤料机构的出料口相通；铝块62内埋设有加热管68和热电偶69；融熔喷头60上部为安装部，融熔喷头60下部设有圆锥结构的喷嘴64，喷嘴64内部设有一个倒圆台形结构的熔腔65，熔腔65下方设有延伸到喷嘴64外的喷孔66；打印滑座1内部设有供打印线材穿过的纵向穿线孔，纵向穿线孔上部和纵向送料通道53下部之间设有送料管519。

另外，打印滑座1的侧面设有模型散热蜗扇98，模型散热蜗扇98下方衔接有风口对着喷嘴64的导风配件99；挤料座50侧面设有挤料散热风扇510。

根据上述说明书及具体实施例并不对本实用新型构成任何限制，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变形，也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。