打印头及3D打印机的制作方法

本实用新型属于3d打印机技术领域，尤其涉及一种打印头及3d打印机。

背景技术：

3d打印技术是采用逐点或逐层成型的方法制造物理模型、模具和零件的先进制造技术，它以一种数字模型文件为基础，运用特殊蜡材、粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过一层层的打印粘合耗材制成三维物体。应用于3d打印的耗材一般是条状耗材，并且不同的耗材，其硬度、质地不尽相同。目前的现有的3d打印机的打印头一般只能够适配一种型号的耗材，这就导致每次需要使用新型号的耗材时，需要更换打印头以适配够满足新耗材使用，打印头的使用范围受到限制，灵活性差。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种打印头及3d打印机，旨在解决现有技术中的打印头只能够满足单种型号耗材使用导致使用范围受限和灵活性差的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型实施例提供的一种打印头，其特征在于：包括壳体以及设置于所述壳体之内的打印模块，所述打印模块包括挤出机、控制板、齿轮、从动轮、发热喷嘴、固定块和调节组件，所述挤出机与所述控制板电连接，所述齿轮与所述挤出机的输出轴连接，所述固定块设置于所述挤出机的一侧，且所述固定块上开设有供所述挤出机的输出轴穿过的过孔，所述从动轮通过转轴可转动地设置于所述固定块的侧部，所述转轴与所述挤出机的输出轴相平行，所述从动轮与所述齿轮之间形成有供耗材通过的过料间隙，所述发热喷嘴设置于所述过料间隙的下方并延伸出所述壳体之外，所述调节组件与所述从动轮连接并用于控制所述从动轮以调节所述从动轮与所述齿轮之间施加在通过所述过料间隙中的耗材的挤压力。

可选地，所述调节组件包括推块、旋钮和弹簧，所述固定块的侧部延伸设置有位于所述齿轮一侧的挡块，所述推块设置于所述固定块的侧部并与所述固定块滑动配合，所述从动轮通过转轴可转动地安装于所述推块上，所述推块开设有正对所述挡块的螺纹孔，所述弹簧设置于所述螺纹孔内并与所述挡块抵接，所述旋钮螺纹连接于所述螺纹孔内并与所述弹簧抵接，所述壳体的侧部开设有供所述旋钮外露的操作孔。

可选地，所述发热喷嘴与所述过料间隙之间设置有不锈钢喉管，所述不锈钢喉管之外套接于加热铝块，所述加热铝块与所述控制板电连接，所述发热喷嘴连接于所述加热铝块的底部并与所述不锈钢喉管相连通。

可选地，所述打印头还包括断料检测模块，所述断料检测模块包括检测管和与所述检测管连接的检测电路板，所述检测管设置于所述过料间隙的上方，所述检测电路板与所述控制板电连接。

可选地，所述打印头还包括第一风扇，所述第一风扇设置于所述挤出机背离所述固定块的侧部，且所述第一风扇与所述控制板电连接。

可选地，所述打印头还包括第二风扇，所述第二风扇设置于所述固定块背离所述挤出机的侧部，且所述第二风扇与所述控制板电连接。

可选地，所述壳体包括外壳、上盖和下盖，所述外壳的上端和下端均形成开口，所述上盖和所述下盖分别盖设连接于所述外壳的上端和下端的开口中。

可选地，所述打印模块还包括安装板，所述挤出机和所述固定块均安装于所述安装板上，所述安装板固定于所述外壳之内。

可选地，所述安装板的侧部设置有导向槽，所述外壳的内壁设置有与所述导向槽配合的导向轴，所述导向槽与导向轴滑动配合。

本实用新型实施例提供的打印头中的上述一个或多个技术方案至少具有如下技术效果之一：工作时，耗材进入过料间隙，控制板控制挤出机工作，挤出机的输出轴转动从而带动齿轮转动，由于齿轮的侧部设置有从动轮，在齿轮和耗材的作用下，从动轮实现随动，从而共同与齿轮共同作用而使得耗材逐渐通过过料间隙，并最终通过发热喷嘴喷出而实现3d打印。由于调节组件与从动轮连接，通过调节组件可以调节施加在通过过料间隙中的耗材的挤出力的大小，以此适配不同硬度、材质型号的耗材使用，使用范围更广，灵活性更佳。

本实用新型另一实施例提供的一种3d打印机，包括上述的打印头。

本实用新型实施例提供的3d打印机中的上述一个或多个技术方案至少具有如下技术效果之一：由于使用有上述的打印头，那么可以使得该3d打印机可以适配不同型号的耗材使用，使得3d打印机的适用范围更广，使用更加灵活。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例提供的打印头的结构示意图。

图2为图1的打印头的结构分解示意图。

图3为本实用新型实施例提供的打印头的打印模块的结构分解示意图。

其中，图中各附图标记：

10—挤出机20—控制板30—齿轮

31—过料间隙40—从动轮41—转轴

50—发热喷嘴51—不锈钢喉管52—加热铝块

60—固定块61—挡块70—调节组件

71—推块72—旋钮73—弹簧

80—断料检测模块81—检测管82—检测电路板

90—安装板91—导向槽100—壳体

101—外壳102—上盖103—下盖

200—打印模块300—第一风扇711—过孔

712—螺纹孔1011—操作孔1012—导向轴。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图1～3描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型的实施例，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型实施例的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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实施例和简化描述，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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型实施例中的具体含义。

在本实用新型的一个实施例中，如图1～3所示，提供一种打印头，包括壳体100和设置于所述壳体100之内的打印模块200，壳体100起到其余各部件的安装和支撑。打印模块200则实现耗材打印的功能。其中，所述打印模块200包括挤出机10、控制板20、齿轮30、从动轮40、发热喷嘴50、固定块60和调节组件70，所述挤出机10与所述控制板20电连接，控制板20用于对各电动部件的控制，控制各电动部件的开和关以及协调工作。所述齿轮30与所述挤出机10的输出轴连接，挤出机10的输出轴转动时即可带动该齿轮30转动。所述固定块60设置于所述挤出机10的一侧，且所述固定块60上开设有供所述挤出机10的输出轴穿过的过孔711，这样，固定块60可以避免对挤出机10的输出轴和齿轮30造成干涉。所述从动轮40通过转轴41可转动地设置于所述固定块60的侧部，所述转轴41与所述挤出机10的输出轴相平行，所述从动轮40与所述齿轮30之间形成有供耗材通过的过料间隙31，如此，当有耗材通过该过料间隙31时，耗材可以同时与齿轮30和从动轮40抵接，在齿轮30的齿尖的摩擦力以及从动轮40的压力下可以共同使得耗材逐渐前进。所述发热喷嘴50设置于所述过料间隙31的下方并延伸出所述壳体100之外，发热喷嘴50可以发热并对经过其的耗材进行加热以使得该耗材熔化。所述调节组件70与所述从动轮40连接并用于控制所述从动轮40以调节所述从动轮40与所述齿轮30之间施加在通过所述过料间隙31中的耗材的挤压力。

本实施例中的打印头工作时，耗材进入过料间隙31，控制板20控制挤出机10工作，挤出机10的输出轴转动从而带动齿轮30转动，由于齿轮30的侧部设置有从动轮40，在齿轮30和耗材的作用下，从动轮40实现随动，从而共同与齿轮30共同作用而使得耗材逐渐通过过料间隙31，并最终通过发热喷嘴50喷出而实现3d打印。由于调节组件70与从动轮40连接，通过调节组件70可以调节施加在通过过料间隙31中的耗材的挤出力的大小，以此适配不同硬度、材质型号的耗材使用，使用范围更广，灵活性更佳。这样，根据需求，可以弹簧调节作用在该过料间隙31之间耗材的挤压力大小，以满足不同硬度、型号的耗材打印，使得打印头的适用范围更广，使用更加灵活。

在本实用新型的另一个实施例中，如图2～3所示，该打印头的所述调节组件70包括推块71、旋钮72和弹簧73，所述固定块60的侧部延伸设置有位于所述齿轮30一侧的挡块61，挡块61与齿轮30之间具有间距，这样可以避免挡块61对齿轮30的运动造成干涉。所述推块71设置于所述固定块60的侧部并与所述固定块60滑动配合，推块71能够相对于固定块60滑动。所述从动轮40通过转轴41可转动地安装于所述推块71上，所述推块71开设有正对所述挡块61的螺纹孔712，所述弹簧73设置于所述螺纹孔712内并与所述挡块61抵接，所述旋钮72上设置有能够与螺纹孔712的内螺纹适配的外螺纹，进一步地，所述旋钮72螺纹连接于所述螺纹孔712内并与所述弹簧73抵接，即弹簧73的两端分别与旋钮72和挡块61抵接。所述壳体100的侧部开设有供所述旋钮72外露的操作孔1011，操作孔1011与螺纹孔712同轴设置，操作孔1011的设置可以便于工作人员对旋转进行操作。具体地，旋转调节组件70的旋钮72，可以进一步压迫弹簧73或者使得弹簧73进一步恢复原有形状，在这过程中，弹簧73对挡块61施加的压力反作用于旋钮72上，这样迫使与旋钮72连接的推块71产生细微的位移，这样安装于推块71上的从动轮40施加在通过过料间隙41的耗材上的压力产生变化，如此实现对适配不同硬度、型号的耗材的打印，使得打印头的适用范围更广，使用更加灵活。

在本实用新型的另一个实施例中，如图3所示，该打印头的所述发热喷嘴50与所述过料间隙31之间设置有不锈钢喉管51，不锈钢喉管51与发热喷嘴50同轴设置，所述不锈钢喉管51之外套接于加热铝块52，所述加热铝块52与所述控制板20电连接，所述发热喷嘴50连接于所述加热铝块52的底部并与所述不锈钢喉管51相连通。具体地，不锈钢喉管51可以引导通过过料间隙31后的耗材，避免耗材弯曲，进而顺利地将其引导至发热喷嘴50中，提升打印工作的可靠性。加热铝块52则可以发热，进而使得发热喷嘴50发热，这样即可对发热喷嘴50内的耗材进行加热，使得耗材熔化，实现3d打印。

在本实用新型的另一个实施例中，该打印头的所述发热喷嘴50与加热铝块52螺纹连接，这样便于发热喷嘴50与加热铝块52之间的装拆。

在本实用新型的另一个实施例中，如图2所示，该打印头的所述打印头还包括断料检测模块80，所述断料检测模块80包括检测管81和与所述检测管81连接的检测电路板82，所述检测管81设置于所述过料间隙31的上方，所述检测电路板82与所述控制板20电连接。具体地，耗材先经过该检测管81之后在通过过料间隙31，由于该检测管81连接有检测电路板82，这样当经过该检测管81后的耗材发生断料时，检测电路板82可以实时检测到，并将检测到的结构及时反馈至控制板20中，控制3d打印工作的中断或者发生警报。进一步地，检测管81内可以通过设置传感器与检测电路板82连接，通过传感器来检测经过检测管81的耗材是否发生断料。

在本实用新型的另一个实施例中，如图2所示，该打印头的所述打印头还包括第一风扇300，所述第一风扇300设置于所述挤出机10背离所述固定块60的侧部，且所述第一风扇300与所述控制板20电连接。具体地，第一风扇300的设置可以对挤出机10进行散热，避免挤出机10发热过大而导致的出现自身或者其他部件的损坏。

在本实用新型的另一个实施例中，该打印头的所述打印头还包括第二风扇(图未示)，所述第二风扇设置于所述固定块60背离所述挤出机10的侧部，且所述第二风扇与所述控制板20电连接。具体地，第二风扇的设置可以进一步地对壳体100的各部件进行散热，提升整个打印头的散热效果。

在本实用新型的另一个实施例中，该打印头的第一风扇300和第二风扇均可以为涡轮风扇。

在本实用新型的另一个实施例中，如图1～2所示，该打印头的所述壳体100包括外壳101、上盖102和下盖103，所述外壳101的上端和下端均形成开口，所述上盖102和所述下盖103分别盖设连接于所述外壳101的上端和下端的开口中。具体地，上盖102和下盖103均可以通过紧固件与外壳101连接，这样方便装拆。并且由于外壳101的上端和下端均形成开口，对于需要安装于外壳101内的部件可分别从上端或者下端的开口装入，结构设计形成模块化，后期的检修和维护都非常方便。

在本实用新型的另一个实施例中，如图2～3所示，该打印头的所述打印模块200还包括安装板90，所述挤出机10和所述固定块60均安装于所述安装板90上，所述安装板90固定于所述外壳101之内。具体地，安装板90作为居中部件，可以通过其将打印模块200安装在外科内，然后打印模块200的其他部件则可以在外界安装在安装板90中，这样可以大大地简化安装手续。

在本实用新型的另一个实施例中，如图2～3所示，该打印头的所述安装板90的侧部设置有导向槽91，所述外壳101的内壁设置有与所述导向槽91配合的导向轴1012，所述导向槽91与导向轴1012滑动配合。具体地，通过导向槽91与导向轴1012滑动配合，这样在将安装板90安装入外科内时，能够沿着导向轴1012快速地滑入外科内，整个打印模块200的安装都非常便利，结构设计巧妙，实用性强。

本实用新型另一实施例提供的一种3d打印机，包括上述的打印头。本实用新型实施例提供的3d打印机中，由于使用有上述的打印头，那么可以使得该3d打印机可以适配不同型号的耗材使用，使得3d打印机的适用范围更广，使用更加灵活。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。