3D打印喷头的制作方法

3d打印喷头
技术领域
1.本技术涉及3d打印领域，尤其涉及一种3d打印喷头。


背景技术：

2.3d打印是将装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”的打印机与电脑连接后，通过电脑控制将“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。在现有技术中，打印喷头仅可满足“开”和“关”两种模式，且无法依照打印需求独立控制各喷嘴的喷量，若遇到多组独立打印需求，则对应需要多个控制机构，造成无法精准控制喷头流速及形成控制机构的庞大布局。因此，如何实现打印原材料高效率输出及提高精细的打印质量是一个亟待解决的问题。


技术实现要素：

3.鉴于上述状况，本技术提供一种3d打印喷头，包括：
4.打印材料供应装置，用于供应流动状态的打印材料，还包括：
5.存储装置，包括与所述打印材料供应装置连通的存储箱及与所述存储箱连通的喷出管，用于供流动状态的所述打印材料经过所述存储箱流出所述喷出管；
6.调节件，所述调节件包括第一端，所述第一端活动地置于所述喷出管，用于调节位于所述喷出管的内壁与所述喷出管的侧壁之间的横截面的面积以改变流出所述喷出管的所述打印材料的速度。
7.进一步的，所述第一端包括调节段，所述喷出管上形成供流动状态的所述打印材料流出的喷出口，所述调节段在远离所述喷出口的方向上的截面面积逐渐递增。
8.在一些实施方式中，所述第一端进一步的包括与所述调节段固定连接的阻塞段，所述喷出管包括第一管、第二管及第三管，所述调节段在所述第一管内活动，所述阻塞段用于置于所述第二管及所述第三管内以堵塞所述喷出管。
9.进一步的，所述第二管和所述存储箱固定于所述第一管的两端并与所述第一管连通关于所述第一管相对分布，所述第二管在远离所述存储箱的方向上截面面积逐渐减小。
10.进一步的，所述第二管呈漏斗状。
11.在一些实施方式中，所述调节件的数量为多个，所述存储装置包括多个所述喷出管，每一所述喷出管与一所述调节件对应设置。
12.进一步的，所述存储装置形成容置腔，多个所述喷出管与所述容置腔连通，所述第一端穿过所述容置腔活动地置于对应的所述喷出管内。
13.在一些实施方式中，还包括固定件，所述固定件上形成多个通孔，多个所述调节件活动地置于多个所述通孔中。
14.在一些实施方式中，所述调节件还包括与所述第一端相背的第二端，所述第二端还包括限位头，所述限位头用于所述调节件在所述喷出管活动时抵持所述固定件以限制所述调节件的位移。
15.进一步的，所述打印材料供应装置包括：
16.导管，与所述存储箱连接，所述导管用于给所述存储箱输送打印原材料；
17.推进器，挤压于所述导管外壁上，用于加速辅助所述导管内所述打印原材料的输送；
18.加热器，位于所述导管外，用于将所述导管内的所述打印原材料加热稀释为流动状态的打印材料。
19.本技术中，所述打印材料供应装置将打印材料输送至所述存储装置，再由所述流速控制装置将打印材料挤出所述喷出管，通过将所述调节段设计成各处体积不同的结构来调整打印材料流出喷出口的流量以及单位时间的喷出速度，实现3d打印喷头的精准输出，满足了在喷头的高效率输出的同时维持了精细的打印质量。
附图说明
20.图1为本技术一实施例中3d打印喷头的示意图。
21.图2为图1所示的3d打印喷头的原料存储装置和流速装置的剖视图。
22.图3为图2所示的3d打印喷头的调节件处的局部放大图。
23.图4为图3所示的3d打印喷头的调节件在喷出管内的截面图。
24.主要元件符号说明：
25.26.具体实施方式：
27.下面将结合本技术实施方式中的附图，对本技术实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本技术一部分实施方式，而不是全部的实施方式。
28.需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。当一个元件被认为是“设置于”另一个元件，它可以是直接设置在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
29.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本技术。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
30.请参阅图1至图2，本技术一实施例的3d打印喷头100，包括：打印材料供应装置20，用于供应流动状态的打印材料，还包括：存储装置30，包括与所述打印材料供应装置20连通的存储箱301及与所述存储箱301连通的喷出管303，用于供流动状态的所述打印材料经过所述存储箱301后流出所述喷出管303；调节件40，所述调节件40包括第一端401，所述第一端401活动地置于所述喷出管303，用于调节位于所述喷出管303的内壁与所述第一端401的侧壁之间的横截面的面积以改变流出所述喷出管303的所述打印材料的速度。所述调节件40可为活塞。
31.请同时参阅图2至图4，本实施例中，所述第一端401包括调节段4011，所述喷出管303形成供流动状态的所述打印材料流出的喷出口3037，所述调节段4011在远离所述喷出口3037的方向上的截面面积逐渐递增。所述调节段4011呈倒立的圆台状，在所述喷出管303的截面面积恒定的情况下，将各处截面面积不同的所述调节段4011定为唯一变量，随着所述第一端401在所述喷出管303内移动，所述喷出管303的内壁与所述调节段4011的侧壁之
间的距离在所述调节段4011移动的过程中不断的变化。
32.如图4所示的所述调节段4011相对于所述喷出管303的位置关系变化示意图，以单个所述调节段4011在所述喷出管303内逐渐行进的过程为例，根据q＝av中，以所述调节段4011进入所述喷出管303处为入口，所述打印材料流出为出口，即喷出口3037，当所述调节段4011还未进入到所述喷出管303内时，入口处的横截面积为a，此时入口处的进入流量为q，所述喷出口3037处的横截面积为a，所述喷出口3037的速度为v＝q/a；当所述调节段4011进入到所述喷出管303内且所述调节段4011的横截面积占所述喷出管303的横截面积的1/2时，即1/2a，此时入口处的进入流量为1/2q，所述打印材料流出所述喷出口3037时，所述喷出口3037处的横截面积为a，流经出口处的流量为1/2q，所以此时流经出口处的速度为1/2v＝1/2q/a；当所述调节段4011的横截面积占所述喷出管303的横截面积的1/3时，即1/3a，此时入口处的进入流量为1/3q，所述打印材料流出所述喷出口3037时，所述喷出口3037处的横截面积为a，流经所述喷出口3037处的流量为1/3q，所以此时流经所述喷出口3037处的速度为1/3v＝1/3q/a。
33.如图2所示的多个所述调节件40相对于所述喷出管303的位置，可影响个别所述喷出管303流道单位时间从所述存储箱301进入的流量，由每个所述调节段4011完全伸入至所述调节段4011完全退出的过程为例，单个所述调节段4011的横截面积与所述喷出管303的横截面积的占比逐渐减小，而通过所述调节段4011的侧壁与所述喷出管303的内壁之间的所述打印材料的流量逐渐增大，与上述占比成反比。且因为所述喷出管303的出口的横截面积一定，则各所述喷出管303最后出口处的流速与流量成正比，即速度逐渐增大。控制所述调节段4011相对于所述喷出管303内的位置，进而调整所述调节段4011的横截面积对于所述喷出管303的横截面积的占比，可影响打印材料。
34.请参阅图3，所述第一端401还包括与所述调节段4011固定连接的阻塞段4013，所述喷出管303包括第一管3031、第二管3033及第三管3035，所述调节段4011在所述第一管3031内活动，所述阻塞段4013用于置于所述第二管3033及所述第三管3035内以堵塞所述喷出管303。所述第二管3033固定于所述第一管3031与所述第三管3035之间，所述喷出口3037设置于所述第三管3035的末端。所述阻塞段4013位于所述调节段4011靠近所述喷出管303的一端，所述调节段4011将所述打印材料从所述第一管3031挤压至所述第二管3033随后再从所述第三管3035流出。所述调节段4011带动所述阻塞段4013移动依次经过所述第一管3031、所述第二管3033及所述第三管3035。当需要流出所述打印材料时，将所述阻塞段4013远离所述第三管3035，当不需要所述打印材料时，移动所述阻塞段4013至所述第三管3035并将所述喷出口3037堵住。
35.请参阅图3，所述第二管3033和所述存储箱301固定于所述第一管3031的两端并与所述第一管3031连通关于所述第一管3031相对分布，所述第二管3033在远离所述存储箱301的方向上截面面积逐渐减小。所述第一管3031和所述第三管3035呈圆筒状，所述第二管3033在由所述第一管3031过渡至所述第三管3035的方向上的截面面积逐渐减小，呈漏斗状。所述第二管3033呈倒立的圆台状。所述阻塞段4013呈圆柱状，所以所述阻塞段4013各处的横截面积是恒定的，所述阻塞段4013在从所述第二管3033移动至所述第三管3035的过程中，所述阻塞段4013的侧壁与所述第二管3033的内壁之间的距离随着所述阻塞段4013的移动不断的减小，根据q＝av，当流量一定时，横截面积减小，则流速相应的增大。所述打印材
料被所述阻塞段4013挤压至所述第二管3033，改变了所述打印材料的流速，由于第三管3035呈各处截面相同的圆筒状，所述第三管3035可缓冲流出的所述打印原材料。
36.所述调节件40的数量为多个，所述存储装置30包括多个所述喷出管303，每一所述喷出管303与一所述调节件40对应设置。每个所述调节件40对应插入所述喷出管303中，每个所述调节件40在所述喷出管303内推进或退出。增加多个所述调节件40可满足不同的列印需求，控制各所述调节件40在所述喷出管303内的相对位置，从而使所述喷出管303喷出的所述打印材料的流量或流速不同。所述调节件40外接动力源控制每个所述调节件40的打印需求，提升了打印效率，减少了多组独立的调节件40的庞大布局空间。
37.所述存储箱301形成容置腔3011，多个所述喷出管303与所述容置腔3011连通，所述第一端401穿过所述容置腔3011活动地置于对应的所述喷出管303内。多个所述喷出管303对应设置多个所述调节件40，所述第一端401分别穿过所述容置腔3011及所述喷出管303。
38.所述3d打印喷头100还包括固定件50，所述固定件50上形成多个通孔501，多个所述调节件40活动地置于所述多个通孔501中。所述固定件50安装在所述调节件40远离所述存储箱301的一端，所述固定件50呈纵长板状，所述固定件50套设在多个所述调节件40上，通过所述固定件50将多个所述调节件40固定住。所述调节件40在将所述打印材料挤压出所述喷出管303时会进行径向移动，多个所述调节件40在移动的过程中会出现位置偏移，若所述调节件40发生倾斜，则会影响流出所述喷出管303的打印材料的流量，将所述调节件40穿设在所述通孔501内可防止所述调节件40倾斜，控制所述调节件40在规定的位置和移动路径上运行，使打印材料能够顺利流出所述喷出管303。
39.所述调节件40还包括与所述第一端401相背的第二端403，所述第二端403还包括限位头4031，所述限位头4031用于在所述调节件40在所述喷出管303活动时抵持所述固定件50以限制所述调节件40的位移。所述调节件40包括所述第一端401、第二端403及连接于所述第一端401与所述第二端403之间的连接轴405。所述限位头4031呈圆柱状，所述通孔501套设在所述连接轴405上，且所述通孔501的直径小于所述限位头4031的直径但大于所述连接轴405的直径，所述连接轴405活动地穿设在所述通孔501内，所述限位头4031在所述连接轴405靠近所述喷出口3037运动至预设位置时与所述固定件50抵持以限制所述调节件40在所述喷出管303内的行程。
40.请参阅图1，所述打印材料供应装置20包括：导管201，与所述存储箱301连接，所述导管201用于给所述存储箱301输送打印原材料；推进器203，挤压于所述导管201外壁上，用于加速辅助所述导管201内所述打印原材料的输送。加热器205，位于所述导管201外，用于将所述导管201内的所述打印原材料加热稀释为流动状态的打印材料。所述打印材料供应装置20位于所述存储装置30的一侧，所述导管201的一端插入至所述存储箱301中，所述打印材料通过所述导管201进入到所述存储箱301内。所述加热器205位于所述存储箱301和所述推进器203之间，所述推进器203为设置在所述导管201外壁两侧的圆筒，所述推进器203将导管201内的打印原材料挤压至所述加热器205中，所述加热器205包裹在所述导管201的外壁上，进入到所述加热器205中的打印原材料在高温的作用下熔化呈流动的液态状打印材料，再流至存储箱301内。
41.以上实施方式仅用以说明本技术的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方
式对本技术进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本技术的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本技术技术案的精神和范围。