一種用于打印熱熔水泥材料的3d打印噴頭及3d打印機(jī)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種用于打印熱熔水泥材料的3D打印噴頭及3D打印機(jī)。3D打印噴頭包括兩個物料傳輸機(jī)構(gòu)、切換機(jī)構(gòu)、加熱機(jī)構(gòu)和噴嘴。由于3D打印噴頭上設(shè)有兩個物料傳輸機(jī)構(gòu)和切換機(jī)構(gòu)，當(dāng)其中一個物料傳輸機(jī)構(gòu)供料時，通道切換機(jī)構(gòu)將傳輸機(jī)構(gòu)與噴嘴導(dǎo)通，同時關(guān)閉另外一個物料傳輸機(jī)構(gòu)與噴嘴的導(dǎo)通，即一個物料傳輸機(jī)構(gòu)給噴嘴供料的同時，另一個物料傳輸機(jī)構(gòu)可進(jìn)行填充熱熔水泥，當(dāng)完成后，切換機(jī)構(gòu)切換兩個物料傳輸機(jī)構(gòu)的開閉，實(shí)現(xiàn)兩個物料傳輸機(jī)構(gòu)不間斷給噴嘴供料，實(shí)現(xiàn)連續(xù)打?。徊⑶疫€設(shè)有加熱機(jī)構(gòu)，保證了熱熔水泥在傳輸過程中不會凝固硬化。
【專利說明】
一種用于打印熱熔水泥材料的3D打印噴頭及3D打印機(jī)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實(shí)用新型涉及3D打印技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于打印熱熔水泥材料的3D打印噴頭及3D打印機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002] 3D打印技術(shù)又稱為“快速成型技術(shù)”，已在醫(yī)療、模具、汽車、航空航天等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。但目前市面上，用于打印建筑熱熔水泥方面的3D打印機(jī)器人和相配套的打印噴頭還比較少，美國在這方面的技術(shù)處于領(lǐng)先地位，然而國內(nèi)卻仍然相對落后。對于用于打印建筑熱熔水泥材料的打印噴頭，要求較高，傳統(tǒng)的桌面型3D打印機(jī)器人的噴頭結(jié)構(gòu)并不能滿足使用要求。在打印建筑熱熔水泥的過程中，由于材料的特殊性，如果不能在材料輸送的過程中全程加熱，就會很容易造成管道堵塞，打印中斷。除此之外，如何讓材料連續(xù)輸送也是需要解決的一大難點(diǎn)，如果材料無法持續(xù)輸送也會造成打印中斷。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實(shí)用新型提供一種能夠連續(xù)打印熱熔水泥的3D打印噴頭及3D打印機(jī)。
[0004] —方面，一種實(shí)施例中提供一種用于打印熱熔水泥材料的3D打印噴頭，包括:
[0005] 兩個物料傳輸機(jī)構(gòu)，傳輸機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動件、推桿和擠料箱，驅(qū)動件安裝擠料箱的上端，擠料箱的側(cè)面設(shè)有進(jìn)料孔，推桿置于擠料箱內(nèi)，推桿的一端與驅(qū)動件連接，另一端具有用于推料的推板，驅(qū)動件驅(qū)動推桿在擠料箱中上下移動；
[0006] 切換機(jī)構(gòu)，切換機(jī)構(gòu)包括閥體和閥芯，閥體具有兩個進(jìn)料孔和一個出料孔，兩個進(jìn)料孔均與出料孔聯(lián)通，閥芯可旋轉(zhuǎn)地安裝在閥體內(nèi)，閥芯橫穿兩個進(jìn)料孔，閥芯位于兩個進(jìn)料孔的位置上分別設(shè)有一個導(dǎo)通孔，兩個導(dǎo)通孔相互垂直設(shè)置，閥芯通過旋轉(zhuǎn)可導(dǎo)通其中一個進(jìn)料口；傳輸機(jī)構(gòu)的擠料箱的下端與閥體連接，擠料箱與進(jìn)料孔聯(lián)通；
[0007] 加熱機(jī)構(gòu)，加熱機(jī)構(gòu)安裝在擠料箱的下端和閥體上，用于對擠料箱下端和閥體加
執(zhí).，
[0008] 以及噴嘴，噴嘴安裝在閥體下端，與閥體的出料孔聯(lián)通，可根據(jù)需要更換不同直徑的噴嘴。
[0009] 進(jìn)一步地，驅(qū)動件為步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)，推桿為精密絲桿，電機(jī)和擠料箱之間設(shè)有齒輪箱，齒輪箱內(nèi)設(shè)有齒輪組，電機(jī)通過齒輪組與絲桿連接。
[0010] 進(jìn)一步地，還包括止動機(jī)構(gòu)，止動機(jī)構(gòu)包括縱桿和橫桿，縱桿可上下移動地安裝在齒輪箱上，橫桿的一端可拆卸地安裝在縱桿的上端;絲桿的一端穿出齒輪箱，橫桿的另一端與絲桿穿出齒輪箱的一端連接。
[0011] 進(jìn)一步地，切換機(jī)構(gòu)還包括驅(qū)動件，驅(qū)動件與閥芯連接，驅(qū)動閥芯旋轉(zhuǎn)。
[0012] 進(jìn)一步地，切換機(jī)構(gòu)還包括傳動軸、齒輪組和安裝架，驅(qū)動件為步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)安裝在齒輪箱上，安裝架安裝在閥體上，傳動軸一端與步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)連接，另一端可轉(zhuǎn)動安裝在安裝架上；閥芯的一端穿出閥體，并通過齒輪組與傳動軸連接。
[0013] 進(jìn)一步地，加熱機(jī)構(gòu)包括加熱槽和加熱棒，加熱槽為環(huán)形加熱槽，安裝在擠料箱的下端，加熱條鑲嵌在閥體內(nèi)。
[0014] 進(jìn)一步地，擠料箱的進(jìn)料口上設(shè)有進(jìn)料門，進(jìn)料箱為圓筒結(jié)構(gòu)，進(jìn)料門為弧形板結(jié)構(gòu)。
[0015] 進(jìn)一步地，切換機(jī)構(gòu)的齒輪組包括兩個相互垂直嚙合的齒輪，兩個齒輪分別與閥芯和傳動軸連接。
[0016] 進(jìn)一步地，切換機(jī)構(gòu)的步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)通過聯(lián)軸器與傳動軸連接。
[0017] 另一方面，一種實(shí)施例中提供了一種3D打印機(jī)，包括上述的用于打印熱熔水泥的 3D打印噴頭。
[〇〇18]依據(jù)上述實(shí)施例的用于打印熱熔水泥材料的3D打印噴頭及3D打印機(jī)，由于3D打印噴頭上設(shè)有兩個傳輸機(jī)構(gòu)和切換機(jī)構(gòu)，當(dāng)其中一個傳輸機(jī)構(gòu)供料時，切換機(jī)構(gòu)將傳輸機(jī)構(gòu)與噴嘴導(dǎo)通，同時關(guān)閉另外一個傳輸機(jī)構(gòu)與噴嘴的導(dǎo)通，即一個傳輸機(jī)構(gòu)給噴嘴供料的同時，另一個傳輸機(jī)構(gòu)可進(jìn)行填充熱熔水泥，當(dāng)完成后，切換機(jī)構(gòu)切換兩個傳輸機(jī)構(gòu)的開閉， 實(shí)現(xiàn)兩個傳輸機(jī)構(gòu)不間斷給噴嘴供料，實(shí)現(xiàn)連續(xù)打?。徊⑶疫€設(shè)有加熱機(jī)構(gòu)，保證了熱熔水泥在傳輸過程中不會凝固硬化。
【附圖說明】

[〇〇19]圖1為一種實(shí)施例中用于打印熱熔水泥材料的3D打印噴頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2為一種實(shí)施例中用于打印熱熔水泥材料的3D打印噴頭的局部剖視圖；
[0021 ]圖3為一種實(shí)施例中用于打印熱熔水泥材料的3D打印噴頭的剖視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]下面通過【具體實(shí)施方式】結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[〇〇23] 實(shí)施例一:
[〇〇24]在本實(shí)施例中提供了一種用于打印熱熔水泥材料的3D打印噴頭，本3D打印噴頭主要用于打印熱熔水泥材料，也可用于打印其他易凝結(jié)的材料或熱熔材料。
[〇〇25]如圖1和圖3所示，3D打印噴頭主要包括傳輸機(jī)構(gòu)100、切換傳輸結(jié)構(gòu)200、加熱機(jī)構(gòu) 300和噴嘴400。
[0026]如圖1所示，傳輸機(jī)構(gòu)100主要包括驅(qū)動件101，推桿102和擠料箱103，為了方便安裝及驅(qū)動，傳輸機(jī)構(gòu)100還包括齒輪箱104和齒輪組105。驅(qū)動件100為步進(jìn)電機(jī)，驅(qū)動件100 安裝在齒輪箱104的上端，電機(jī)的輸出軸伸入到齒輪箱104內(nèi)，齒輪組105包括一個大齒輪和一個小齒輪，小齒輪安裝在電機(jī)的輸出軸上，大齒輪通過平面承載安裝在齒輪箱104內(nèi)，并且大齒輪和小齒輪嚙合在一起。擠料箱103通過法蘭盤安裝在齒輪箱104的下端，擠料箱103 為圓筒結(jié)構(gòu)，擠料箱103上設(shè)有一個進(jìn)料口，在擠料口上安裝有一個進(jìn)料門106，進(jìn)料門106 通過鉸鏈安裝在擠料箱103上，并且呈彎曲板的結(jié)構(gòu)，關(guān)閉時與擠料箱103形成一個完整的圓筒。推桿102為絲桿，置于擠料箱103的腔體內(nèi)，并且推桿102的上端安裝在大齒輪上，大齒輪的中間設(shè)有螺紋孔，推桿102與大齒輪螺紋連接，并且推桿102的上端穿出齒輪箱103。推桿102的下端具有推板，推板和推桿102—體成型，即推桿102成為一個旋轉(zhuǎn)上下移動地活塞，推板呈圓形略比擠料箱103的截面小。電機(jī)驅(qū)動大小齒輪帶動推桿102旋轉(zhuǎn)移動，實(shí)現(xiàn)推桿102的上下移動推擠熱熔水泥。
[0027]本例中傳輸機(jī)構(gòu)100具有兩個，并排安裝在一起，兩個傳輸機(jī)構(gòu)100的齒輪箱104合并成為一個大的齒輪箱。
[〇〇28] 如圖3所示，切換傳輸結(jié)構(gòu)200包括閥體201和閥芯202。閥體201為一個長方體結(jié)構(gòu)，閥體201上具有兩個進(jìn)料孔和一個出料孔，兩個進(jìn)料孔的進(jìn)料口設(shè)置在閥體201的上端， 出料孔的出料孔設(shè)置在閥體201的下端，兩個進(jìn)料孔在閥體201內(nèi)匯合與出料孔聯(lián)通。兩個傳輸機(jī)構(gòu)1 〇〇安裝在閥體201的上端，兩個擠料箱103分別與兩個進(jìn)料孔對應(yīng)安裝，使得擠料箱103與進(jìn)料孔導(dǎo)通。閥芯202為轉(zhuǎn)軸結(jié)構(gòu)，閥芯202通過軸承可轉(zhuǎn)動安裝在閥體201內(nèi)，閥芯 202的一端穿出閥體201，閥芯202橫穿兩個進(jìn)料孔，并且在位于進(jìn)料孔的位置上設(shè)有導(dǎo)通孔，兩個導(dǎo)通孔相互垂直設(shè)置，兩個導(dǎo)通孔中只有一個將進(jìn)料孔導(dǎo)通，另一個則封閉，即始終只有一個進(jìn)料孔被導(dǎo)通。為了防止閥芯202的漏料，在閥芯202的兩端設(shè)置有密封圈207， 使得閥芯202與閥體201之間存在間隙，熱熔水泥也不會從間隙中漏出。
[〇〇29]為了實(shí)現(xiàn)自動化生產(chǎn)打印，如圖3所示，切換傳輸結(jié)構(gòu)200還包括驅(qū)動件203、傳動軸204、齒輪組205和安裝架206。驅(qū)動件203為步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)，安裝在傳輸機(jī)構(gòu)100的齒輪箱104上，驅(qū)動件203的輸出軸垂直向下伸出齒輪箱104。安裝架206安裝在閥體201上， 安裝架206上設(shè)有通孔，傳動軸204設(shè)置有環(huán)形凸臺，卡接傳動軸204的下端穿設(shè)在安裝架 206的通孔內(nèi)，并通過環(huán)形凸臺卡住，傳動軸204的上端通過聯(lián)軸器與驅(qū)動件203的輸出軸連接。齒輪組205包括兩個相互垂直嚙合的齒輪，一個齒輪安裝在傳動軸204的下端，另一個齒輪安裝在伸出閥體201的閥芯202上。驅(qū)動件203通過傳動軸204和齒輪組205驅(qū)動閥芯202的旋轉(zhuǎn)，實(shí)現(xiàn)兩個進(jìn)料孔導(dǎo)通的切換。
[0030] 如圖2所示，加熱機(jī)構(gòu)300包括加熱槽301和加熱棒302。加熱槽301為環(huán)形加熱槽， 加熱槽301通過法蘭盤固定安裝在擠料箱103的下端。加熱條302具有多根，分別鑲嵌在閥體 201內(nèi)。加熱槽301和加熱棒302與外界加熱裝置連接，給擠料箱103和閥體201加熱，防止熱熔水泥的凝結(jié)固化。
[0031] 噴嘴400安裝在閥體201的下端，與出料孔聯(lián)通。
[〇〇32] 如圖2所示，為了保護(hù)設(shè)備，3D打印噴頭還包括止動機(jī)構(gòu)500，止動機(jī)構(gòu)500包括縱桿501和橫桿502,縱桿501可上下移動地安裝在齒輪箱104上，橫桿502的一端可拆卸地安裝在縱桿501的上端。推桿102的一端穿出齒輪箱104,橫桿502的另一端與推桿102穿出齒輪箱 104的一端連接，實(shí)現(xiàn)對推桿102的旋轉(zhuǎn)止動。
[〇〇33]在其他實(shí)施例中，傳輸機(jī)構(gòu)100可以設(shè)置多個，如3個或者4個，切換機(jī)構(gòu)200的閥體 201上設(shè)置對應(yīng)個數(shù)的進(jìn)料孔，并且閥芯202也相應(yīng)設(shè)置，傳輸機(jī)構(gòu)100可構(gòu)成三通或者四通的閥體。
[〇〇34] 在其他實(shí)施例中，還包括控制機(jī)構(gòu)，控制機(jī)構(gòu)和傳輸機(jī)構(gòu)100和切換機(jī)構(gòu)200的步進(jìn)電機(jī)電連接，控制機(jī)構(gòu)控制整個設(shè)備的打印。
[〇〇35]本3D打印噴頭的連續(xù)供料的原理為:給其中一個擠料箱103填料，填料后，轉(zhuǎn)動閥芯201，閥體201開啟對應(yīng)位置的進(jìn)料孔，電機(jī)驅(qū)動推桿102向下運(yùn)動，將熱熔水泥導(dǎo)入到閥體201中，最后從噴嘴400中擠出用于打印，在打印的過程中，另外一個進(jìn)料孔關(guān)閉，并且另外一個擠料箱103進(jìn)行填料，在前一個擠料箱103打印完之前完成填料；當(dāng)前一個傳輸機(jī)構(gòu) 100打印完熱熔水泥后，轉(zhuǎn)動閥芯201將前一個傳輸機(jī)構(gòu)100對應(yīng)的進(jìn)料孔關(guān)閉，后一個傳輸機(jī)構(gòu)100對應(yīng)的進(jìn)料口打開進(jìn)行同樣的擠料，從而實(shí)現(xiàn)兩個傳輸機(jī)構(gòu)100循環(huán)交替不間斷的連續(xù)打印。
[〇〇36]本實(shí)施例提供的用于打印熱熔水泥材料的3D打印噴頭，由于3D打印噴頭上設(shè)有兩個傳輸機(jī)構(gòu)1〇〇和一個切換機(jī)構(gòu)200,當(dāng)其中一個傳輸機(jī)構(gòu)100供料時，切換機(jī)構(gòu)200將傳輸機(jī)構(gòu)100與噴嘴400導(dǎo)通，同時關(guān)閉另外一個傳輸機(jī)構(gòu)100與噴嘴400的導(dǎo)通，即一個傳輸機(jī)構(gòu)100給噴嘴400供料的同時，另一個傳輸機(jī)構(gòu)100可進(jìn)行填充熱熔水泥，當(dāng)完成后，切換機(jī)構(gòu)200切換兩個傳輸機(jī)構(gòu)100的開閉，實(shí)現(xiàn)兩個傳輸機(jī)構(gòu)100不間斷給噴嘴供料，實(shí)現(xiàn)連續(xù)打印，當(dāng)一個傳輸機(jī)構(gòu)1〇〇對應(yīng)的進(jìn)料孔關(guān)閉使得熱熔水泥在打印過程中不會擠回到擠料箱 103中。并且還設(shè)有加熱機(jī)構(gòu)，保證了熱熔水泥在傳輸過程中不會凝固凍結(jié)。
[〇〇37] 實(shí)施例二:
[〇〇38]在本實(shí)施例中，提供了一種3D打印機(jī)。
[〇〇39]本3D打印機(jī)包括上述實(shí)施例一的用于打印熱熔水泥材料的3D打印噴頭。
[0040]以上應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明進(jìn)行闡述，只是用于幫助理解本發(fā)明，并不用以限制本發(fā)明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，還可以做出若干簡單推演、變形或替換。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于打印熱熔水泥材料的3D打印噴頭，其特征在于，包括: 兩個物料傳輸機(jī)構(gòu)，所述傳輸機(jī)構(gòu)包括驅(qū)動件、推桿和擠料箱，所述驅(qū)動件安裝所述擠 料箱的上端，所述擠料箱的側(cè)面設(shè)有進(jìn)料孔，所述推桿置于所述擠料箱內(nèi)，所述推桿的一端 與所述驅(qū)動件連接，另一端具有用于推料的推板，所述驅(qū)動件驅(qū)動所述推桿在所述擠料箱 中上下移動； 切換機(jī)構(gòu)，所述切換機(jī)構(gòu)包括閥體和閥芯，所述閥體具有兩個進(jìn)料孔和一個出料孔，兩 個所述進(jìn)料孔均與所述出料孔聯(lián)通，所述閥芯可旋轉(zhuǎn)地安裝在所述閥體內(nèi)，所述閥芯橫穿 兩個所述進(jìn)料孔，所述閥芯位于兩個所述進(jìn)料孔的位置上分別設(shè)有一個導(dǎo)通孔，兩個導(dǎo)通 孔相互垂直設(shè)置，所述閥芯通過旋轉(zhuǎn)可導(dǎo)通其中一個進(jìn)料口；所述傳輸機(jī)構(gòu)的擠料箱的下 端與所述閥體連接，所述擠料箱與所述進(jìn)料孔聯(lián)通； 加熱機(jī)構(gòu)，所述加熱機(jī)構(gòu)安裝在所述擠料箱的下端和所述閥體上，用于對所述擠料箱 下端和閥體加熱； 以及噴嘴，所述噴嘴安裝在所述閥體下端，與所述閥體的出料孔聯(lián)通。2.如權(quán)利要求1所述的用于打印熱熔水泥材料的3D打印噴頭，其特征在于，所述驅(qū)動件 為步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)，所述推桿為精密絲桿，所述電機(jī)和擠料箱之間設(shè)有齒輪箱，所述齒 輪箱內(nèi)設(shè)有齒輪組，所述電機(jī)通過所述齒輪組與所述絲桿連接。3.如權(quán)利要求2所述的用于打印熱熔水泥材料的3D打印噴頭，其特征在于，還包括止動 機(jī)構(gòu)，所述止動機(jī)構(gòu)包括縱桿和橫桿，所述縱桿可上下移動地安裝在所述齒輪箱上，所述橫 桿的一端可拆卸地安裝在所述縱桿的上端;所述絲桿的一端穿出所述齒輪箱，所述橫桿的 另一端與所述絲桿穿出所述齒輪箱的一端連接。4.如權(quán)利要求3所述的用于打印熱熔水泥材料的3D打印噴頭，其特征在于，所述切換機(jī) 構(gòu)還包括驅(qū)動件，所述驅(qū)動件與所述閥芯連接，驅(qū)動所述閥芯旋轉(zhuǎn)。5.如權(quán)利要求4所述的用于打印熱熔水泥材料的3D打印噴頭，其特征在于，所述切換機(jī) 構(gòu)還包括傳動軸、齒輪組和安裝架，所述驅(qū)動件為步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)，所述步進(jìn)電機(jī)或伺 服電機(jī)安裝在所述齒輪箱上，所述安裝架安裝在閥體上，所述傳動軸一端與所述步進(jìn)電機(jī) 或伺服電機(jī)連接，另一端可轉(zhuǎn)動安裝在所述安裝架上;所述閥芯的一端穿出所述閥體，并通 過齒輪組與所述傳動軸連接。6.如權(quán)利要求5所述的用于打印熱熔水泥材料的3D打印噴頭，其特征在于，所述加熱機(jī) 構(gòu)包括加熱槽和加熱棒，所述加熱槽為環(huán)形加熱槽，安裝在所述擠料箱的下端，所述加熱條 鑲嵌在所述閥體內(nèi)。7.如權(quán)利要求6所述的用于打印熱熔水泥材料的3D打印噴頭，其特征在于，所述擠料箱 的進(jìn)料口上設(shè)有進(jìn)料門，所述進(jìn)料箱為圓筒結(jié)構(gòu)，所述進(jìn)料門為弧形板結(jié)構(gòu)。8.如權(quán)利要求7所述的用于打印熱熔水泥材料的3D打印噴頭，其特征在于，所述切換機(jī) 構(gòu)的齒輪組包括兩個相互垂直嚙合的齒輪，兩個所述齒輪分別與所述閥芯和傳動軸連接。9.如權(quán)利要求8所述的用于打印熱熔水泥材料的3D打印噴頭，其特征在于，所述切換機(jī) 構(gòu)的步進(jìn)電機(jī)或伺服電機(jī)通過聯(lián)軸器與所述傳動軸連接。10.—種3D打印機(jī)，其特征在于，包括權(quán)利要求1至9中任一項(xiàng)所述的用于打印熱熔水泥 的3D打印噴頭。
【文檔編號】B28B1/24GK205704585SQ201620626697
【公開日】2016年11月23日
【申請日】2016年6月22日
【發(fā)明人】文進(jìn)希, 黃志昌, 徐天, 周超英, 黃鵬
【申請人】深圳市三帝夢工場科技開發(fā)有限公司