本發(fā)明涉及3D打印設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種多功能3D打印頭。

背景技術(shù)：

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，3D打印技術(shù)已應(yīng)用于珠寶、鞋類、工業(yè)設(shè)計、汽車等多個領(lǐng)域中,3D打印機(jī)即快速成形技術(shù)的一種機(jī)器，它是一種數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。

目前3D打印噴頭是3D打印機(jī)的關(guān)鍵部件，它設(shè)置在穩(wěn)定的行走機(jī)構(gòu)上，用于將原料熔化并擠出?，F(xiàn)有的3D打印機(jī)噴頭大多采用一種原料對應(yīng)一個噴嘴的方式，在打印時噴頭之間的切換需要浪費很多時間，該缺點對于本身打印速度十分緩慢的3D打印來說尤為致命，其次，多個噴嘴的噴頭結(jié)構(gòu)復(fù)雜，空間占用大，且結(jié)構(gòu)不易穩(wěn)定，從而影響打印精確度。

目前3D打印噴頭還有個十分突出的問題是噴頭容易堵塞。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種多功能3D打印頭。

本發(fā)明解決問題所采用的技術(shù)方案是：一種多功能3D打印頭，包括散熱機(jī)構(gòu)、噴嘴以及設(shè)置在噴嘴上的出料機(jī)構(gòu)、混合機(jī)構(gòu)、切換機(jī)構(gòu)和加熱器；

所述噴嘴的形狀為圓臺形，所述噴嘴上端面的面積大于下端面的面積，所述散熱機(jī)構(gòu)設(shè)置在噴嘴的上方，所述散熱機(jī)構(gòu)與出料機(jī)構(gòu)連通，所述出料機(jī)構(gòu)有四個，各出料機(jī)構(gòu)均勻分布在噴嘴軸線的外周，所述混合機(jī)構(gòu)位于噴嘴的軸線上，所述出料機(jī)構(gòu)與混合機(jī)構(gòu)連通，所述切換機(jī)構(gòu)有四個，所述切換機(jī)構(gòu)設(shè)置在出料機(jī)構(gòu)的一側(cè)，所述噴嘴上設(shè)有若干通孔，各通孔均水平設(shè)置，所述加熱器有若干個，所述加熱器位于通孔內(nèi)；

所述出料機(jī)構(gòu)包括進(jìn)料口、第一出料口和第一輸送通道，所述進(jìn)料口設(shè)置在噴嘴的上端面，所述第一出料口設(shè)置在噴嘴的下端面，所述進(jìn)料口通過第一輸送管道與第一出料口連通；

所述混合機(jī)構(gòu)包括第一電機(jī)、螺桿、第二出料口、第二輸送通道和第三輸送通道，所述第二輸送通道豎向設(shè)置在噴嘴的內(nèi)部，所述第二出料口設(shè)置在噴嘴的下端面，所述第二出料口和第二輸送通道均位于噴嘴的軸線上，所述第二輸送通道的底部與第二出料口連通，所述第一輸送通道通過第三輸送通道與第二輸送通道連通，所述第一電機(jī)設(shè)置在噴嘴的上端面，所述第一電機(jī)的輸出軸豎直向下設(shè)置，所述螺桿豎向設(shè)置，所述螺桿位于第二輸送通道內(nèi)，所述第一電機(jī)的輸出軸與螺桿同軸設(shè)置，所述第一電機(jī)與螺桿傳動連接；

所述切換機(jī)構(gòu)包括第二電機(jī)、擋板和轉(zhuǎn)軸，所述第一輸送通道的橫截面為圓形，所述擋板為圓盤形，所述擋板與第一輸送通道匹配，所述轉(zhuǎn)軸設(shè)置在第一輸送通道內(nèi)，所述轉(zhuǎn)軸與第一輸送通道垂直連接，所述轉(zhuǎn)軸與第一輸送通道滑動連接，所述擋板通過轉(zhuǎn)軸與第一輸送通道鉸接，所述第二電機(jī)設(shè)置在噴嘴的外壁上，所述第二電機(jī)與轉(zhuǎn)軸同軸設(shè)置，所述第二電機(jī)與轉(zhuǎn)軸傳動連接，所述切換機(jī)構(gòu)位于第三輸送通道的下方；

所述散熱機(jī)構(gòu)包括匯聚箱、風(fēng)扇和散熱組件，所述散熱組件有四個，各散熱組件均與匯聚箱連通，所述風(fēng)扇設(shè)置在匯聚箱的上端面，所述風(fēng)扇的進(jìn)風(fēng)口與匯聚箱連通；

所述散熱組件包括殼體和進(jìn)料管，所述殼體的上端面設(shè)有第一開口，所述殼體的下端面設(shè)有第二開口，所述第一開口和第二開口通過進(jìn)料管連通，所述進(jìn)料管通過螺紋連接方式與進(jìn)料口連通。

作為優(yōu)選，為了給進(jìn)料管散熱，防止進(jìn)料管中的原料絲預(yù)先熔化從而影響進(jìn)料，所述進(jìn)料管的外壁設(shè)有若干散熱翅片。

作為優(yōu)選，為了提高散熱翅片的散熱能力，所述散熱翅片的制作材料為鋁合金。

作為優(yōu)選，為了可以監(jiān)控和控制噴嘴的加熱溫度，所述噴嘴上設(shè)有溫度傳感器。

作為優(yōu)選，為了提高溫度傳感器的溫度測量范圍，所述溫度傳感器為熱電偶溫度傳感器。

作為優(yōu)選，為了防止電機(jī)和噴嘴直接接觸而發(fā)生熱傳遞，所述第一電機(jī)和第二電機(jī)均通過隔熱板與噴嘴連接。

作為優(yōu)選，為了提高隔熱板的穩(wěn)定性和隔熱性能，所述隔熱板為巖棉隔熱板。

作為優(yōu)選，為了提高噴嘴的導(dǎo)熱性，所述噴嘴的制作材料為銅。

作為優(yōu)選，為了提高加熱效率，所述加熱器為電磁加熱器。

作為優(yōu)選，為了精確控制電機(jī)，所述第一電機(jī)和第二電機(jī)均為伺服電機(jī)。

本發(fā)明的有益效果是，該多功能3D打印頭設(shè)計巧妙，可行性高，集四個出料機(jī)構(gòu)于一個噴嘴，該噴嘴可同時或者分時導(dǎo)入四種原料絲，原料絲可以經(jīng)過出料機(jī)構(gòu)熔化后噴出，也可以從出料機(jī)構(gòu)進(jìn)入混合機(jī)構(gòu)后噴出，混合機(jī)構(gòu)可以實現(xiàn)充分熔化原料后擠出，防止噴嘴堵塞，還可以同時混合多種顏色的原料絲，進(jìn)行調(diào)色，四個出料機(jī)構(gòu)的設(shè)計可支持三種原色材料和支撐材料的導(dǎo)入。

附圖說明

下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進(jìn)一步說明。

圖1是本發(fā)明的一種多功能3D打印頭的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本發(fā)明的一種多功能3D打印頭的噴嘴的俯視圖。

圖3是本發(fā)明的一種多功能3D打印頭的噴嘴的仰視圖。

圖4是本發(fā)明的一種多功能3D打印頭的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：1.噴嘴，2.加熱器，3.進(jìn)料口，4.第一出料口，5.第一輸送通道，6.第一電機(jī)，7.螺桿，8.第二出料口，9.第二輸送通道，10.第三輸送通道，11.第二電機(jī)，12.擋板，13.轉(zhuǎn)軸，14.匯聚箱，15.風(fēng)扇，16.殼體，17.進(jìn)料管，18.散熱翅片，19.溫度傳感器。

具體實施方式

現(xiàn)在結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結(jié)構(gòu)，因此其僅顯示與本發(fā)明有關(guān)的構(gòu)成。

如圖1-4所示，一種多功能3D打印頭，包括散熱機(jī)構(gòu)、噴嘴1以及設(shè)置在噴嘴1上的出料機(jī)構(gòu)、混合機(jī)構(gòu)、切換機(jī)構(gòu)和加熱器2；

所述噴嘴1的形狀為圓臺形，所述噴嘴1上端面的面積大于下端面的面積，所述散熱機(jī)構(gòu)設(shè)置在噴嘴1的上方，所述散熱機(jī)構(gòu)與出料機(jī)構(gòu)連通，所述出料機(jī)構(gòu)有四個，各出料機(jī)構(gòu)均勻分布在噴嘴1軸線的外周，所述混合機(jī)構(gòu)位于噴嘴1的軸線上，所述出料機(jī)構(gòu)與混合機(jī)構(gòu)連通，所述切換機(jī)構(gòu)有四個，所述切換機(jī)構(gòu)設(shè)置在出料機(jī)構(gòu)的一側(cè)，所述噴嘴1上設(shè)有若干通孔，各通孔均水平設(shè)置，所述加熱器2有若干個，所述加熱器2位于通孔內(nèi)；

所述出料機(jī)構(gòu)包括進(jìn)料口3、第一出料口4和第一輸送通道5，所述進(jìn)料口3設(shè)置在噴嘴1的上端面，所述第一出料口4設(shè)置在噴嘴1的下端面，所述進(jìn)料口3通過第一輸送管道與第一出料口4連通；

所述混合機(jī)構(gòu)包括第一電機(jī)6、螺桿7、第二出料口8、第二輸送通道9和第三輸送通道10，所述第二輸送通道9豎向設(shè)置在噴嘴1的內(nèi)部，所述第二出料口8設(shè)置在噴嘴1的下端面，所述第二出料口8和第二輸送通道9均位于噴嘴1的軸線上，所述第二輸送通道9的底部與第二出料口8連通，所述第一輸送通道5通過第三輸送通道10與第二輸送通道9連通，所述第一電機(jī)6設(shè)置在噴嘴1的上端面，所述第一電機(jī)6的輸出軸豎直向下設(shè)置，所述螺桿7豎向設(shè)置，所述螺桿7位于第二輸送通道9內(nèi)，所述第一電機(jī)6的輸出軸與螺桿7同軸設(shè)置，所述第一電機(jī)6與螺桿7傳動連接；

所述切換機(jī)構(gòu)包括第二電機(jī)11、擋板12和轉(zhuǎn)軸13，所述第一輸送通道5的橫截面為圓形，所述擋板12為圓盤形，所述擋板12與第一輸送通道5匹配，所述轉(zhuǎn)軸13設(shè)置在第一輸送通道5內(nèi)，所述轉(zhuǎn)軸13與第一輸送通道5垂直連接，所述轉(zhuǎn)軸13與第一輸送通道5滑動連接，所述擋板12通過轉(zhuǎn)軸13與第一輸送通道5鉸接，所述第二電機(jī)11設(shè)置在噴嘴1的外壁上，所述第二電機(jī)11與轉(zhuǎn)軸13同軸設(shè)置，所述第二電機(jī)11與轉(zhuǎn)軸13傳動連接，所述切換機(jī)構(gòu)位于第三輸送通道10的下方；

所述散熱機(jī)構(gòu)包括匯聚箱14、風(fēng)扇15和散熱組件，所述散熱組件有四個，各散熱組件均與匯聚箱14連通，所述風(fēng)扇15設(shè)置在匯聚箱14的上端面，所述風(fēng)扇15的進(jìn)風(fēng)口與匯聚箱14連通；

所述散熱組件包括殼體16和進(jìn)料管17，所述殼體16的上端面設(shè)有第一開口，所述殼體16的下端面設(shè)有第二開口，所述第一開口和第二開口通過進(jìn)料管17連通，所述進(jìn)料管17通過螺紋連接方式與進(jìn)料口3連通。

作為優(yōu)選，為了給進(jìn)料管17散熱，防止進(jìn)料管中的原料絲預(yù)先熔化從而影響進(jìn)料，所述進(jìn)料管17的外壁設(shè)有若干散熱翅片18。

作為優(yōu)選，為了提高散熱翅片18的散熱能力，所述散熱翅片18的制作材料為鋁合金。

作為優(yōu)選，為了可以監(jiān)控和控制噴嘴1的加熱溫度，所述噴嘴1上設(shè)有溫度傳感器19。

作為優(yōu)選，為了提高溫度傳感器19的溫度測量范圍，所述溫度傳感器19為熱電偶溫度傳感器。

作為優(yōu)選，為了防止電機(jī)和噴嘴1直接接觸而發(fā)生熱傳遞，所述第一電機(jī)6和第二電機(jī)11均通過隔熱板與噴嘴1連接。

作為優(yōu)選，為了提高隔熱板的穩(wěn)定性和隔熱性能，所述隔熱板為巖棉隔熱板。

作為優(yōu)選，為了提高噴嘴1的導(dǎo)熱性，所述噴嘴1的制作材料為銅。

作為優(yōu)選，為了提高加熱效率，所述加熱器2為電磁加熱器。

作為優(yōu)選，為了精確控制電機(jī)，所述第一電機(jī)6和第二電機(jī)11均為伺服電機(jī)。

該多功能3D打印頭，安裝在3D打印機(jī)的行走機(jī)構(gòu)上，出料機(jī)構(gòu)的工作原理為：原料絲從進(jìn)料口4進(jìn)入第一輸送通道5內(nèi)進(jìn)行熔化，熔化后從第一出料口4噴出。切換機(jī)構(gòu)的工作原理為：第二電機(jī)11驅(qū)動轉(zhuǎn)軸13轉(zhuǎn)動，使擋板12旋轉(zhuǎn)至將第一輸送通道5堵塞，此時熔化的原料絲從第一輸送通道5通過第三輸送通道10進(jìn)入第二輸送通道9中。混合機(jī)構(gòu)的工作原理為：當(dāng)一種或者多種原料進(jìn)入第二輸送通道9中時，第一電機(jī)6驅(qū)動螺桿7轉(zhuǎn)動，對原來進(jìn)行攪拌和擠壓，使混合且充分熔化的原料從第二出料口8噴出。散熱機(jī)構(gòu)的工作原理為，進(jìn)料管17用于導(dǎo)入原料絲，散熱翅片18用于散發(fā)從噴嘴1傳遞過來的熱量，匯聚箱14與四個殼體16均連通，風(fēng)扇15可同時將四個殼體中的熱量向頂部排出，防止風(fēng)扇15的出風(fēng)對噴嘴1的出料造成影響。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，該多功能3D打印頭設(shè)計巧妙，可行性高，集四個出料機(jī)構(gòu)于一個噴嘴1，該噴嘴1可同時或者分時導(dǎo)入四種原料絲，原料絲可以經(jīng)過出料機(jī)構(gòu)熔化后噴出，也可以從出料機(jī)構(gòu)進(jìn)入混合機(jī)構(gòu)后噴出，混合機(jī)構(gòu)可以實現(xiàn)充分熔化原料后擠出，防止噴嘴1堵塞，還可以同時混合多種顏色的原料絲，進(jìn)行調(diào)色，四個出料機(jī)構(gòu)的設(shè)計可支持三種原色材料和支撐材料的導(dǎo)入。

以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內(nèi)容，相關(guān)工作人員完全可以在不偏離本項發(fā)明技術(shù)思想的范圍內(nèi)，進(jìn)行多樣的變更以及修改。本項發(fā)明的技術(shù)性范圍并不局限于說明書上的內(nèi)容，必須要根據(jù)權(quán)利要求范圍來確定其技術(shù)性范圍。