本發(fā)明屬于3D打印設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種多材料3D打印噴頭及其操作方法。

背景技術(shù)：

功能梯度材料即材料的組分和結(jié)構(gòu)從材料的某一方位(一維、二維、三維)向另一方位連續(xù)地變化,使材料的性能和功能也呈現(xiàn)梯度變化的一種新型材料。在諸多領(lǐng)域有應(yīng)用，如航空航天、機(jī)械工程、生物工程、光電磁工程、能源及電氣工程等，因此功能梯度材料的制備有重要意義。

3D打印技術(shù)是一種基于離散、堆積成型思想的新型成型技術(shù)，它根據(jù)零件或物體的三維模型數(shù)據(jù)，快速、準(zhǔn)確地制造出零件或物體的實(shí)體模型。在制備梯度材料方面有著很大的潛力。目前常用的3D打印工藝有熔融沉積成型(FDM)、選擇性激光燒結(jié)(SLS)、立體光固化成型(SLA)和分層實(shí)體制造(LOM)，這幾種工藝已有商業(yè)化產(chǎn)品，SLS、SLA和LOM技術(shù)只能打印單一的材料，不能完成多材料的同時(shí)打印，而FDM技術(shù)一般有兩個(gè)及以上噴頭，進(jìn)行主體材料打印和支撐材料打印，難以完成梯度材料產(chǎn)品的打印?；跀D出成型和微滴噴射成型工藝的打印技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)兩種材料以上的打印，其原理是每種材料都有相應(yīng)的噴頭，打印所需材料時(shí)，所需材料噴頭工作，其余不工作，因此打印材料增加時(shí)，噴頭數(shù)量增加，增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，成本較高，而且不能實(shí)現(xiàn)材料的成分控制。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是：提供一種多材料3D打印噴頭及其操作方法，實(shí)現(xiàn)完成梯度材料產(chǎn)品的打印，多材料的混合且成分可控的打印，且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，成本低，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題。

本發(fā)明采取的技術(shù)方案為：一種多材料3D打印噴頭，包括噴頭主體、進(jìn)料通道、噴頭蓋和超聲波震蕩環(huán)，噴頭蓋安裝在噴頭主體上方，進(jìn)料通道設(shè)置多個(gè)，并周向環(huán)繞在噴頭主體上方圓柱面上，并與噴頭主體內(nèi)腔連通，位于噴頭蓋下方和超聲波震蕩環(huán)上方，超聲波震蕩環(huán)套在噴頭主體出料口上方外。

優(yōu)選的，上述每個(gè)進(jìn)料通道上設(shè)置有比例閥。

優(yōu)選的，上述噴頭主體的形狀由上部的圓筒和下部的錐筒組成。

優(yōu)選的，上述噴頭蓋上端連接有氣動(dòng)快接頭。

優(yōu)選的，上述進(jìn)料通道設(shè)置2-6個(gè)，沿噴頭主體周向均勻布置。

優(yōu)選的，上述超聲波震蕩環(huán)內(nèi)設(shè)置有超聲波震蕩頭。

一種多材料3D打印噴頭的操作方法，將3D打印噴頭安裝到3D打印機(jī)上，并連接進(jìn)料通道和氣壓快接頭，打印之前，開(kāi)啟超聲波震蕩環(huán)，通過(guò)每個(gè)進(jìn)料通道連接的壓力泵將準(zhǔn)備打印的材料輸送到比例閥處，此時(shí)比例閥為關(guān)閉狀態(tài)，材料沒(méi)有進(jìn)入到噴頭主體內(nèi)腔，通過(guò)程序控制比例閥的開(kāi)通截面大小，使得各材料按照所需的比例進(jìn)入噴頭主體內(nèi)腔，在超聲波震蕩環(huán)超聲波振動(dòng)頭的振動(dòng)作用下，不同進(jìn)料口輸進(jìn)的材料迅速混合均勻，同時(shí)通過(guò)氣壓快接頭引進(jìn)的壓力氣體將混合材料向噴頭口擠出，完成材料的擠出打印。

本發(fā)明的有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明效果如下：

1）本發(fā)明通過(guò)設(shè)置多個(gè)進(jìn)料通道連接的單噴頭，并在出料口上方安裝超聲震蕩環(huán)進(jìn)行混合均勻，可以實(shí)現(xiàn)多種材料的混合打印或獨(dú)立打印，能夠完成梯度材料產(chǎn)品的打印，有效解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的完成梯度材料產(chǎn)品的打印的問(wèn)題，本發(fā)明具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低的特點(diǎn)；

2）本發(fā)明采用比例閥控制每個(gè)進(jìn)料通道的進(jìn)料量，從而實(shí)現(xiàn)多材料打印的成分可控，控制精確，大大提高產(chǎn)品質(zhì)量。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖及具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步介紹。

實(shí)施:1：如圖1所示，一種多材料3D打印噴頭，可實(shí)現(xiàn)多材料組份混合與打印，包括噴頭主體1、進(jìn)料通道2、噴頭蓋3和超聲波震蕩環(huán)4，噴頭蓋3安裝在噴頭主體1上方，進(jìn)料通道2設(shè)置多個(gè)，并周向環(huán)繞在噴頭主體1上方圓柱面上，并與噴頭主體1內(nèi)腔連通，位于噴頭蓋3下方和超聲波震蕩環(huán)4上方，超聲波震蕩環(huán)4套在噴頭主體1出料口上方外。

優(yōu)選的，上述每個(gè)進(jìn)料通道2上設(shè)置有比例閥21，采用比例閥控制每個(gè)進(jìn)料通道的進(jìn)料量，從而實(shí)現(xiàn)多材料打印的成分可控，控制精確，大大提高產(chǎn)品質(zhì)量。

優(yōu)選的，上述噴頭主體1的形狀由上部的圓筒和下部的錐筒組成，圓筒用于混合材料，材料經(jīng)過(guò)錐筒擠出，形成打印。

優(yōu)選的，上述噴頭蓋3上端通過(guò)螺紋連接有氣動(dòng)快接頭31，壓力氣體從此處進(jìn)入噴頭主體1腔內(nèi)，擠出材料。

優(yōu)選的，上述進(jìn)料通道2設(shè)置三個(gè)或四個(gè)，沿噴頭主體1周向均勻布置。

優(yōu)選的，上述超聲波震蕩環(huán)4內(nèi)設(shè)置有超聲波震蕩頭。

實(shí)施例2：一種多材料3D打印噴頭的操作方法，將3D打印噴頭打印到3D打印機(jī)上，并連接進(jìn)料通道和氣壓快接頭，打印之前，開(kāi)啟超聲波震蕩環(huán)，通過(guò)每個(gè)進(jìn)料通道連接的壓力泵將準(zhǔn)備打印的材料輸送到比例閥處，此時(shí)比例閥為關(guān)閉狀態(tài)，材料沒(méi)有進(jìn)入到噴頭主體內(nèi)腔，通過(guò)程序控制比例閥的開(kāi)通截面大小，使得各材料按照所需的比例進(jìn)入噴頭主體內(nèi)腔，在超聲波震蕩環(huán)超聲波振動(dòng)頭的振動(dòng)作用下，不同進(jìn)料口輸進(jìn)的材料迅速混合均勻，同時(shí)通過(guò)氣壓快接頭引進(jìn)的壓力氣體將混合材料向噴頭口擠出，完成材料的擠出打印。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)，因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)以所述權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。