本發(fā)明涉及3D打印技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種噴射式3D打印頭和應(yīng)用該3D打印頭的打印機(jī)及3D打印方法。

背景技術(shù)：

3D打印技術(shù)是極具發(fā)展前景的打印成型技術(shù)，當(dāng)前的噴射式3D打印技術(shù)還不成熟，較為常見的問題是打印頭容易堵塞無法正常打印，在打印過程中多余耗材易從噴頭漏滴，污染打印產(chǎn)品，以及在裝填耗材時，沒有一個合理的空氣排出方法。這些問題一方面會影響打印機(jī)正常工作，另一方面影響打印產(chǎn)品的質(zhì)量。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明的實(shí)施例提供了應(yīng)用于3D打印的一種噴射式3D打印頭和應(yīng)用該3D打印頭的打印機(jī)。

本發(fā)明的實(shí)施例提供一種噴射式3D打印頭，所述3D打印頭包括噴頭、打印桶和打印推桿，所述打印桶上下兩端均設(shè)有開口，所述噴頭方向朝上可拆卸地固定在打印桶上端開口，所述打印桶與噴頭導(dǎo)通，所述打印推桿上端設(shè)有打印推桿活塞，所述打印推桿活塞位于打印桶中并可在打印桶內(nèi)滑動，所述打印推桿活塞的邊緣與所述打印桶的內(nèi)側(cè)密封，所述打印桶內(nèi)填充有打印耗材，所述打印桶側(cè)壁設(shè)有打印桶加熱裝置，所述打印桶加熱裝置將打印耗材加熱，所述打印推桿下端連接驅(qū)動機(jī)構(gòu)，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動打印推桿上下移動，所述打印推桿帶動打印推桿活塞在打印桶內(nèi)上下移動，所述打印推桿活塞驅(qū)動耗材向噴頭輸出，所述噴頭的兩側(cè)設(shè)有噴頭溫控裝置，所述噴頭溫控裝置依據(jù)實(shí)際打印需要對噴頭位置處的耗材進(jìn)行升溫或降溫處理，耗材經(jīng)所述噴頭溫控裝置溫控后從噴頭輸出。

進(jìn)一步地，所述打印推桿下端連接的驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括直線滑臺模組和直線電機(jī)。

進(jìn)一步地，所述噴頭以螺紋連接或卡口連接的方式固定在打印桶上端開口。

進(jìn)一步地，所述3D打印機(jī)的打印耗材是漿料或懸浮液，所述漿料或懸浮液在被噴頭輸出后能層層粘結(jié)并快速凝固或干燥定形。

本發(fā)明還提供一種應(yīng)用所述噴射式3D打印頭的3D打印機(jī)，所述3D打印機(jī)包括3D打印頭、3D打印底板、驅(qū)動機(jī)構(gòu)、底部三軸聯(lián)動平臺、頂部三軸聯(lián)動平臺和控制單元，所述3D打印頭和驅(qū)動機(jī)構(gòu)安裝在3D打印機(jī)的底部三軸聯(lián)動平臺上，所述3D打印頭的噴頭朝向向上，所述3D打印底板安裝在頂部三軸聯(lián)動平臺下方，所述3D打印底板設(shè)置在3D打印頭的上方，所述控制單元控制驅(qū)動機(jī)構(gòu)、打印頭、底部三軸聯(lián)動平臺、頂部三軸聯(lián)動平臺和打印底板相互配合。

本發(fā)明還提供一種應(yīng)用所述3D打印機(jī)的打印方法，其特征在于：所述方法包括如下步驟：

S1：將所述噴頭從打印桶上端開口移開，向打印桶輸入相應(yīng)的打印耗材，所述打印桶加熱裝置將打印桶內(nèi)的耗材加熱，所述噴頭復(fù)位，并讓噴頭位于3D打印頭的頂部，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動打印推桿向上運(yùn)動，使打印桶內(nèi)空氣排出。

S2：所述控制單元發(fā)布打印指令，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動打印推桿向上運(yùn)動，所述噴頭溫控裝置依據(jù)實(shí)際打印需要將噴頭位置處的耗材進(jìn)行升溫或降溫處理，溫控后的耗材從噴頭向打印底板輸出，形成底層打印實(shí)體。

S3：所述控制單元控制打印頭和3D打印底板的相互配合相向移動，空出下一層打印距離，重復(fù)步驟S2，形成中間層打印實(shí)體。

S4：所述控制單元控制打印頭和3D打印底板的相互配合相向移動，空出頂層打印距離，重復(fù)步驟S2，形成頂層打印實(shí)體；底層、中間層、和頂層實(shí)體相互疊加粘接形成打印作品；所述控制單元發(fā)布停止指令，所述打印桶加熱裝置停止工作，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)停止驅(qū)動打印推桿向上運(yùn)動，所述噴頭溫控裝置停止工作，所述噴頭停止輸出耗材。

進(jìn)一步地，所述控制單元控制打印頭和3D打印底板相互配合，所述打印頭在X軸、Y軸、Z軸方向運(yùn)動， 所述3D打印底板固定不動。

進(jìn)一步地，所述控制單元控制打印頭和3D打印底板相互配合，所述打印頭在X軸、Y軸方向運(yùn)動，所述3D打印底板在Z軸方向運(yùn)動。

進(jìn)一步地，所述控制單元控制打印頭和3D打印底板相互配合，所述打印頭在X軸方向運(yùn)動，所述3D打印底板在Y軸、Z軸方向運(yùn)動。

進(jìn)一步地，所述控制單元控制打印頭和3D打印底板相互配合，所述打印頭在Y軸方向運(yùn)動，所述3D打印底板在X軸、Z軸方向運(yùn)動。

進(jìn)一步地，所述控制單元控制打印頭和3D打印底板相互配合，所述打印頭在Z軸方向運(yùn)動，所述3D打印底板在X軸、Y軸方向運(yùn)動。

進(jìn)一步地，所述控制單元控制打印頭和3D打印底板相互配合，所述打印頭在固定不動，所述3D打印底板在X軸、Y軸、Z軸方向運(yùn)動。

本發(fā)明的實(shí)施例提供的技術(shù)方案帶來的有益效果是：本發(fā)明的噴射式3D打印頭固定方向朝上，在裝入耗材后，可以快捷的將打印桶內(nèi)的空氣的排出，耗材加熱后大顆粒不會向噴頭沉淀，不容易堵塞，在打印過程中清理噴頭堵塞也比較方便且在打印過程中多余耗材的漏滴不會污染到打印作品，使3D打印機(jī)可流暢工作，提升了打印作品的品質(zhì)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明一種噴射式3D打印頭的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是應(yīng)用本發(fā)明噴射式3D打印頭的一種3D打印機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3是本發(fā)明一種噴射式3D打印頭的實(shí)施步驟一示意圖。

圖4是本發(fā)明一種噴射式3D打印頭的實(shí)施步驟二示意圖。

圖5是本發(fā)明一種噴射式3D打印頭的實(shí)施步驟三示意圖。

圖6是本發(fā)明一種噴射式3D打印頭的實(shí)施步驟四示意圖。

具體實(shí)施方式

為使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，下面將結(jié)合附圖對本發(fā)明實(shí)施方式作進(jìn)一步地描述。

請參考圖1，本發(fā)明的實(shí)施例提供了一種噴射式3D打印頭，所述3D打印頭100包括噴頭101、打印桶104和打印推桿106，所述打印桶104上下兩端均設(shè)有開口，所述噴頭101可拆卸地固定在打印桶104上端開口，所述打印桶104與噴頭101導(dǎo)通。

所述打印推桿106上端設(shè)有打印推桿活塞105，所述打印推桿活塞105位于打印桶104中并可在打印桶104內(nèi)滑動，所述打印推桿活塞105的邊緣與所述打印桶104的內(nèi)側(cè)密封，所述打印桶104內(nèi)填充有打印耗材300，所述打印桶104側(cè)壁設(shè)有打印桶加熱裝置103，所述打印桶加熱裝置103將打印耗材300加熱，所述打印推桿106下端連接驅(qū)動機(jī)構(gòu)（圖未示），所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動打印推桿106上下移動，所述打印推桿106帶動打印推桿活塞105在打印桶104內(nèi)上下移動，所述打印推桿活塞105驅(qū)動耗材300向噴頭101輸出，所述噴頭101的兩側(cè)設(shè)有噴頭溫控裝置102，所述噴頭溫控裝置102依據(jù)實(shí)際打印需要對噴頭101位置處的耗材300進(jìn)行升溫或降溫處理，耗材300經(jīng)所述噴頭溫控裝置102溫控后從噴頭101輸出。

所述打印推桿106下端連接的驅(qū)動機(jī)構(gòu)包括直線滑臺模組和直線電機(jī)。

所述噴頭101以螺紋連接或卡口連接的方式固定在打印桶104上端開口。

3D打印機(jī)的打印耗材是漿料或懸浮液，本發(fā)明的實(shí)施例中作為耗材的漿料或懸浮液在被噴頭101輸出后能層層粘結(jié)并快速凝固或干燥定形。

請參考圖2，其為一種應(yīng)用所述噴射式3D打印頭100的3D打印機(jī)，所述3D打印機(jī)包括3D打印頭100、3D打印底板200、驅(qū)動機(jī)構(gòu)、底部三軸聯(lián)動平臺（圖未示）、頂部三軸聯(lián)動平臺（圖未示）和控制單元（圖未示），所述3D打印頭100和驅(qū)動機(jī)構(gòu)安裝在3D打印機(jī)的底部三軸聯(lián)動平臺上，所述3D打印頭100的噴頭101朝向向上，所述3D打印底板200安裝在頂部三軸聯(lián)動平臺下方，所述3D打印底板200設(shè)置在3D打印頭100的上方，所述控制單元（圖未示）控制驅(qū)動機(jī)構(gòu)、打印頭100、底部三軸聯(lián)動平臺、頂部三軸聯(lián)動平臺和打印底板200相互配合。

當(dāng)有打印任務(wù)時，所述打印頭100的工作分以下四步：

S1：請參考圖3，將所述噴頭101從打印桶104上端開口移開，所述打印桶加熱裝置103將打印桶104內(nèi)的耗材300加熱，向打印桶104輸入相應(yīng)的打印耗材300，所述噴頭101復(fù)位，并讓噴頭101位于3D打印頭100的頂部，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動打印推桿106向上運(yùn)動，使打印桶104內(nèi)空氣排出。

S2：請參考圖4，所述控制單元發(fā)布打印指令，所述控制單元控制打印頭100和3D打印底板200的相互配合相向移動，空出第一層打印距離，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)驅(qū)動打印推桿106向上運(yùn)動，所述打印桶104內(nèi)的打印推桿活塞105向上移動并驅(qū)動耗材300向噴頭101輸出，所述噴頭溫控裝置102依據(jù)實(shí)際打印需要將噴頭內(nèi)的耗材300進(jìn)行升溫或降溫處理，溫控后的耗材300從噴頭101向打印底板200輸出，形成底層打印實(shí)體。

S3：請參考圖5，所述控制單元控制打印頭100和3D打印底板200的相互配合相向移動，空出下一層打印距離，重復(fù)步驟S2，形成中間層打印實(shí)體。

S4：請參考圖6，所述控制單元控制打印頭100和3D打印底板200的相互配合相向移動，空出頂層打印距離，重復(fù)步驟S2，形成最頂層打印實(shí)體；底層、中間層和頂層實(shí)體相互疊加粘接形成打印作品；所述控制單元發(fā)布停止指令，所述打印桶加熱裝置103停止工作，所述驅(qū)動機(jī)構(gòu)停止驅(qū)動打印推桿106向上運(yùn)動，所述打印桶104內(nèi)的打印推桿活塞105停止將耗材300向噴頭101輸出，所述噴頭溫控裝置102停止工作，所述噴頭101停止輸出耗材300。

所述控制單元控制打印頭100和3D打印底板200的相互配合方式包括以下六種：

方式1：所述打印頭100在X軸、Y軸、Z軸方向運(yùn)動，所述3D打印底板200固定不動。

方式2：所述打印頭100在X軸、Y軸方向運(yùn)動，所述3D打印底板200在Z軸方向運(yùn)動。

方式3：所述打印頭100在X軸方向運(yùn)動，所述3D打印底板200在Y軸、Z軸方向運(yùn)動。

方式4：所述打印頭100在Y軸方向運(yùn)動，所述3D打印底板200在X軸、Z軸方向運(yùn)動。

方式5：所述打印頭100在Z軸方向運(yùn)動，所述3D打印底板200在X軸、Y軸方向運(yùn)動。

方式6：所述打印頭100在固定不動，所述3D打印底板200在X軸、Y軸、Z軸方向運(yùn)動。

其中X軸是平面橫軸，Y軸是平面縱軸，Z軸是垂直高度軸。

在上述3D打印頭100中，噴頭101位于3D打印頭100的頂部，在打印桶104裝入耗材300后，耗材300下沉，打印桶104內(nèi)的空氣位于上方，則打印推桿106向上運(yùn)動可方便地通過噴頭101的孔排出空氣，排出空氣后不需要調(diào)整噴頭101的方向即可向上噴射耗材300而進(jìn)行打??；但一般朝下設(shè)置的打印頭100，需要將打印頭100仰置一下，使空氣上浮到接近噴頭101的位置以便于排出空氣，本發(fā)明的實(shí)施例提供的3D打印頭100是向上設(shè)置，只需輕輕晃動打印桶104，即可將打印桶104中的空氣集中到接近噴頭101的位置，可快捷的排出空氣。

且在打印過程中，當(dāng)噴頭101被大顆粒的耗材300堵住后，停止驅(qū)動打印推桿106，大顆粒的耗材300因重力作用會慢慢向下沉淀，從而將打印頭100自動疏通。

且打印頭100的噴頭101向上設(shè)置，從而避免了噴頭101打印時耗材300滴漏到打印作品上的情況發(fā)生，本發(fā)明的實(shí)施例提供的3D打印頭100，在噴頭101滴漏耗材300時，滴漏的耗材300在重力作用下不會滴向3D打印板200方向，而滴向噴頭101兩側(cè)，不會造成打印作品的瑕疵。

在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位詞是以附圖中零部件位于圖中以及零部件相互之間的位置來定義的，只是為了表達(dá)技術(shù)方案的清楚及方便。應(yīng)當(dāng)理解，所述方位詞的使用不應(yīng)限制本申請請求保護(hù)的范圍。

在不沖突的情況下，本文中上述實(shí)施例及實(shí)施例中的特征可以相互結(jié)合。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。