CN109866424A - 一种大尺寸颗粒塑料3d打印机防滴料喷嘴 - Google Patents
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Abstract
本发明属于3D打印技术领域，具体涉及一种大尺寸颗粒塑料3D打印机防滴料喷嘴。包括内柱体及外套体，内柱体位于外套体的内部且与外套体之间具有环形间隙，形成熔融料流道；内柱体包括头部、身部及尾部，头部与尾部均为圆锥台，身部为圆柱体，头部与尾部的大端均与身部一体设置；外套体的底部具有与环形间隙相通的开孔。本发明运用“毛细效应”原理，将打印头下料结构设计为具有毛细作用的狭缝，当打印头正常运转时，在熔融料腔体内部螺杆旋转压力的作用，熔融料可以顺利被挤出，当打印头跳转时，螺杆停止转动，毛细作用可以克服熔融料的重力作用，从而防止熔融料流出，解决拉丝，甚至漏料问题。
Description
技术领域
本发明属于3D打印技术领域，具体涉及一种大尺寸颗粒塑料3D打印机喷嘴。
背景技术
FDM技术，即熔融层积技术，FusedDepositionModeling的简称，又可以称为熔融堆积技术，是快速成型技术的一种，该项技术不仅能缩短产品研制开发周期，减少产品研制开发费用，而且对迅速响应市场需求，提高企业核心竞争力具有重要作用。
传统的桌面FDM设备在打印过程中由于打印头跳转时，打印头喉管中残存的熔融料被拉出，造成“拉丝”现象，拉丝是影响FDM打印制品表面质量的很重要一个因素。
由于传统桌面FDM设备打印头尺寸较小，喉管较细，因此跳转时的拉丝较细，拉丝量也比较小，因此对表面质量的影响并不太大，但是随着打印机尺寸的变大，打印头喷嘴直径也随之增大，因此在打印过程中由于跳转时导致的拉丝现象也更加明显，往往伴随着拉丝现象的还有更为严重的“漏料”，即拉丝的直径与正常喷嘴直径相等，这样的漏料会对打印制品的表面质量造成严重的破坏，更有甚者会导致制品的报废。
现有技术通过外加装置来对漏料进行“封堵”，这种方法需要与打印机喷头跳转同步，即最好与打印机所执行程序进行同步控制，这要求比较高的控制精度及响应速度，实现难度较大。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种结构简单的大尺寸颗粒塑料3D打印机防滴料喷嘴，解决3D打印过程出现拉丝及漏料的问题。
本发明运用“毛细效应”原理(是指浸润液体在细管里升高的现象和不浸润液体在细管里降低的现象)，即毛细作用产生的毛细管力可以克服一部分液体重力。将打印头下料结构设计为具有毛细作用的狭缝，当打印头正常运转时，在熔融料腔体内部螺杆旋转压力的作用，熔融料可以顺利被挤出，当打印头跳转时，螺杆停止转动，毛细作用可以克服熔融料的重力作用，从而防止熔融料流出，导致拉丝，甚至漏料。
本发明的技术解决方案是提供一种大尺寸颗粒塑料3D打印机防滴料喷嘴，其特殊之处在于：包括内柱体及外套体，上述内柱体位于外套体的内部且与外套体之间具有环形间隙，形成熔融料流道；
上述内柱体包括头部、身部及尾部，上述头部与尾部均为圆锥台，上述身部为圆柱体，头部与尾部的大端均与身部一体设置；
上述外套体的底部具有与环形间隙相通的开孔。
进一步地，为了便于拆卸及安装，上述内柱体的外壁设有沿其轴向的筋板；上述外套体的内壁开有沿其轴向的凹槽；筋板插入凹槽实现内柱体与外套体的固定。
进一步地，为了提高熔融料的均匀性，进而增强打印制件强度，上述筋板上开有贯穿筋板的扰流孔，通过扰流孔对熔融料进行二次剪切。
进一步地，上述外套体包括主体部与喷口部，上述主体部为圆筒状，其外壁与熔融料腔体配合；上述喷口部为锥筒状，其端部为熔融料出口。
进一步地，上述头部顶端与主体部顶端平齐，上述尾部的轴向高度与喷口部的轴向高度一致；
上述身部与主体部及尾部与喷口部之间的环形间隙尺寸均一。
进一步地，上述身部与主体部及尾部与喷口部之间的环形间隙的尺寸为0.8～1.5mm。
进一步地，为了保证喷口挤出的物料为实心圆柱，上述内柱体的底端与外套体的底端之间的距离为1～1.5mm，即开孔的高度为1～1.5mm。
进一步地，上述外套体的外壁与熔融料腔体螺纹配合。
进一步地，上述筋板三个，均布在内柱的外壁。
本发明的有益效果是：
1、本发明运用“毛细效应”原理，将喷嘴设置为内外嵌套式，使得内柱体与外套体之间形成具有毛细作用的环形间隙，当打印头正常运转时，在熔融料腔体内部螺杆旋转压力的作用，熔融料可以顺利被挤出，当打印头跳转时，螺杆停止转动，毛细作用可以克服熔融料的重力作用，极大限度的减少打印过程中由于打印头停顿跳转所导致的漏料、拉丝；
2、本发明采用改变打印头内部结构的方法来避免拉丝甚至漏料，与一般的通过外置机构来对打印头进行“封堵”来改善拉丝相比，本发明为被动结构，与主动装置相比，结构稳定性更高，响应时间更短；
3、本发明不需要外加主动式装置，减少控制系统的复杂程度，降低了控制、配合难度，提高了系统可靠性；
4、本发明设置有扰流孔，对熔融物料进行二次剪切，具有二次混匀的作用，提高了打印制件的力学性能与均匀性；
5、本发明全部采用机械结构配合连接，系统尺寸精度高；
6、本发明通过筋板与凹槽配合实验内柱体与外套体的固定，结构便于拆卸，堵料易清理，操作简单、便捷；
7、本发明巧妙的利用毛细原理，只通过改变喷头的结构防止滴料拉丝，实现成本较低。
附图说明
图1为实施例3D打印机防滴料喷嘴爆炸结构示意图；
图2a为实施例3D打印机防滴料喷嘴中内柱体轴侧示意图一；
图2b为实施例3D打印机防滴料喷嘴中内柱体轴侧示意图二；
图3a为实施例3D打印机防滴料喷嘴中外套体轴侧示意图一；
图3b为实施例3D打印机防滴料喷嘴中外套体轴侧示意图二；
图4为实施例3D打印机防滴料喷嘴装配图；
图5a为实施例3D打印机防滴料喷嘴装配俯视图；
图5b为沿图5a中B-B线的剖视图；
图6a为实施例3D打印机防滴料喷嘴与熔融料腔体配合的俯视图；
图6b为沿图6a中A-A线的剖视图。
图中附图标记为：1-内柱体，2-外套体，3-环形间隙，4-开孔，5-熔融料腔体，6-螺杆；
11-筋板，12-扰流孔，13-头部，14-身部，15-尾部；
21-主体部，22-喷口部，23-凹槽。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例对本发明做进一步地描述。
从图1、图5b及图6b可以看出，本实施例3D打印机防滴料喷嘴有内外嵌套两部分组成，分别为内柱体1与外套体2。内柱体1与外套体2之间具有环形间隙3，当打印头正常运转时，在熔融料腔体5内部螺杆6旋转压力的作用，熔融料可以顺利地通过环形间隙3从开孔4被挤出，当打印头跳转时，螺杆停止转动，毛细作用可以克服熔融料的重力作用，极大限度的减少打印过程中由于打印头停顿跳转所导致的漏料、拉丝。
从图2a与图2b可以看出，本实施例内柱体1从上至下依次包括头部13、身部14及尾部15，头部13与尾部15均为圆锥台，身部14为圆柱体，头部13与尾部15的大端均与身部14固定为一体。沿内柱体的外壁轴向方向均布三组筋板11，也可以是其它任一组数，筋板11上开设贯穿筋板11的扰流孔12，对熔融料进行二次剪切；该实施例中扰流孔12均布在身部14对应的筋板11上，靠近头部13的筋板11厚度大于其余部分的筋板的厚度，通过筋板11实现内柱体1与外套体2的稳固安装。
从图3a与图3b中可以看出，本实施例外套体2从上至下依次包括主体部21及喷口部22，主体部21为圆筒状，其外壁设有与熔融料腔体5配合的螺纹；喷口部22为锥筒状，其端部开有与环形间隙3相通的开孔4，为熔融料出口，为了保证打印出的熔融料为实心圆柱，内柱体1底端距外套体2底部的距离为1mm。外套体2内壁开设有与筋板11匹配的凹槽23，筋板11插入凹槽23实现内柱体1与外套体2的固定。
从图4及图5b可以看出，内柱体1的顶部与外套体2的顶部平齐，内柱体1的尾部15轴向高度与喷口部22的轴向高度一致；本实施例中经过大量实验确定身部14与主体部21及尾部15与喷口部22之间的环形间隙的尺寸为0.8～1.5mm时，效果最佳。
Claims (10)
1.一种大尺寸颗粒塑料3D打印机防滴料喷嘴，其特征在于：包括内柱体(1)及外套体(2)，所述内柱体(1)位于外套体(2)的内部且与外套体(2)之间具有环形间隙(3)，形成熔融料流道；
所述内柱体(1)包括头部(13)、身部(14)及尾部(15)，所述头部(13)与尾部(15)均为圆锥台，所述身部(14)为圆柱体，头部(13)与尾部(15)的大端均与身部(14)一体设置；
所述外套体(2)的底部具有与环形间隙(3)相通的开孔(4)。
2.根据权利要求1所述的大尺寸颗粒塑料3D打印机防滴料喷嘴，其特征在于：所述内柱体(1)的外壁设有沿其轴向的筋板(11)；所述外套体(2)的内壁开有沿其轴向的凹槽(23)；筋板(11)插入凹槽(23)实现内柱体(1)与外套体(2)的固定。
3.根据权利要求2所述的大尺寸颗粒塑料3D打印机防滴料喷嘴，其特征在于：所述筋板(11)上开有贯穿筋板(11)的扰流孔(12)。
4.根据权利要求3所述的大尺寸颗粒塑料3D打印机防滴料喷嘴，其特征在于：所述外套体(2)包括主体部(21)与喷口部(22)，所述主体部(21)为圆筒状，其外壁与熔融料腔体(5)配合；所述喷口部(22)为锥筒状，其端部为熔融料出口。
5.根据权利要求4所述的大尺寸颗粒塑料3D打印机防滴料喷嘴，其特征在于：所述头部(13)的顶端与主体部(21)的顶端平齐，所述尾部(15)的轴向高度与喷口部(22)的轴向高度一致；
所述身部(14)与主体部(21)及尾部(15)与喷口部(22)之间的环形间隙尺寸均一。
6.根据权利要求5所述的大尺寸颗粒塑料3D打印机防滴料喷嘴，其特征在于：所述身部(14)与主体部(21)及尾部(15)与喷口部(22)之间的环形间隙的尺寸为0.8～1.5mm。
7.根据权利要求6所述的大尺寸颗粒塑料3D打印机防滴料喷嘴，其特征在于：所述内柱体(1)的底端与外套体(2)的底端之间的距离为1～1.5mm。
8.根据权利要求4所述的大尺寸颗粒塑料3D打印机防滴料喷嘴，其特征在于：所述外套体(2)的外壁与熔融料腔体(5)螺纹配合。
9.根据权利要求3所述的大尺寸颗粒塑料3D打印机防滴料喷嘴，其特征在于：所述筋板(11)三个，均布在内柱体(1)的外壁。
10.根据权利要求9所述的大尺寸颗粒塑料3D打印机防滴料喷嘴，其特征在于：所述扰流孔(12)均布在身部(14)位置对应的筋板(11)上。
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