擠出式金屬流3d印表機的列印頭的製作方法

2023-06-17 09:36:06

擠出式金屬流3d印表機的列印頭的製作方法
【專利摘要】本實用新型公開一種擠出式金屬流3D印表機的列印頭，其包括：一鎢鋼噴嘴，其下端成型有環狀凸緣，該環狀凸緣下端成型有一具有一擠出孔的錐形端部；一陶瓷管組，其包括：相互嵌套於鎢鋼噴嘴內部的內陶瓷管和外陶瓷管，內、外陶瓷管的上端面齊平，內陶瓷管下端伸出外陶瓷管下端面外，並與鎢鋼噴嘴的擠出孔對接；一耐高溫陶瓷保護套，其嵌套於鎢鋼噴嘴外表面，並與鎢鋼噴嘴下端的環狀凸緣抵靠；一不鏽鋼端蓋，其設置於鎢鋼噴嘴上端，該不鏽鋼端蓋中設置有與內陶瓷管對應的進線孔；所述內陶瓷管外壁和外陶瓷管內壁之間形成有第一間隙；外陶瓷管外壁與鎢鋼噴嘴中容置位的內壁之間形成有第二間隙。本實用新型結構簡單、製作成本低，且列印效果良好、市場競爭力高。
【專利說明】擠出式金屬流3D印表機的列印頭
【技術領域】:
[0001]本實用新型涉及3D印表機【技術領域】，特指一種結構簡單、製作成本低，且列印效果良好、市場競爭力高的擠出式金屬流3D印表機的列印頭。
【背景技術】:
[0002]3D印表機，即快速成形技術的一種機器，它是一種以數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層列印的方式來構造物體的技術。過去其常在模具製造、工業設計等領域被用於製造模型，現正逐漸用於一些產品的直接製造，意味著這項技術正在普及。
[0003]3D列印的設計過程是:先通過計算機進行軟體建模，再將建成的三維模型「剖析」成逐層的截面，即切面，從而指導印表機逐層列印，並將薄型層面堆疊起來，直到一個固態物體成型。多功能3D印表機與傳統印表機最大的區別在於:它使用的「墨水」是實實在在的原材料。所述的原材料一般為熱熔膠線，該熱熔膠線的端部插入3D印表機的熱熔印表機頭中，而熱熔印表機頭通過通電加熱而實現對熱熔膠線進行熔融，經熔融的膠從熱熔印表機頭下端流出，逐層列印，並將薄型層面堆疊以實現固態物體成型。
[0004]目前的3D印表機普遍應用於成型塑膠模型，而應用於成型金屬模型的3D印表機較少，且該成型金屬模型用的3D印表機中的列印頭非常複雜，導致其製作成本較高，且列印效果均不是很理想，不利於提高市場競爭力。
[0005]有鑑於此，本發明人提出以下技術方案。
實用新型內容:
[0006]本實用新型的目的在於克服現有技術的不足，提供一種結構簡單、製作成本低，且列印效果良好、市場競爭力高的擠出式金屬流3D印表機的列印頭。
[0007]為了解決上述技術問題，本實用新型採用了下述技術方案:該擠出式金屬流3D印表機的列印頭包括:一鎢鋼噴嘴，該鎢鋼噴嘴上端設置有一環狀安裝位，下端成型有一環狀凸緣，且該環狀凸緣下端成型有一錐形端部，該錐形端部具有一擠出孔；一陶瓷管組，其包括:相互嵌套裝配並安裝於鎢鋼噴嘴內腔設置的容置位中的內陶瓷管和外陶瓷管，其中，內陶瓷管的上端面和外陶瓷管的上端面齊平，內陶瓷管的下端伸出外陶瓷管下端面外，並與所述鎢鋼噴嘴的擠出孔對接；一耐高溫陶瓷保護套，該耐高溫陶瓷保護套嵌套於鎢鋼噴嘴外表面，並與鎢鋼噴嘴下端的環狀凸緣抵靠；一不鏽鋼端蓋，其設置於鎢鋼噴嘴上端，該不鏽鋼端蓋中設置有與內陶瓷管對應的進線孔；所述內陶瓷管外壁和外陶瓷管內壁之間形成有第一間隙；外陶瓷管外壁與鎢鋼噴嘴中容置位的內壁之間形成有第二間隙。
[0008]進一步而言，上述技術方案中，所述耐高溫陶瓷保護套與鎢鋼噴嘴外壁之間形成有若干供氣體流過的通道，鎢鋼噴嘴下端環狀凸緣處設置有若干與該通道連通的氣體噴出孔；耐高溫陶瓷保護套內壁下端設置與氣體噴出孔配合的避空槽。
[0009]進一步而言，上述技術方案中，所述氣體噴出孔呈傾斜設置，該氣體噴出孔與所述錐形端部的外表面平行。
[0010]進一步而言，上述技術方案中，所述鎢鋼噴嘴於環狀安裝位下方成型有若干相互形成有間隔的第一環形凸出部，該鎢鋼噴嘴下端成型有若干與該第一環形凸出部對應的第二環形凸出部，令所述耐高溫陶瓷保護套同心嵌套於鎢鋼噴嘴外表面後形成所述的通道。
[0011]進一步而言，上述技術方案中，所述鎢鋼噴嘴於環狀安裝位下方向下開設有若干導氣槽，令環狀安裝位與所述的通道連通，其中，所述第一環形凸出部位於相鄰兩導氣槽之間。
[0012]進一步而言，上述技術方案中，所述鎢鋼噴嘴通過一連接座固定裝配於3D印表機上，其中，連接座前端緊套接於鎢鋼噴嘴的環狀安裝位中，其中該連接座後端向前設置有連通該環狀安裝位的導氣孔。
[0013]進一步而言，上述技術方案中，所述鎢鋼噴嘴下端設置有一用於加熱的高頻線圈，該高頻線圈前端具有一開放式加熱圈，並通過該開放式加熱圈夾緊鎢鋼噴嘴下端。
[0014]進一步而言，上述技術方案中，所述鎢鋼噴嘴內部的容置位包括:由鎢鋼噴嘴上端面向下開設的用於容置外陶瓷管的第一容置位以及位於第一容置位底部並用於用於容置內陶瓷管的第二容置位，其中，第二容置位與所述擠出孔連通，且第一容置位底部和第二容置位底部均呈圓錐狀。
[0015]進一步而言，上述技術方案中，所述外陶瓷管及內陶瓷管下端面均成型有向下凸出的錐形凸出部。
[0016]進一步而言，上述技術方案中，所述擠出孔的孔徑小於金屬線材的直徑。
[0017]採用上述技術方案後，本實用新型與現有技術相比較具有如下有益效果:由於鎢鋼噴嘴下端安裝的開放式加熱圈只對鎢鋼噴嘴下端加熱，另外，由於陶瓷管組具有一定的隔熱效果，可有效防止穿過陶瓷管組中的金屬線材太過早被加熱軟化，只有穿入內陶瓷管下端的金屬線材才會被加熱呈半固態，這樣有利於金屬線材在傳送過程中，能夠利用固態的金屬線材將熔融形成半固態的金屬流體從鎢鋼噴嘴下端的擠出孔擠出，形成一種連續絲狀的半固態金屬流體，以致提高列印頭的列印(擠出)效果。
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0018]圖1是本實用新型的立體圖；
[0019]圖2是本實用新型另一視角的立體圖；
[0020]圖3是本實用新型的立體分解圖；
[0021]圖4是本實用新型安裝有連接座和聞頻線圈後的結構不意圖；
[0022]圖5是圖4的剖視圖。
【具體實施方式】:
[0023]下面結合具體實施例和附圖對本實用新型進一步說明。
[0024]參見圖1-5所示，為一種擠出式金屬流3D印表機的列印頭，其包括:一鎢鋼噴嘴
1、設置於鎢鋼噴嘴I內部的陶瓷管組2、嵌套於鎢鋼噴嘴I外表面的耐高溫陶瓷保護套3以及套蓋於鎢鋼噴嘴I上端的不鏽鋼端蓋4。所述鎢鋼噴嘴I通過一連接座14固定裝配於3D印表機上，且鎢鋼噴嘴I下端設置有一用於加熱的高頻線圈5。[0025]所述鎢鋼噴嘴I下端成型有一環狀凸緣12，且該環狀凸緣12下端成型有一錐形端部13，該錐形端部13具有一擠出孔131。所述擠出孔131的孔徑小於金屬線材的直徑。
[0026]所述耐高溫陶瓷保護套3與鎢鋼噴嘴I外壁之間形成有若干供氣體流過的通道，鎢鋼噴嘴I下端環狀凸緣12處設置有若干與該通道連通的氣體噴出孔121 ;耐高溫陶瓷保護套3內壁下端設置與氣體噴出孔121配合的避空槽31。所述鎢鋼噴嘴I上端設置有一環狀安裝位11，所述連接座14前端緊套接於鎢鋼噴嘴I的環狀安裝位11中，其中該連接座14後端向前設置有連通該環狀安裝位11的導氣孔141，並通過該導氣孔141連接3D印表機中設置的惰性氣體供氣裝置連接，令氣體噴出孔121在整個列印頭列印過程中能夠噴出惰性氣體，以有效防止列印頭擠出的半固態金屬流體在工作檯上形成金屬堆積層時被氧化，還可以有效對金屬液體起到冷卻成型的作用，這樣可有效提高本整個3D印表機的工作質量，以製造出質量優良的金屬模型產品。
[0027]所述的陶瓷管組2包括:相互嵌套裝配並安裝於鎢鋼噴嘴I內腔設置的容置位10中的內陶瓷管21和外陶瓷管22，其中，內陶瓷管21的上端面和外陶瓷管22的上端面齊平，內陶瓷管21的下端伸出外陶瓷管22下端面外，並與所述鎢鋼噴嘴I的擠出孔131對接；其中，所述內陶瓷管21外壁和外陶瓷管22內壁之間形成有第一間隙；外陶瓷管22外壁與鎢鋼噴嘴I中容置位10的內壁之間形成有第二間隙。
[0028]所述鎢鋼噴嘴I於環狀安裝位11下方成型有若干相互形成有間隔的第一環形凸出部111，該鎢鋼噴嘴I下端成型有若干與該第一環形凸出部111對應的第二環形凸出部112，令所述耐高溫陶瓷保護套3同心嵌套於鎢鋼噴嘴I外表面後形成所述的通道。所述鎢鋼噴嘴I於環狀安裝位11下方向下開設有若干導氣槽113，令環狀安裝位11與所述的通道連通，其中，所述第一環形凸出部111位於相鄰兩導氣槽113之間。
[0029]由於陶瓷管組2具有一定的隔熱效果，可有效防止穿過陶瓷管組2中的金屬線材大部分都不會被加熱形成熔融狀態，這樣有利於金屬線材在傳送過程中，能夠利用後面的固態的金屬線材將熔融形成半固態的金屬流體從鎢鋼噴嘴下端的擠出孔擠出，形成一種連續絲狀的半固態金屬流體，以致提高列印頭的列印(擠出)效果。
[0030]所述耐高溫陶瓷保護套3嵌套於鎢鋼噴嘴I外表面，並與鎢鋼噴嘴I下端的環狀凸緣12抵靠，且耐高溫陶瓷保護套3內壁下端的避空槽31與環狀凸緣12形成有間隔，該間隔與所述氣體噴出孔121連通。
[0031]所述不鏽鋼端蓋4中設置有與內陶瓷管21對應的進線孔41，金屬線材穿過該進線孔41伸入內陶瓷管21中。
[0032]所述氣體噴出孔121呈傾斜設置，該氣體噴出孔121與所述錐形端部13的外表面平行。
[0033]所述高頻線圈5前端具有一開放式加熱圈51，並通過該開放式加熱圈51夾緊鎢鋼噴嘴I下端，由於開放式加熱圈51隻對鎢鋼噴嘴I下端加熱，使穿入內陶瓷管21下端的金屬線材才會被加熱呈半固態流體，而不是將穿入內陶瓷管21的金屬線材太過早被軟化，這樣有利於金屬線材在傳送過程中，能夠利用固態的金屬線材將熔融形成半固態的金屬流體從鎢鋼噴嘴下端的擠出孔擠出，形成一種連續絲狀的半固態金屬流體，以致提高列印頭的列印(擠出)效果。
[0034]所述鎢鋼噴嘴I內部的容置位10包括:由鎢鋼噴嘴I上端面向下開設的用於容置外陶瓷管22的第一容置位101以及位於第一容置位101底部並用於用於容置內陶瓷管21的第二容置位102，其中，第二容置位102與所述擠出孔131連通，且第一容置位101底部和第二容置位102底部均呈圓錐狀。
[0035]所述外陶瓷管22及內陶瓷管21下端面均成型有向下凸出的錐形凸出部，令外陶瓷管22及內陶瓷管21下端面分別與第一容置位101底部和第二容置位102底部穩定銜接。
[0036]本實用新型採用半固態鑄造(成型)技術，其與普通鑄造技術的不同之處在於:
[0037]在普通鑄造過程中，初晶以枝晶方式長大，當固相率達到到20% -30%時，枝晶就形成連續網絡骨架，流動性就會由於先凝固的固相所形成的網架結構而基本消失。
[0038]在半固態鑄造過程中，由於半固態金屬漿料的澆注溫度控制在固液兩相區內，漿料中的固相以近球狀的非枝晶組織形式懸浮在液相基體中，使熔體具有良好的流變性和觸變性，當其固相率達到40% -60%時，依然具有良好的流動性，從而可利用常規的成形工藝如壓鑄、擠壓、模鍛等實現金屬的成形。
[0039]上述的金屬流是指一種從鎢鋼噴嘴中擠出孔擠出的呈連續絲狀的並呈半固態的金屬流體。
[0040]當然，以上所述僅為本實用新型的具體實施例而已，並非來限制本實用新型實施範圍，凡依本實用新型申請專利範圍所述構造、特徵及原理所做的等效變化或修飾，均應包括於本實用新型申請專利範圍內。
【權利要求】
1.擠出式金屬流3D印表機的列印頭，其特徵在於:包括: 一鎢鋼噴嘴(1)，該鎢鋼噴嘴(1)上端設置有一環狀安裝位(11)，下端成型有一環狀凸緣(12)，且該環狀凸緣(12)下端成型有一錐形端部(13)，該錐形端部(13)具有一擠出孔(131)； 一陶瓷管組(2)，其包括:相互嵌套裝配並安裝於鎢鋼噴嘴(1)內腔中設置的容置位(10)中的內陶瓷管(21)和外陶瓷管(22)，其中，內陶瓷管(21)的上端面和外陶瓷管(22)的上端面齊平，內陶瓷管(21)的下端伸出外陶瓷管(22)下端面外，並與所述鎢鋼噴嘴(1)的擠出孔(131)對接； 一耐高溫陶瓷保護套(3)，該耐高溫陶瓷保護套(3)嵌套於鎢鋼噴嘴(1)外表面，並與鎢鋼噴嘴(1)下端的環狀凸緣(12)抵靠； 一不鏽鋼端蓋(4)，其設置於鎢鋼噴嘴(1)上端，該不鏽鋼端蓋(4)中設置有與內陶瓷管(21)對應的進線孔(41)； 所述內陶瓷管(21)外壁和外陶瓷管(22)內壁之間形成有第一間隙；外陶瓷管(22)外壁與鎢鋼噴嘴(1)中容置位(10)的內壁之間形成有第二間隙。
2.根據權利要求1所述的擠出式金屬流3D印表機的列印頭，其特徵在於:所述耐高溫陶瓷保護套(3)與鎢鋼噴嘴(1)外壁之間形成有若干供氣體流過的通道，鎢鋼噴嘴(1)下端環狀凸緣(12)處設置有若干與該通道連通的氣體噴出孔(121);耐高溫陶瓷保護套(3)內壁下端設置與氣體噴出孔(121)配合的避空槽(31)。
3.根據權利要求2所述的擠出式金屬流3D印表機的列印頭，其特徵在於:所述氣體噴出孔(121)呈傾斜設置，該氣體噴出孔(121)與所述錐形端部(13)的外表面平行。
4.根據權利要求2所述的擠出式金屬流3D印表機的列印頭，其特徵在於:所述鎢鋼噴嘴(1)於環狀安裝位(11)下方成型有若干相互形成有間隔的第一環形凸出部(111)，該鎢鋼噴嘴(1)下端成型有若干與該第一環形凸出部(111)對應的第二環形凸出部(112)，令所述耐高溫陶瓷保護套(3)同心嵌套於鎢鋼噴嘴(1)外表面後形成所述的通道。
5.根據權利要求4所述的擠出式金屬流3D印表機的列印頭，其特徵在於:所述鎢鋼噴嘴(1)於環狀安裝位(11)下方向下開設有若干導氣槽(113)，令環狀安裝位(11)與所述的通道連通，其中，所述第一環形凸出部(111)位於相鄰兩導氣槽(113)之間。
6.根據權利要求1-5任意一項所述的擠出式金屬流3D印表機的列印頭，其特徵在於:所述鎢鋼噴嘴(1)通過一連接座(14)固定裝配於3D印表機上，其中，連接座(14)前端緊套接於鎢鋼噴嘴(1)的環狀安裝位(11)中，其中該連接座(14)後端向前設置有連通該環狀安裝位(11)的導氣孔(141)。
7.根據權利要求1-5任意一項所述的擠出式金屬流3D印表機的列印頭，其特徵在於:所述鎢鋼噴嘴(1)下端設置有一用於加熱的高頻線圈(5)，該高頻線圈(5)前端具有一開放式加熱圈(51)，並通過該開放式加熱圈(51)夾緊鎢鋼噴嘴(1)下端。
8.根據權利要求1-5任意一項所述的擠出式金屬流3D印表機的列印頭，其特徵在於:所述鎢鋼噴嘴⑴內部的容置位(10)包括:由鎢鋼噴嘴⑴上端面向下開設的用於容置外陶瓷管(22)的第一容置位(101)以及位於第一容置位(101)底部並用於用於容置內陶瓷管(21)的第二容置位(102)，其中，第二容置位(102)與所述擠出孔(131)連通，且第一容置位(101)底部和第二容置位(102)底部均呈圓錐狀。
9.根據權利要求8所述的擠出式金屬流3D印表機的列印頭，其特徵在於:所述外陶瓷管(22)及內陶瓷管(21)下端面均成型有向下凸出的錐形凸出部。
10.根據權利要求1-5任意一項所述的擠出式金屬流3D印表機的列印頭，其特徵在於:所述擠出孔(131) 的孔徑小於金屬線材的直徑。
【文檔編號】B22F3/115GK203804225SQ201420250376
【公開日】2014年9月3日 申請日期:2014年5月15日 優先權日:2014年5月15日
【發明者】馮堅 申請人:東莞市亞美精密機械配件有限公司