一種FDM型低熔點合金3D印表機噴頭系統及其應用的製作方法

2023-05-13 03:39:26 2

本發明屬於3d印表機技術領域，具體涉及一種fdm型低熔點合金3d印表機噴頭系統及其應用。

背景技術：

熔融沉積成型（fuseddepositionmodeling,fdm）製造工藝主要依靠列印噴頭和列印平臺的相對移動，將熔融態的材料按照列印對象的截面形狀依序層層堆疊在列印平臺上，最終實現三維立體模型的構建。

現有的商品化fdm設備主要使用由abs、pla、petg、尼龍、pc等熱塑性材料製作成的絲狀線材，列印技術已經比較成熟。而伴隨著熔融沉積成型技術的快速發展，又出現了以低熔點金屬為材料的熔融沉積成型列印技術。例如中國專利申請號為201610545996.3的《一種桌面低熔點金屬三維印表機噴頭》，採用低熔點金屬作為列印材料，為了解決多餘列印和脫料現象，在噴頭內部增設氣壓倉以便間接控制熔融料倉內的壓力，控制精度高，洩壓速度快。中國專利申請號為201510512664.0的《一種3d印表機、3d列印方法及金屬漿料的製備方法》，設置注射器、噴嘴作為金屬漿料的容置、噴射裝置，解決了金屬3d印表機存在的設備成本高的技術問題，在保證列印精度的基礎上，實現了結構簡單、降低成本的技術效果。中國專利申請號為201420436874.7的《一種低熔點金屬3d列印裝置》，利用低熔點金屬熔點較低的特性，將其溶液噴射到沉積基臺上，迅速固化，逐層沉積以構建三維實體，該方法成本低、安全係數高、結構簡單。中國專利申請號為201620571154.0的《一種低熔點金屬3d列印噴頭》，利用步進電機精確控制金屬材料的擠出量以實現高精度列印，在常溫常壓下就能實現低熔點金屬3d列印一次性快速成型。

申請號為201610545996.3和201510512664.0的兩個中國專利，其結構設計未能解決3d列印的持續上料問題，列印能力有限。申請號為201620571154.0的中國專利，將金屬熔化裝置作為噴頭的一部分，使得噴頭體積較大、結構笨重，影響列印精度。而上述4個專利均未具體地陳述列印料材通道中的金屬餘料如何清理、列印過程中產生的有害氣體如何處理等問題。

技術實現要素：

為了克服上述現有技術的不足，本發明的目的是提供一種fdm型低熔點合金3d印表機噴頭系統及其應用，支持長時間連續列印，設有自冷卻裝置，具有防止餘料堵塞的供料及列印通道自清潔能力及餘料回收功能，並能有效地處理列印過程中產生的有害氣體。

為了達到上述目的，本發明採用的技術方案為：

一種fdm型低熔點合金3d印表機噴頭系統，包括噴頭、熔融態低熔點合金製備裝置、回收裝置、氣體淨化裝置、控制裝置、送料裝置和抽取裝置；送料裝置將熔融態低熔點合金製備裝置製備的列印材料輸送給噴頭；抽取裝置將回收裝置從噴頭收集到的列印餘料輸送給熔融態低熔點合金製備裝置；淨化裝置將從噴頭、熔融態低熔點合金製備裝置和回收裝置收集到的有害氣體進行淨化處理後排放；控制裝置通過第一～第五電源線束、第一～第十電源與信號線束分別為噴頭、熔融態低熔點合金製備裝置、回收裝置、氣體淨化裝置、送料裝置和抽取裝置提供電源與控制信號。

所述的熔融態低熔點合金製備裝置，包括隔熱外殼、第二加熱器、導熱容器、熱浴腔室、熱浴內膽、第二端蓋、第一接頭、蓋板、第二加熱器接頭、第二溫度傳感器、第三溫度傳感器、第一低熔點合金、第一熱浴物質、第三抽氣接頭和第四接頭；第一低熔點合金是指由低熔點金屬鉍、鉛、錫、鎘、銦和汞等元素構成的二元系或多元系合金；熱浴內膽的材料選用耐高溫、不與合金浸潤、導熱性好的石墨，用於盛裝第一低熔點合金；導熱容器的材料選用導熱系統高、耐高溫、具有良好的電絕緣性能的氧化鋁陶瓷；導熱容器和熱浴內膽套裝在一起形成熱浴腔室，用於填充第一熱浴物質；第一熱浴物質的材料，當第一低熔點合金的熔點低於100℃時選用水，高於100℃時選用二甲基矽油；第二加熱器套裝在導熱容器的外側，選用mch陶瓷發熱片製作，用於加熱第一熱浴物質；隔熱外殼套裝在第二加熱器的外側，選用耐高溫、電絕緣性和隔熱性好的聚四氟乙烯製作；第二加熱器接頭安裝在隔熱外殼的外圓上，通過第二電源線束將第二加熱器與控制器連接；第二端蓋安裝在隔熱外殼的上端，選用聚四氟乙烯製作；第四接頭、第一接頭、蓋板、第三抽氣接頭、第二溫度傳感器和第三傳感器分別安裝在第二端蓋上；第四接頭接有第十六導管和第二十導管；第一接頭接有第十七導管和第十九導管；蓋板打開後，可將固態第一低熔點合金加入到熱浴內膽內；第三抽氣接頭通過第七導管與第二抽氣泵連接；第二溫度傳感器通過第一電源與信號線束與控制器連接；第三溫度傳感器通過第二電源與信號線束與控制器連接。

所述的噴頭，包括第一加熱器接頭、第一自動排氣閥、進料接頭、壓力傳感器、第一溫度傳感器、第一端蓋、噴頭外殼、第一加熱器、石墨容器、熔融態低熔點合金、噴嘴接頭、噴嘴、風冷裝置、氣道、第一抽氣接頭和第二抽氣接頭；熔融態低熔點合金是來自於熔融態低熔點合金製備裝置、溫度達到使用要求的列印料材；石墨容器的材料選用石墨，用於盛裝熔融態低熔點合金；第一加熱器套裝在石墨容器的外側，選用mch陶瓷發熱片製作，用於加熱熔融態低熔點合金；噴頭外殼套裝在第一加熱器的外側，選用聚四氟乙烯製作；第一加熱器接頭安裝在噴頭外殼的外圓上，通過第三電源線束將第一加熱器與控制器連接；第一端蓋安裝在噴頭外殼的上端，選用聚四氟乙烯製作；第一溫度傳感器、壓力傳感器、進料接頭和第一自動排氣閥分別安裝在第一端蓋上；第一溫度傳感器通過第六電源與信號線束與控制器連接；壓力傳感器通過第五電源與信號線束與控制器連接；進料接頭接有第十五導管；第一自動排氣閥接有第十導管；噴頭外殼的下端面安裝有噴嘴接頭；噴嘴通過螺紋結構安裝在噴嘴接頭上；風冷裝置套在噴嘴的外側，使用螺釘安裝在噴嘴接頭的端面上；第一抽氣接頭和第二抽氣接頭安裝在風冷裝置外殼兩側相對的位置上，分別接有第四導管和第三導管。

所述的回收裝置，包括殼體、第三加熱器、回收容器、第三加熱器接頭、第二接頭、第三接頭、第二自動排氣閥、第四溫度傳感器、第三端蓋、承接裝置、第十一導管、第十二導管、第十三導管、第二低熔點合金和第二熱浴物質；第二低熔點合金是來自於噴頭、送料裝置及其第十五導管、第十四導管中的列印餘料；第二熱浴物質來自於熱浴腔室，用於幫助回收列印餘料；回收容器的材料選用石墨，用於盛裝第二低熔點合金和第二熱浴物質；第三加熱器套裝在回收容器的外側，選用mch陶瓷發熱片製作，用於加熱冷卻固化的第二低熔點合金；殼體套裝在第三加熱器的外側，選用聚四氟乙烯製作；第三加熱器接頭安裝在殼體的外圓上，通過第四電源線束將第三加熱器與控制器連接；第三端蓋安裝在殼體的上端，選用聚四氟乙烯製作；第二接頭、第三接頭、第二自動排氣閥和第四溫度傳感器分別安裝在第三端蓋上；第二接頭通過第十一導管與承接裝置連接；第三接頭接有第十二導管；第二自動排氣閥接有第十三導管；第四溫度傳感器通過第七電源與信號線束與控制器連接；

所述的氣體淨化裝置，包括淨化器、第一抽氣泵、第一氣管三通接頭、第一導管、第二導管、第三導管、第四導管、第一氣體單向閥、第五導管、第六導管、第二抽氣泵、第七導管、第八導管、第二氣管三通接頭、第九導管、第二氣體單向閥、第十導管和淨化器排放裝置；淨化器依序通過第二導管、第一抽氣泵、第一導管與第一氣管三通接頭連接；第一氣管三通接頭接有第三導管和第四導管；淨化器通過第八導管連接第二氣管三通接頭；第二氣管三通接頭通過第九導管連接第二氣體單向閥，通過第六導管連接第一氣體單向閥；第二氣體單向閥連接第十導管；第一氣體單向閥連接第十三導管；淨化器依序通過第六導管、第二抽氣泵，同第七導管連接；淨化器通過第十電源與信號線束與控制器連接；淨化器排放裝置安裝在淨化器的上端。

所述的送料裝置，包括第一液態金屬電磁泵、第一兩位三通電磁閥、第十四導管、第十五導管、第十六導管和第十七導管；第一液態金屬電磁泵連接有第十五導管，通過第十四導管與第一兩位三通電磁閥連接，通過第四電源與信號線束與控制器連接；第一兩位三通電磁閥還連接有第十六導管和第十七導管，並通過第三電源與信號線束與控制器連接。

所述的抽取裝置，包括第二液態金屬電磁泵；第二兩位三通電磁閥；第十八導管；第十九導管；第二十導管；第二液態金屬電磁泵連接有第十二導管，通過第十八導管與第二兩位三通電磁閥連接，通過第九電源與信號線束與控制器連接；第二兩位三通電磁閥還連接有第十九導管和第二十導管，並通過第八電源與信號線束與控制器連接。

一種fdm型低熔點合金3d印表機噴頭系統使用方法，包括以下步驟：

1）依據第一低熔點合金的熔點，選用合適的第一熱浴物質注入熱浴腔室，當第一低熔點合金的熔點低於100℃時選用水，高於100℃時選用二甲基矽油；

2）打開蓋板，將固態的第一低熔點合金加入到熱浴內膽中；

3）通過控制器啟動第二加熱器，加熱第一熱浴物質；

4）通過控制器啟動淨化器、第二抽氣泵，抽取在熱浴內膽內加熱第一熱浴物質時產生的有害氣體並進行淨化處理；

5）通過控制器啟動第二溫度傳感器和第三溫度傳感器；

6）通過控制器利用第三溫度傳感器採集到的溫度數據，與初始設定的第一熱浴物質的加熱溫度數據進行比對，對第二加熱器進行pid控制，即當第一熱浴物質的加熱溫度上升到初始設定值以後，便開始對第一熱浴物質啟動保溫加熱模式；

7）當熱浴內膽中的第一低熔點合金完全處於熔融態，且第二溫度傳感器採集的溫度數據與初始設定的第一熱浴物質的加熱溫度數據一致時，熔融態的第一低熔點合金製備完成；

8）通過控制器啟動第一兩位三通電磁閥，接通第十七導管；通過控制器啟動第一液態金屬電磁泵，從熱浴內膽中抽取熔融態的第一低熔點合金並注入到石墨容器內；

9）通過控制器啟動第一加熱器、第一溫度傳感器，對石墨容器內的熔融態低熔點合金進行pid模式的保溫加熱，使得熔融態低熔點合金的溫度始終維持在初始設定的第一熱浴物質的加熱溫度；

10）隨著熔融態低熔點合金的不斷注入，被擠壓在石墨容器內熔融態低熔點合金上方的空氣的壓力不斷升高，當上升到初始設定的熔融態低熔點合金的工作壓力時，這些含有有害氣體的空氣自動地從第一自動排氣閥排出，經過第二氣體單向閥，進入淨化器進行淨化處理；

11）通過控制器啟動壓力傳感器，測量石墨容器內熔融態低熔點合金的壓力，當壓力達到初始設定的熔融態低熔點合金的工作壓力時，低熔點合金3d印表機開始三維列印工作；

12）通過控制器，利用壓力傳感器採集的數據，對第一液態金屬電磁泵進行pid模式的控制，當壓力傳感器採集的數據低於熔融態低熔點合金的工作壓力時，提升第一液態金屬電磁泵的工作頻率，反之則降低，使得石墨容器內熔融態低熔點合金的壓力始終維持恆定；

13）當列印工作開始後，通過控制器啟動第一抽氣泵，利用風冷裝置抽取噴嘴周圍的空氣，以快速冷卻從噴嘴擠出成型的熔融態低熔點合金，提高列印效率，同時將合金凝固成型時釋放的有害氣體一併吸入到淨化器進行淨化處理；

14）待噴頭的三維列印工作完成後，通過控制器啟動第一兩位三通電磁閥，接通第十六導管，第一液態金屬電磁泵持續從熱浴腔室抽取第一熱浴物質並注入到石墨容器，清理列印料材通道中的餘料；

15）將承接裝置放置到噴嘴的下方，使得從噴嘴流出的熔融態低熔點合金餘料和第一熱浴物質通過第十一導管注入到回收容器；

16）回收容器內原有的氣體、熔融態低熔點合金餘料和第一熱浴物質釋放的有害氣體通過第二自動排氣閥，經過第一氣體單向閥、第二氣管三通接頭，進入淨化器進行淨化處理；

17）待石墨容器內的熔融態低熔點合金餘料完全排進到回收容器以後，關閉所有與熔融態低熔點合金製備裝置、送料裝置、噴頭、第一抽氣泵相關的電源線束、電源與信號線束；

18）通過控制器啟動第四溫度傳感器，監測回收容器中的第二低熔點合金的溫度數值；當第四溫度傳感器採集的溫度數據低於第二低熔點合金的熔點時，表明回收容器中的第二低熔點合金已經完全冷卻凝固；

19）通過控制器啟動第二兩位三通電磁閥，接通第十八導管和第二十導管；通過控制器啟動第二液態金屬電磁閥，從回收容器中抽取第二熱浴物質，經過第二兩位三通電磁閥，回收注入到熱浴腔室；

20）待回收容器中的第二熱浴物質被回收完後，關閉抽取裝置；通過控制器啟動第三加熱器，加熱熔化回收容器中已經冷卻凝固的；

21）在加熱第二低熔點合金時產生的有害氣體，通過第二自動排氣閥，經過第一氣體單向閥、第二氣管三通接頭，進入淨化器進行淨化處理；

22）當第四溫度傳感器所採集的溫度數據達到第二低熔點合金的熔點時，通過控制器啟動第二液態金屬電磁閥，並同時啟動第二兩位三通電磁閥，接通第十八導管和第十九導管，從回收容器中抽取熔融態的第二低熔點合金，經過第二兩位三通電磁閥，回收注入到熱浴內膽；

23）待第二低熔點合金回收完畢，關閉回收裝置、抽取裝置，最終關閉控制裝置。

本發明的有益效果是：

熔融態低熔點合金製備裝置獨立於噴頭而設計，採用pid恆溫控制技術，利用熱浴方式製備熔融態列印材料，並能持續輸送給噴頭，支持長時間連續列印；這種分離設計方式能夠有效地簡化噴頭的設計結構、減輕噴頭重量，提高傳動軸控制精度及列印質量；

在噴嘴外圍的環形風冷裝置，可以以360度角從外界環境吸取空氣均勻冷卻列印成型材料，加速其凝固，有效地提高列印效率和質量；同時，風冷裝置在吸取空氣時還可將在列印材料冷卻成型過程中釋放的有害氣體一併吸取並輸送給氣體淨化裝置處理；這種將列印材料快速冷卻成型和有害氣體吸取功能結合在一起的設計，使得系統結構緊湊；

氣體淨化裝置分別將從熔融態低熔點合金製備裝置、回收裝置和風冷裝置收集的有害氣體進行淨化處理，使得本發明具有了綠色環保的功能；

在噴頭上用於盛裝列印料材的石墨容器的上端設計有自動排氣閥，在列印開始前填充熔融態低熔點合金時，容器內原有的空氣會逐漸積聚在容器的上端，當容器內壓力上升到設定值時，自動排氣閥能夠將這些空氣排放出去，不會使噴頭因為內壓過高形成多餘列印，並可充分利用噴頭的料材容納能力；

本發明具有列印料材通道自清潔能力和餘料回收功能，在三維模型列印完成後，能夠抽取熔融態低熔點合金製備裝置中的熱浴物質，清理列印料材通道中的餘料以便防止堵塞，並將熱浴物質和餘料一起存儲在回收裝置。

本發明綜合性地解決了低熔點合金3d列印噴頭、列印料材製備與回收、有害氣體淨化等問題；同時，將噴頭設計獨立於列印料材製備、回收以及氣體淨化，可簡化噴頭結構，降低其質量；本發明的噴頭適用於安裝在各類fdm型3d印表機的三維運動機構上。

附圖說明

圖1為本發明的系統原理示意圖；

圖2為本發明的熔融態低熔點合金裝置的原理示意圖；

圖3為本發明的噴頭的原理示意圖；

圖4為本發明的回收裝置的原理示意圖；

其中，1為噴頭；101為第一加熱器接頭；102為第一自動排氣閥；103為進料接頭；104為壓力傳感器；105為第一溫度傳感器；106為第一端蓋；107為噴頭外殼；108為第一加熱器；109為石墨容器；110為熔融態低熔點合金；111為噴嘴接頭；112為噴嘴；113為風冷裝置；114為氣道；115為第一抽氣接頭；116為第二抽氣接頭；2為熔融態低熔點合金製備裝置；201為隔熱外殼；202為第二加熱器；203為導熱容器；204為熱浴腔室；205為熱浴內膽；206為第二端蓋；207為第一接頭；208為蓋板；209為第二加熱器接頭；210為第二溫度傳感器；211為第三溫度傳感器；212為第一低熔點合金；213為第一熱浴物質；214為第三抽氣接頭；215為第四接頭；3為回收裝置；301為殼體；302為第三加熱器；303為回收容器；304為第三加熱器接頭；305為第二接頭；306為第三接頭；307為第二自動排氣閥；308為第四溫度傳感器；309為第三端蓋；310為承接裝置；311為第十一導管；312為第十二導管；313為第十三導管；314為第二低熔點合金；315為第二熱浴物質；4為氣體淨化裝置；401為淨化器；402為第一抽氣泵；403為第一氣管三通接頭；404為第一導管；405為第二導管；406為第三導管；407為第四導管；408為第一氣體單向閥；409為第五導管；410為第六導管；411為第二抽氣泵；412為第七導管；413為第八導管；414為第二氣管三通接頭；415為第九導管；416為第二氣體單向閥；417為第十導管；418為淨化器排放裝置；5為控制裝置；501為第一電源線束；502為第二電源線束；503為第三電源線束；504為第四電源線束；505為第五電源線束；506為第一電源與信號線束；507為第二電源與信號線束；508為第三電源與信號線束；509為第四電源與信號線束；510為第五電源與信號線束；511為第六電源與信號線束；512為第七電源與信號線束；513為第八電源與信號線束；514為第九電源與信號線束；515為第十電源與信號線束；516為控制器；6為送料裝置；601為第一液態金屬電磁泵；602為第一兩位三通電磁閥；603為第十四導管；604為第十五導管；605為第十六導管；606為第十七導管；7為抽取裝置；701為第二液態金屬電磁泵；702為第二兩位三通電磁閥；703為第十八導管；704為第十九導管；705為第二十導管。

具體實施方式

以下通過附圖對本發明進一步敘述。

如圖1至圖4所示，一種fdm型低熔點合金3d印表機噴頭系統，包括噴頭1、熔融態低熔點合金製備裝置2、回收裝置3、氣體淨化裝置4、控制裝置5、送料裝置6和抽取裝置7；送料裝置6將熔融態低熔點合金製備裝置2製備的列印材料輸送給噴頭1；抽取裝置7將回收裝置3從噴頭1收集到的列印餘料輸送給熔融態低熔點合金製備裝置2；淨化裝置4將從噴頭1、熔融態低熔點合金製備裝置2和回收裝置3收集到的有害氣體進行淨化處理後排放；控制裝置5通過第一～第五電源線束、第一～第十電源與信號線束分別為噴頭1、熔融態低熔點合金製備裝置2、回收裝置3、氣體淨化裝置4、送料裝置6和抽取裝置7提供電源與控制信號。

所述的熔融態低熔點合金製備裝置2，包括隔熱外殼201、第二加熱器202、導熱容器203、熱浴腔室204、熱浴內膽205、第二端蓋206、第一接頭207、蓋板208、第二加熱器接頭209、第二溫度傳感器210、第三溫度傳感器211、第一低熔點合金212、第一熱浴物質213、第三抽氣接頭214和第四接頭215；第一低熔點合金212是指由低熔點金屬鉍、鉛、錫、鎘、銦和汞等元素構成的二元系或多元系合金；熱浴內膽205的材料選用耐高溫、不與合金浸潤、導熱性好的石墨，用於盛裝第一低熔點合金212；導熱容器203的材料選用導熱系統高、耐高溫、具有良好的電絕緣性能的氧化鋁陶瓷；導熱容器203和熱浴內膽205套裝在一起形成熱浴腔室204，用於填充第一熱浴物質213；第一熱浴物質213的材料，當第一低熔點合金212的熔點低於100℃時選用水，高於100℃時選用二甲基矽油；第二加熱器202套裝在導熱容器203的外側，選用mch陶瓷發熱片製作，用於加熱第一熱浴物質213；隔熱外殼201套裝在第二加熱器202的外側，選用耐高溫、電絕緣性和隔熱性好的聚四氟乙烯製作；第二加熱器接頭209安裝在隔熱外殼201的外圓上，通過第二電源線束502將第二加熱器202與控制器516連接；第二端蓋206安裝在隔熱外殼201的上端，選用聚四氟乙烯製作；第四接頭215、第一接頭207、蓋板208、第三抽氣接頭214、第二溫度傳感器210和第三傳感器211分別安裝在第二端蓋206上；第四接頭215接有第十六導管605和第二十導管705；第一接頭207接有第十七導管606和第十九導管704；蓋板208打開後，可將固態第一低熔點合金212加入到熱浴內膽205內；第三抽氣接頭214通過第七導管412與第二抽氣泵411連接；第二溫度傳感器210通過第一電源與信號線束506與控制器516連接；第三溫度傳感器211通過第二電源與信號線束507與控制器516連接。

所述的噴頭1，包括第一加熱器接頭101、第一自動排氣閥102、進料接頭103、壓力傳感器104、第一溫度傳感器105、第一端蓋106、噴頭外殼107、第一加熱器108、石墨容器109、熔融態低熔點合金110、噴嘴接頭111、噴嘴112、風冷裝置113、氣道114、第一抽氣接頭115和第二抽氣接頭116；熔融態低熔點合金110是來自於熔融態低熔點合金製備裝置2、溫度達到使用要求的列印料材；石墨容器109的材料選用石墨，用於盛裝熔融態低熔點合金110；第一加熱器108套裝在石墨容器109的外側，選用mch陶瓷發熱片製作，用於加熱熔融態低熔點合金110；噴頭外殼107套裝在第一加熱器108的外側，選用聚四氟乙烯製作；第一加熱器接頭101安裝在噴頭外殼107的外圓上，通過第三電源線束503將第一加熱器108與控制器516連接；第一端蓋106安裝在噴頭外殼107的上端，選用聚四氟乙烯製作；第一溫度傳感器105、壓力傳感器104、進料接頭103和第一自動排氣閥102分別安裝在第一端蓋106上；第一溫度傳感器105通過第六電源與信號線束511與控制器516連接；壓力傳感器104通過第五電源與信號線束510與控制器516連接；進料接頭103接有第十五導管604；第一自動排氣閥102接有第十導管417；噴頭外殼107的下端面安裝有噴嘴接頭111；噴嘴112通過螺紋結構安裝在噴嘴接頭111上；風冷裝置113套在噴嘴112的外側，使用螺釘安裝在噴嘴接頭111的端面上；第一抽氣接頭115和第二抽氣接頭116安裝在風冷裝置113外殼兩側相對的位置上，分別接有第四導管407和第三導管406。

所述的回收裝置3，包括殼體301、第三加熱器302、回收容器303、第三加熱器接頭304、第二接頭305、第三接頭306、第二自動排氣閥307、第四溫度傳感器308、第三端蓋309、承接裝置310、第十一導管311、第十二導管312、第十三導管313、第二低熔點合金314和第二熱浴物質315；第二低熔點合金314是來自於噴頭1、送料裝置6及其第十五導管604、第十四導管603中的列印餘料；第二熱浴物質315來自於熱浴腔室204，用於幫助回收列印餘料；回收容器303的材料選用石墨，用於盛裝第二低熔點合金314和第二熱浴物質315；第三加熱器302套裝在回收容器303的外側，選用mch陶瓷發熱片製作，用於加熱冷卻固化的第二低熔點合金314；殼體301套裝在第三加熱器302的外側，選用聚四氟乙烯製作；第三加熱器接頭304安裝在殼體301的外圓上，通過第四電源線束504將第三加熱器302與控制器516連接；第三端蓋309安裝在殼體301的上端，選用聚四氟乙烯製作；第二接頭305、第三接頭306、第二自動排氣閥307和第四溫度傳感器308分別安裝在第三端蓋309上；第二接頭305通過第十一導管311與承接裝置310連接；第三接頭306接有第十二導管312；第二自動排氣閥307接有第十三導管313；第四溫度傳感器308通過第七電源與信號線束512與控制器516連接；

所述的氣體淨化裝置4，包括淨化器401、第一抽氣泵402、第一氣管三通接頭403、第一導管404、第二導管405、第三導管406、第四導管407、第一氣體單向閥408、第五導管409、第六導管410、第二抽氣泵411、第七導管412、第八導管413、第二氣管三通接頭414、第九導管415、第二氣體單向閥416、第十導管417和淨化器排放裝置418；淨化器401依序通過第二導管405、第一抽氣泵402、第一導管404與第一氣管三通接頭403連接；第一氣管三通接頭403接有第三導管406和第四導管407；淨化器401通過第八導管413連接第二氣管三通接頭414；第二氣管三通接頭414通過第九導管415連接第二氣體單向閥416，通過第六導管410連接第一氣體單向閥408；第二氣體單向閥416連接第十導管417；第一氣體單向閥408連接第十三導管313；淨化器401依序通過第六導管410、第二抽氣泵411，同第七導管412連接；淨化器401通過第十電源與信號線束515與控制器516連接；淨化器排放裝置418安裝在淨化器401的上端。

所述的送料裝置6，包括第一液態金屬電磁泵601、第一兩位三通電磁閥602、第十四導管603、第十五導管604、第十六導管605和第十七導管606；第一液態金屬電磁泵601連接有第十五導管604，通過第十四導管603與第一兩位三通電磁閥602連接，通過第四電源與信號線束509與控制器516連接；第一兩位三通電磁閥602還連接有第十六導管605和第十七導管606，並通過第三電源與信號線束508與控制器516連接。

所述的抽取裝置7，包括第二液態金屬電磁泵701；第二兩位三通電磁閥702；第十八導管703；第十九導管704；第二十導管705；第二液態金屬電磁泵701連接有第十二導管312，通過第十八導管703與第二兩位三通電磁閥702連接，通過第九電源與信號線束514與控制器516連接；第二兩位三通電磁閥702還連接有第十九導管704和第二十導管705，並通過第八電源與信號線束513與控制器516連接。

一種fdm型低熔點合金3d印表機噴頭系統使用方法，包括以下步驟：

1）依據第一低熔點合金212的熔點，選用合適的第一熱浴物質213注入熱浴腔室204，當第一低熔點合金212的熔點低於100℃時選用水，高於100℃時選用二甲基矽油；

2）打開蓋板208，將固態的第一低熔點合金212加入到熱浴內膽205中；

3）通過控制器516啟動第二加熱器202，加熱第一熱浴物質213；

4）通過控制器516啟動淨化器401、第二抽氣泵411，抽取在熱浴內膽205內加熱第一熱浴物質213時產生的有害氣體並進行淨化處理；

5）通過控制器516啟動第二溫度傳感器210和第三溫度傳感器211；

6）通過控制器516利用第三溫度傳感器211採集到的溫度數據，與初始設定的第一熱浴物質213的加熱溫度數據進行比對，對第二加熱器202進行pid控制，即當第一熱浴物質213的加熱溫度上升到初始設定值以後，便開始對第一熱浴物質213啟動保溫加熱模式；

7）當熱浴內膽205中的第一低熔點合金212完全處於熔融態，且第二溫度傳感器210採集的溫度數據與初始設定的第一熱浴物質213的加熱溫度數據一致時，熔融態的第一低熔點合金212製備完成；

8）通過控制器516啟動第一兩位三通電磁閥602，接通第十七導管606；通過控制器516啟動第一液態金屬電磁泵601，從熱浴內膽205中抽取熔融態的第一低熔點合金212並注入到石墨容器109內；

9）通過控制器516啟動第一加熱器108、第一溫度傳感器105，對石墨容器109內的熔融態低熔點合金110進行pid模式的保溫加熱，使得熔融態低熔點合金110的溫度始終維持在初始設定的第一熱浴物質213的加熱溫度；

10）隨著熔融態低熔點合金110的不斷注入，被擠壓在石墨容器109內熔融態低熔點合金110上方的空氣的壓力不斷升高，當上升到初始設定的熔融態低熔點合金110的工作壓力時，這些含有有害氣體的空氣自動地從第一自動排氣閥102排出，經過第二氣體單向閥416，進入淨化器401進行淨化處理；

11）通過控制器516啟動壓力傳感器104，測量石墨容器109內熔融態低熔點合金110的壓力，當壓力達到初始設定的熔融態低熔點合金110的工作壓力時，低熔點合金3d印表機開始三維列印工作；

12）通過控制器516，利用壓力傳感器104採集的數據，對第一液態金屬電磁泵601進行pid模式的控制，當壓力傳感器104採集的數據低於熔融態低熔點合金110的工作壓力時，提升第一液態金屬電磁泵601的工作頻率，反之則降低，使得石墨容器109內熔融態低熔點合金110的壓力始終維持恆定；

13）當列印工作開始後，通過控制器516啟動第一抽氣泵402，利用風冷裝置113抽取噴嘴112周圍的空氣，以快速冷卻從噴嘴112擠出成型的熔融態低熔點合金110，提高列印效率，同時將合金凝固成型時釋放的有害氣體一併吸入到淨化器401進行淨化處理；

14）待噴頭的三維列印工作完成後，通過控制器516啟動第一兩位三通電磁閥602，接通第十六導管605，第一液態金屬電磁泵601持續從熱浴腔室204抽取第一熱浴物質並注入到石墨容器109，清理列印料材通道中的餘料；

15）將承接裝置310放置到噴嘴112的下方，使得從噴嘴112流出的熔融態低熔點合金110餘料和第一熱浴物質213通過第十一導管311注入到回收容器303；

16）回收容器303內原有的氣體、熔融態低熔點合金110餘料和第一熱浴物質213釋放的有害氣體通過第二自動排氣閥307，經過第一氣體單向閥408、第二氣管三通接頭414，進入淨化器401進行淨化處理；

17）待石墨容器109內的熔融態低熔點合金110餘料完全排進到回收容器303以後，關閉所有與熔融態低熔點合金製備裝置2、送料裝置6、噴頭1、第一抽氣泵402相關的電源線束、電源與信號線束；

18）通過控制器516啟動第四溫度傳感器308，監測回收容器303中的第二低熔點合金314的溫度數值；當第四溫度傳感器308採集的溫度數據低於第二低熔點合金314的熔點時，表明回收容器303中的第二低熔點合金314已經完全冷卻凝固；

19）通過控制器516啟動第二兩位三通電磁閥702，接通第十八導管703和第二十導管705；通過控制器516啟動第二液態金屬電磁閥701，從回收容器303中抽取第二熱浴物質315，經過第二兩位三通電磁閥702，回收注入到熱浴腔室204；

20）待回收容器303中的第二熱浴物質315被回收完後，關閉抽取裝置7；通過控制器516啟動第三加熱器302，加熱熔化回收容器303中已經冷卻凝固的；

21）在加熱第二低熔點合金314時產生的有害氣體，通過第二自動排氣閥307，經過第一氣體單向閥408、第二氣管三通接頭414，進入淨化器401進行淨化處理；

22）當第四溫度傳感器308所採集的溫度數據達到第二低熔點合金314的熔點時，通過控制器516啟動第二液態金屬電磁閥701，並同時啟動第二兩位三通電磁閥702，接通第十八導管703和第十九導管704，從回收容器303中抽取熔融態的第二低熔點合金314，經過第二兩位三通電磁閥702，回收注入到熱浴內膽205；

23）待第二低熔點合金314回收完畢，關閉回收裝置3、抽取裝置7，最終關閉控制裝置5。