阅读说明：本技术 一种3d绘图笔 (3D drawing pen ) 是由 魏宏辉 魏天浩 魏妗羽 于 2020-06-10 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种3D绘图笔,该3D绘图笔笔身与喷头用紧锁卡扣装置进行固定,所述喷头为加热喷头,所述加热喷头连接有驱动电路装置,所述驱动电路装置至少包括发热丝、保险丝、进丝电机模组和主板,所述功能按键、所述料道连接至所述驱动电路装置,通过驱动电路装置实现的绘图笔加热方法,其通过驱动电路对喷头内部进行温度控制,实现3D绘图笔的合理控温,省去了控制芯片控温加热的复杂电路和高成本,在能实现3D绘图笔基本功能上最大化地降低成本,同时满足了使用者操作上的需求,提高了操作过程中的安全性。(The invention discloses a 3D drawing pen, wherein a pen body of the 3D drawing pen is fixed with a spray head through a locking buckle device, the spray head is a heating spray head, the heating spray head is connected with a driving circuit device, the driving circuit device at least comprises a heating wire, a fuse, a wire feeding motor module and a mainboard, a function key and a material channel are connected to the driving circuit device, and the drawing pen heating method realized through the driving circuit device controls the temperature inside the spray head through a driving circuit, so that the reasonable temperature control of the 3D drawing pen is realized, the complex circuit and high cost for controlling the temperature control and heating of a chip are saved, the cost can be maximally reduced on the basic function of the 3D drawing pen, the operation requirement of a user is met, and the safety in the operation process is improved.)

一种3D绘图笔

技术领域

本发明涉及一种3D绘图设备，具体涉及一种3D绘图笔及其加热方法。

背景技术

近年来，3D绘图笔越来越受到大家的关注，市面上关于3D绘图笔的产品种类也比较繁杂，现有的绘图笔大都是采用单片机控温驱动的方式进行控制加热温度及电机方向，采用通过安装温度检测装置的方式来控制温度，或者采用高温警示的方法达到控温目的，极大地增加了控制温度的成本，当温度达到较高时还会存在安全隐患，降低了产品的使用寿命，对使用者来说也存在不安全因素，此时亟需一种智能控温的3D绘图笔。

发明内容

为了改善目前使用3D绘图笔加热过程中的不足，本发明提供了一种3D绘图笔及其加热方法，本发明不采用常规技术使用的单片机控温装置，而是利用PPTC自恢复保险丝超过85度阻值急剧上升的特性，阻断大电流从而将温度控制到平稳数值，极大地降低了的生产成本，同时满足了使用者操作上的需求，提高了操作过程中的安全性。

为解决以上问题，本发明提供的3D绘图笔，该3D绘图笔包括笔身和喷头，所述笔身与所述喷头用紧锁卡扣装置进行固定，所述喷头为加热喷头，所述加热喷头连接有驱动电路装置。

作为一种优选的技术方案，所述驱动电路装置至少包括发热丝、保险丝、进丝电机模组和主板。

作为一种优选的技术方案，所述发热丝安装在加热喷头上，发热丝的阻值在6-8欧姆，所述保险丝采用PPTC自恢复保险丝，所述PPTC自恢复保险丝电压为5V，所述发热丝用于加热耗材，所述PPTC自恢复保险丝紧贴安装在所述发热丝上，所述发热丝向上延伸连接所述主板，所述进丝电机模组用于带动耗材向下推进或向上移出，安装在笔身内部。

作为一种优选的技术方案，所述驱动电路中的开关模块选用单刀三掷开关，所述驱动电路中的电源模块选用5V直流电源。

作为一种优选的技术方案，所述笔身内还安装有料道，所述料道从笔盖上的进丝孔向下延伸至喷头部分。

作为一种优选的技术方案，所述功能按键至少包括进丝键和退丝键，进丝键用于电机控制料道中的耗材向下推进进行绘画操作，退丝键用于电机带动耗材向上拔出。

作为一种优选的技术方案，所述喷头外部封装有喷头外壳，所述笔身包括上盖、下盖和尾端盖，所述上盖和下盖用紧锁装置固定闭合，两端分别固定所述喷头外壳和所述尾端盖。

一种3D绘图笔的加热方法，包括以下步骤：

步骤1：将耗材通过进丝孔放入到绘图笔中后，将绘图笔接通电源，绘图笔进入到通电待机状态，电源显示灯灯亮，所述发热丝开始加热，绘图笔随即进入预热模式；

步骤2：当绘图笔持续加热到85度时，所述PPTC自恢复保险丝阻值迅速升高阻断大电流，温度保持在稳定值不再升高；

步骤3：按下进丝键，所述PPTC自恢复保险丝被短路，直接通过所述发热丝加热，在电机的带动下，耗材通过料道向下推进，加热熔化后挤出进行绘画操作，新的耗材不断地被送入所述发热丝部分，加热温度达到热平衡；

步骤 4：按下退丝键，所述PPTC自恢复保险丝被短路，直接通过所述发热丝加热，使得喷头充分加热，耗材被充分熔断后，在电机的带动下向上拔出。

作为一种优选的技术方案，所述耗材采用PCL低温耗材采用的耗材，使用PCL低温耗材，所述耗材优选为PCL耗材，PCL 是一种无毒、低熔点的热塑性耗材，因成形温度较低而有较高的安全性。

作为一种优选的技术方案，所述PPTC自恢复保险丝优选为5V，保持电流大于发热丝的电流，动作温度-40~85℃，所述功能按键和所述料道连接至所述驱动电路装置。

作为一种优选的技术方案，将耗材通过进丝孔放入到绘图笔中后，将绘图笔接通电源，绘图笔进入到通电待机状态，发热丝开始加热，发热丝持续加热到85度时，保险丝阻值迅速升高阻断大电流，温度保持在稳定值不再升高，保险丝采用PPTC自恢复保险丝，PPTC自恢复保险丝最大的特点是在其额定使用范围内，每次故障排除后 PPTC自恢复保险丝不需要更换，可反复多次应用于电路中，有效节约维修时间及成本，PPTC自恢复保险丝安装在所述发热丝上，PPTC自恢复保险丝靠近热源，待机时发热丝的温度增加PPTC阻值变大，阻断了大电流，此时的电流值仅够维持温度平稳，从而保证了发热丝始终保持合适温度。按下进丝键，所述驱动电路中的PPTC自恢复保险丝被短路，直接通过发热丝加热，耗材通过料道被送至喷头加热至熔化，将耗材推出进行绘画操作，新的耗材不断的被送入所述发热丝部分，这样加热温度达到热平衡。当需要更换不同颜色的耗材时，按下退丝键，PPTC自恢复保险丝被短路，直接通过所述发热丝加热，使得喷头充分加热，耗材被充分熔断后，被电机拔出。再次进行绘画操作时，重复循环步骤1至步骤4。

本发明的有益效果：采用驱动电路发热丝加热方式，利用PPTC自恢复保险丝温度超过85度时电阻急剧升高特性从而阻断大电流将温度控制在稳定值不再升高，本发明的3D绘图笔加热方法不需要使用其他控温装置即可达到控温效果，省去了控制芯片控温加热的复杂电路和高成本，在能实现3D绘图笔基本功能上实现最大化的降低成本，同时也避免了产品内部零部件损害，有效节约维修时间及成本，延长了其使用寿命。

附图说明

图1、图2为绘图笔结构示意图。

图中：1、喷头外壳 2、进丝键 3、退丝键 4、电源指示灯 5、上盖 6、尾端盖 7、电源插孔 8、进丝孔 9、下盖 10、PPTC自恢复保险丝 11、主板 12、进丝电机模组 13、料道 14、加热喷头 15、发热丝。

图3为预热时绘图笔工作电路图。

图4为进丝时绘图笔工作电路图。

图5为退丝时绘图笔工作电路图。

具体实施方式

实施例1：如图1所示，该3D绘图笔包括笔身和喷头，所述笔身与所述喷头用紧锁卡扣装置进行固定，所述喷头为加热喷头14，所述加热喷头14连接有驱动电路装置。所述驱动电路装置至少包括发热丝、保险丝、进丝电机模组和主板。所述保险丝采用PPTC自恢复保险丝10，所述PPTC自恢复保险丝10电压为5V，所述发热丝15用于加热耗材，发热丝15的阻值在6-8欧姆，所述PPTC自恢复保险丝紧贴安装在所述发热丝15上，所述进丝电机模组12用于带动耗材向下推进或向上移出，所述驱动电路中的开关模块选用单刀三掷开关，所述驱动电路中的电源模块选用5V直流电源，所述笔身内还安装有料道13，所述料道13从笔盖上的进丝孔向下延伸至喷头部分。所述功能按键至少包括进丝键2和退丝键3，进丝键2用于电机控制料道中的耗材向下推进进行绘画操作，退丝键3用于电机带动耗材向上拔出，所述喷头外部封装有喷头外壳1，所述笔身包括上盖5、下盖9和尾端盖6，所述尾端盖6上设置有电源插孔7和进丝孔8，所述上盖表面固定安装有功能按键和电源指示灯4。

步骤1：将耗材通过进丝孔8放入到绘图笔中后，将绘图笔接通电源，绘图笔进入到通电待机状态，电源显示灯4灯亮，所述发热丝15开始预热，绘图笔随即进入预热模式；

步骤2：当绘图笔持续加热到85度时，所述PPTC自恢复保险丝10阻值迅速升高阻断大电流，温度保持在稳定值不再升高；

步骤3：按下进丝键2，所述PPTC自恢复保险丝10被短路，直接通过所述发热丝15加热，在进丝电机模组12的带动下，耗材通过料道13向下推进，加热熔化后挤出进行绘画操作，新的耗材不断地被送入所述发热丝15部分，加热温度达到热平衡；

步骤 4：按下退丝键，所述PPTC自恢复保险丝10被短路，直接通过所述发热丝15加热，使得喷头充分加热，耗材被充分熔断后，在电机的带动下向上拔出。

所述耗材采用PCL低温耗材采用的耗材，使用PCL低温耗材，所述耗材优选为PCL耗材，PCL 是一种无毒、低熔点的热塑性耗材，因成形温度较低而有较高的安全性。

所述PPTC自恢复保险丝10优选为5V，保持电流大于发热丝的电流，动作温度-40~85℃，所述功能按键和所述料道13连接至所述驱动电路装置。

本发明的3D绘图笔的工作时电路原理为：

1. 根据图2所示，通电待机时，发热丝102首先加热到85度，PPTC自恢复保险丝105阻值急剧上升，电流变为0.1A左右，温度保持。

2. 根据图3所示，进丝时，将单刀三掷开关101朝一边按下，此时PPTC自恢复保险丝105被短路，耗材直接通过发热丝102加热，电机100正转，新的耗材不断的被送入发热丝102部分，这样加热温度达到热平衡，不会无限制上升。

3. 根据图4所示，退丝时，将单刀三掷开关101朝另一边按下，此时PPTC自恢复保险丝105被短路，耗材直接通过发热丝102加热，电机100反转，带动耗材退出绘图笔。

以上实施列对本发明不构成限定，在本发明的结构上根据需要灵活设置，相关工作人员在不偏离本发明技术思想的范围内，所进行的多样变化和修改，均落在本发明的保护范围内。