阅读说明：本技术 一种基于fdm3d打印机五色混色打印头 (Five-color mixed printing head based on FDM3D printer ) 是由 张兰勇 吕鹏程 高健乔 马士策 孟令哲 沈开林 王顼 赵正雨 王锦洋 程闯 于 2021-08-06 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种基于FDM3D打印机五色混色打印头,包括喷头、进料组件、加热测温组件、冷却组件和散热组件,进料组件包括五个进料管与五个喉管,散热组件包括两端开口的空心棱柱状散热主体,在空心棱柱状散热主体的内部沿其长度方向均匀分布有若干环状散热片；加热测温组件包括黄铜加热块,黄铜加热块安装在空心棱柱状散热主体的下侧,在黄铜加热块内设有五个倾斜管,五个喉管穿过空心棱柱状散热主体与五个倾斜管相一一对应并分别连通,在黄铜加热块内部设有一混合腔,五个倾斜管的末端均朝向混合腔聚拢,均与混合腔连通,喷头安装在黄铜加热块的下端,且与混合腔连通。本发明采用五种颜色进料混合,混合效果好,定型效果好。(The invention provides a five-color mixing printing head based on an FDM3D printer, which comprises a spray head, a feeding assembly, a heating temperature measuring assembly, a cooling assembly and a heat dissipation assembly, wherein the feeding assembly comprises five feeding pipes and five throats, the heat dissipation assembly comprises a hollow prismatic heat dissipation main body with openings at two ends, and a plurality of annular cooling fins are uniformly distributed in the hollow prismatic heat dissipation main body along the length direction of the hollow prismatic heat dissipation main body; heating temperature measurement subassembly includes the brass heating piece, and the downside at hollow prism form heat dissipation main part is installed to the brass heating piece, is equipped with five inclined tubes in the brass heating piece, and five hollow throat pass hollow prism form heat dissipation main part and five inclined tubes one-to-ones and communicate respectively, are equipped with a hybrid chamber inside the brass heating piece, and the end of five inclined tubes all gathers together towards the hybrid chamber, all communicates with the hybrid chamber, and the lower extreme at the brass heating piece is installed to the shower nozzle, and communicates with the hybrid chamber. The invention adopts the five colors for feeding and mixing, and has good mixing effect and shaping effect.)

一种基于FDM3D打印机五色混色打印头

技术领域

本发明涉及一种打印机，特别涉及一种基于FDM3D打印机五色混色打印头。

背景技术

3D打印技术是快速成型技术的一种，以三维材料管理软件、计算机三维辅助设计以及数学三维模型设计为主要技术基础，将打印材料按逐层打印的方式来构造物体。根据成型材料以及成型方式的不同分为以下几类：光固化立体成型技术(SLA)、熔融沉积成型技术(FDM)、选择性激光烧结技术(SLS)、光选区熔化成型技术(SLM)等。其中应用较为广泛的是FDM和SLA技术。

传统的FDM3D打印机一般只能进行一种颜色的材料打印，在混色彩色3D打印喷头的设计方面，现有的设计方法主要有如下几种。

1、多喷头3D打印机，通过多个喷头挤出多种不同颜色的3D打印料进行打印，实现多种颜色的彩色打印。

2、基于三原色混合原理的3D打印喷头，通过将3种彩色打印料在加热混合腔中进行混合从而实现彩色混色打印。

而上述彩色混色3D打印方法中，多喷头3D打印在打印的颜色种类上仍受到喷头数量的限制，基于三原色原理的混色彩色打印喷头混色装置简单，混色不均匀状况仍然出现。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种基于FDM3D打印机五色混色打印头，使入料、混合、挤出过程相对独立，采用五种颜色进料混合，应用CMYK混合原理(品红、青、黄、黑、白)提高了混色的均匀程度。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于FDM3D打印机五色混色打印头，包括喷头、进料组件、加热测温组件、冷却组件和散热组件，所述的进料组件包括五个进料管与五个喉管，所有的喉管均安装在喉管连接件中，五个进料管分别与五个喉管一一对应连接；

所述的散热组件包括两端开口的空心棱柱状散热主体，所述空心棱柱状散热主体的上端与喉管连接件连接，在空心棱柱状散热主体的内部沿其长度方向均匀分布有若干环状散热片；

所述的加热测温组件包括黄铜加热块，所述的黄铜加热块安装在所述的空心棱柱状散热主体的下侧，在黄铜加热块内设有五个倾斜管，五个喉管穿过空心棱柱状散热主体与五个倾斜管相一一对应并分别连通，在黄铜加热块内部设有一用于对加热后的打印料进行混合的混合腔，五个倾斜管的末端均朝向混合腔聚拢，五个倾斜管的末端均与混合腔连通，所述的喷头安装在黄铜加热块的下端，且喷头与混合腔连通，在黄铜加热块的内部安装有加热器及温度传感器；

所述的冷却组件包括两个侧端冷却风扇和一个散热片冷却风扇，所有风扇均安装在风扇支架上，所述风扇支架固定在空心棱柱状散热主体的外表面，两个侧端冷却风扇分别通过一风扇连接件安装在空心棱柱状散热主体的左右两侧，所述的散热片冷却风扇用于对若干散热片散热，在每个风扇连接件内均设有风道，侧端冷却风扇转动产生的风经风道吹向喷头；

打印料通过挤出机挤出后依次进入到进料管、喉管及倾斜管，通过加热器加热，加热熔融后的打印料沿倾斜管流入混合腔内进行混色，最后经过喷头喷出，同时侧端冷却风扇对熔融喷出的打印料进行冷却成型。

进一步的，两个风扇连接件内的风道开口均朝向喷头。

进一步的，侧端冷却风扇的风向正对各自的风道，所述散热片冷却风扇正对若干散热片布置。

进一步的，在黄铜加热块内部开设两个通孔，其中一个通孔用于放置加热器，另一个通孔用于安装温度传感器。

进一步的，在黄铜加热块的外侧包有一层保温材料。

进一步的，所述进料管与喉管均为耐热氟龙管。

进一步的，所述加热器为电阻丝加热器。

进一步的，五根进料管呈星形分布。

相对于现有技术，本发明创造所述的一种基于FDM3D打印机五色混色打印头具有以下优势：

在本发明中，将喉管设置在喉管连接件中，从而隔绝了加热测温组件与冷却组件之间的温度传递，提高散热效果，另外，通过增设散热冷却组件，有效的防止熔融状态下的耗材回流造成堵头，有效的降低堵头的次数。

通过对冷却组件的结构进行设计，采用风扇风道与散热片之间的配合，使得传递的热量能够很快的扩散掉。

对于进料管与喉管均采用特制耐热氟龙管，利用特制耐热氟龙管表面光滑的特性和耐高温性能，使得材料更容易进出。

通过将五个进料管及喉管采用星形倾斜进料混合的设计，从而有效的的提高了空间利用率，使得进料混合效果更好。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明所述的一种基于FDM3D打印机五色混色打印头的整体结构图；

图2为本发明所述的一种基于FDM3D打印机五色混色打印头的正视图；

图3为本发明所述的一种基于FDM3D打印机五色混色打印头的侧视图；

图4为本发明所述的一种基于FDM3D打印机五色混色打印头的俯视图；

图5为本发明所述的一种基于FDM3D打印机五色混色打印头的横剖视图；

图6为本发明所述的一种基于FDM3D打印机五色混色打印头的纵剖视图。

附图标记说明：

1-进料管，2-黄铜加热块，3-风道，4-风扇连接件，5-喷头，6-侧端冷却风扇，7-散热片冷却风扇，8-空心棱柱状散热主体，9-散热片，10-喉管，11-混合腔，12-加热器，13-倾斜管，14-喉管连接件，15-风扇支架。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1-图6所示，一种基于FDM3D打印机五色混色打印头，包括喷头5、进料组件、加热测温组件、冷却组件和散热组件，所述的进料组件包括五个进料管1与五个喉管10，所有的喉管10均安装在喉管连接件14中，五个进料管1分别与五个喉管14一一对应连接；

所述的散热组件包括两端开口的空心棱柱状散热主体8，所述空心棱柱状散热主体8的上端与喉管连接件14连接，在空心棱柱状散热主体8的内部沿其长度方向均匀分布有若干环状散热片9；

所述的加热测温组件包括黄铜加热块2，在黄铜加热块2的外侧包有一层保温材料；所述的黄铜加热块2安装在空心棱柱状散热主体8的下侧，在黄铜加热块2内设有五个倾斜管13，五个喉管10穿过空心棱柱状散热主体8与五个倾斜管13相一一对应并分别连通，在黄铜加热块2内部设有一用于对加热后的打印料进行混合的混合腔11，五个倾斜管13的末端均朝向混合腔11聚拢，五个倾斜管13的末端均与混合腔11连通，所述的喷头5安装在黄铜加热块2的下端，且喷头5与混合腔11连通，在黄铜加热块2的内部安装有加热器12及温度传感器；

所述的冷却组件包括两个侧端冷却风扇6和一个散热片冷却风扇7，所有风扇均安装在风扇支架15上，所述风扇支架15固定在空心棱柱状散热主体8的外表面上，两个侧端冷却风扇6分别通过一风扇连接件4安装在空心棱柱状散热主体8的左右两侧，散热片冷却风扇7正对若干散热片9布置，所述的散热片冷却风扇7用于对若干散热片9散热，在每个风扇连接件4内均设有一风道3，侧端冷却风扇6的风向正对各自的风道3，两个风扇连接件4内的风道开口均朝向喷头5，侧端冷却风扇6转动产生的风经风道3吹向喷头5；

打印料通过挤出机挤出后依次进入到进料管1、喉管10及倾斜管13，通过加热器12加热，加热熔融后的打印料沿倾斜管13流入混合腔11内进行混色，最后经过喷头5喷出，同时侧端冷却风扇6对熔融喷出的打印料进行冷却成型。

在黄铜加热块2内部开设两个通孔，其中一个通孔用于放置加热器12，另一个通孔用于安装温度传感器，温度传感器安装在加热器12的旁侧。所述加热器12为电阻丝加热器，加热快。

一种基于FDM3D打印机五色混色打印头，五种颜色的打印料通过进料管1进入打印头，并沿喉管10和倾斜管13进入混合腔中，在倾斜管中时被加热器12加热成熔融状态在混合腔11中混合，并经喷头5排出。

在本申请中，进料管1与喉管10为特氟龙管，利用特氟龙管表面光滑的特性和耐高温性能，使得材料更容易进出。

五根进料管1、及喉管10均呈星形分布。采用星形的设计，提高了空间利用率，使得进料混合效果更好。

本申请采用冷却组件与散热片9之间的配合，使得传递的热量能够很快的扩散掉。

本申请的工作过程为：在进行安装时，首先将喉管10安装于喉管连接件14内，再将输料管1插入喉管10内，再将喷嘴5、加热器12及温度传感器安装在带有混合腔11和倾斜管13的黄铜加热块2的对应位置，再将喉管连接件14与黄铜加热块2连接在一起，再将风扇连接件4与喉管连接件14连接在一起，侧端冷却风扇6的风向正对风道3，散热片冷却风扇7正对散热片9，完成组装；

在进行工作时，首先，通过加热器12对黄铜加热块2进行加热，同时通过温度传感器反馈温度信号，在加热的过程中，将散热片冷却风扇7开启，对散热片9进行冷却，当温度传感器反馈的温度信号达到所需温度时，五个进料管1通入的耗材达到熔点熔化，熔融的耗材在混合腔11内混合，经打印喷头5喷出，侧端冷却风扇6开启，侧端冷却风扇6产生的冷却风经由风道3吹向喷头5喷出的熔融打印耗材，将熔融打印耗材冷却成型。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。