本實(shí)用新型涉及3D打印領(lǐng)域，尤其涉及一種可調(diào)整扭矩的3D打印機(jī)耗材擠出機(jī)構(gòu)，以切換齒輪系的方式改變擠出機(jī)扭矩，達(dá)到大范圍調(diào)節(jié)送絲扭矩的目的，從而解決普通FDM 3D打印機(jī)無法通過調(diào)整擠出機(jī)結(jié)構(gòu)來改變其工作扭矩的問題。

背景技術(shù)：

現(xiàn)在市面上的FDM式耗材擠出機(jī)，無論是遠(yuǎn)程送絲還是近程送絲，其傳動(dòng)部分機(jī)械結(jié)構(gòu)均不可調(diào)節(jié)，即當(dāng)其使用的電機(jī)的扭矩確定時(shí)，其送絲扭矩便隨之確定，無法通過調(diào)整擠出機(jī)結(jié)構(gòu)來改變其工作扭矩。當(dāng)送絲扭矩過小時(shí)，會(huì)導(dǎo)致電機(jī)丟步而劇烈抖動(dòng)（具體表現(xiàn)為電機(jī)突然反轉(zhuǎn)、發(fā)出劇烈噪聲），進(jìn)而使得加熱頭出絲異常（具體表現(xiàn)為出絲斷斷續(xù)續(xù)、或者出絲過細(xì)），嚴(yán)重降低打印件的表面質(zhì)量（出現(xiàn)孔洞等）和內(nèi)部質(zhì)量（填充不均勻等）。在高速打印的時(shí)候，因?yàn)樗徒z速度快，熱熔腔壓力增加，導(dǎo)致所要求的送絲扭矩成倍數(shù)增加，上述情況表現(xiàn)的尤為明顯。雖然現(xiàn)有的擠出機(jī)，可以通過改變電機(jī)電流等方法來調(diào)節(jié)扭矩，但是其調(diào)節(jié)范圍極其有限，而且當(dāng)電流過大時(shí)，會(huì)造成電機(jī)發(fā)熱嚴(yán)重，有可能導(dǎo)致電機(jī)因?yàn)槭Т哦鴣G步。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型旨在解決普通FDM 3D打印機(jī)無法通過調(diào)整擠出機(jī)結(jié)構(gòu)來改變其工作扭矩的問題，提出了一種可調(diào)整扭矩的3D打印機(jī)耗材擠出機(jī)。

本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種可調(diào)整扭矩的3D打印機(jī)耗材擠出機(jī)構(gòu)，包括送料裝置、步進(jìn)電機(jī)，所述送料裝置包括具有進(jìn)料槽和出料接口的第三殼體、相對(duì)地設(shè)置在所述第三殼體內(nèi)的送料滾輪和送料齒輪，所述步進(jìn)電機(jī)與送料齒輪驅(qū)動(dòng)連接，所述步進(jìn)電機(jī)與送料裝置之間還設(shè)置有通過撥動(dòng)切換開關(guān)位置切換齒輪傳動(dòng)路徑改變送料齒輪扭矩的調(diào)換器。

進(jìn)一步地，所述的調(diào)換器包括固定連接形成空腔的第一殼體和第二殼體、設(shè)置在所述空腔內(nèi)的可切換齒輪系、推動(dòng)所述可切換齒輪系改變傳動(dòng)路徑的擺架機(jī)構(gòu)，所述切換開關(guān)延伸至第一殼體外部且通過彈簧連接所述擺架機(jī)構(gòu)，所述的送料裝置固定在第二殼體上。

進(jìn)一步地，所述的可切換齒輪系包括均具有同軸大、小輪的驅(qū)動(dòng)輪組、第一從動(dòng)輪組、第二從動(dòng)輪組、第三從動(dòng)輪組，所述的驅(qū)動(dòng)輪組與步進(jìn)電機(jī)的輸出軸相連接，所述第一從動(dòng)輪組、第二從動(dòng)輪組、第三從動(dòng)輪組分別通過三根D字軸轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在所述擺架機(jī)構(gòu)上，其中，連接所述第三從動(dòng)輪組的D字軸一端還與送料齒輪驅(qū)動(dòng)連接。

進(jìn)一步地，當(dāng)切換開關(guān)擺到第一位置時(shí)，所述驅(qū)動(dòng)輪組的小輪與第一從動(dòng)輪組的大輪相嚙合， 第一從動(dòng)輪組的小輪與第三從動(dòng)輪組的大輪相嚙合；當(dāng)切換開關(guān)擺到第二位置時(shí)，所述驅(qū)動(dòng)輪組的大輪與第二從動(dòng)輪組的大輪相嚙合，第二從動(dòng)輪組的小輪與第三從動(dòng)輪組的大輪相嚙合。

進(jìn)一步地，所述的擺架機(jī)構(gòu)包括固定連接的第一擺架和第二擺架，所述第一擺架和第二擺架之間連接設(shè)置有用于平行設(shè)置有安裝所述第一從動(dòng)輪組、第二從動(dòng)輪組、第三從動(dòng)輪組的三根D字軸，所述第一擺架后端對(duì)稱設(shè)置兩個(gè)彈簧，兩個(gè)彈簧分別與切換開關(guān)相連接。

進(jìn)一步地，所述的第一殼體一側(cè)設(shè)置有用于固定切換開關(guān)位置的定位裝置。

進(jìn)一步地，所述的定位裝置包括擋塊，所述擋塊下端通過鉸軸鉸接在第一殼體上，上端通過螺釘或銷釘固定在第一殼體上。

進(jìn)一步地，所述的定位裝置包括卡塊板、拉桿、連接切換開關(guān)的切換把手，所述的卡塊板上沿長(zhǎng)度方向均勻設(shè)置有棘齒狀卡塊，所述拉桿與卡塊板中部垂直連接，所述的卡塊板的兩端設(shè)置有使切換把手始終與卡塊板相貼合的復(fù)位彈簧。

進(jìn)一步地，所述的步進(jìn)電機(jī)采用42系列步進(jìn)電機(jī)。

相比現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型具有如下有益效果：

本實(shí)用新型通過切換齒輪傳動(dòng)路徑改變扭矩的方式，解決了當(dāng)送絲扭矩過小時(shí)電機(jī)丟步而劇烈抖動(dòng)（具體表現(xiàn)為電機(jī)突然反轉(zhuǎn)、發(fā)出劇烈噪聲），進(jìn)而使得加熱頭出絲異常（具體表現(xiàn)為出絲斷斷續(xù)續(xù)、或者出絲過細(xì)）的問題，能使打印件的表面質(zhì)量和內(nèi)部質(zhì)量得到提高。在高速打印的時(shí)候，因?yàn)樗徒z速度快，熱熔腔壓力增加，導(dǎo)致所要求的送絲扭矩成倍數(shù)增加，此實(shí)用新型能解決上述問題，達(dá)到大范圍調(diào)節(jié)送絲扭矩的目的。

附圖說明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例一的可調(diào)整扭矩的3D打印機(jī)耗材擠出機(jī)總裝配圖。

圖2是本實(shí)用新型實(shí)施例一的送料裝置裝配圖。

圖3是本實(shí)用新型實(shí)施例一的調(diào)換器裝配圖。

圖4是本實(shí)用新型實(shí)施例一的可切換齒輪系裝配圖。

圖5是本實(shí)用新型實(shí)施例一的小扭矩齒輪系傳動(dòng)示意圖。

圖6是圖5中A-A向剖視示意圖。

圖7是本實(shí)用新型實(shí)施例一的大扭矩齒輪系傳動(dòng)示意圖。

圖8是圖7中B-B向剖視示意圖。

圖9是本實(shí)用新型實(shí)施例二的定位裝置示意圖。

圖中所示為：1-步進(jìn)電機(jī)；2-第一殼體；3-第二殼體；4-第三殼體；5-送料齒輪；6-送料滾輪；7-第一擺架；8-第二擺架；9-驅(qū)動(dòng)輪組；10-第一從動(dòng)輪組；11-第二從動(dòng)輪組；12-第三從動(dòng)輪組；13-彈簧；14-切換開關(guān)；15-定位塊；16-氣管接口；17-D字軸；18-復(fù)位彈簧；19-切換把手；20-拉桿；21-卡塊板。

具體實(shí)施方式

下面通過具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的目的作進(jìn)一步詳細(xì)地描述，實(shí)施例不能在此一一贅述，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不因此限定于以下實(shí)施例。

實(shí)施例一

一種可調(diào)整扭矩的3D打印機(jī)耗材擠出機(jī)構(gòu)，包括送料裝置、步進(jìn)電機(jī)1，所述的步進(jìn)電機(jī)1采用42系列步進(jìn)電機(jī)，所述送料裝置包括具有進(jìn)料槽和出料接口的第三殼體4、相對(duì)地設(shè)置在所述第三殼體4內(nèi)的送料滾輪6和送料齒輪5，所述步進(jìn)電機(jī)1與送料齒輪5驅(qū)動(dòng)連接，所述步進(jìn)電機(jī)1與送料裝置之間還設(shè)置有通過撥動(dòng)切換開關(guān)14位置切換齒輪傳動(dòng)路徑改變送料齒輪5扭矩的調(diào)換器。

具體而言，所述的調(diào)換器包括固定連接形成空腔的第一殼體2和第二殼體3、設(shè)置在所述空腔內(nèi)的可切換齒輪系、推動(dòng)所述可切換齒輪系改變傳動(dòng)路徑的擺架機(jī)構(gòu)，所述切換開關(guān)14延伸至第一殼體2外部且通過彈簧13連接所述擺架機(jī)構(gòu)，所述的送料裝置固定在第二殼體3上。

具體而言，所述的可切換齒輪系包括均具有同軸大、小輪的驅(qū)動(dòng)輪組9、第一從動(dòng)輪組10、第二從動(dòng)輪組11、第三從動(dòng)輪組12，所述的驅(qū)動(dòng)輪組9與步進(jìn)電機(jī)1的輸出軸相連接，所述第一從動(dòng)輪組10、第二從動(dòng)輪組11、第三從動(dòng)輪組12分別通過三根D字軸17轉(zhuǎn)動(dòng)設(shè)置在所述擺架機(jī)構(gòu)上，其中，連接所述第三從動(dòng)輪組12的D字軸17一端還與送料齒輪5驅(qū)動(dòng)連接。

具體而言，如圖6所示，當(dāng)切換開關(guān)14擺到第一位置時(shí)，所述驅(qū)動(dòng)輪組9的小輪與第一從動(dòng)輪組10的大輪相嚙合， 第一從動(dòng)輪組10的小輪與第三從動(dòng)輪組12的大輪相嚙合，第三從動(dòng)輪組12通過D字軸17與送料齒輪5相連，從而提高送料齒輪5的扭矩；如圖5所示，當(dāng)切換開關(guān)14擺到第二位置時(shí)，所述驅(qū)動(dòng)輪組9的大輪與第二從動(dòng)輪組11的大輪相嚙合，第二從動(dòng)輪組11的小輪與第三從動(dòng)輪組12的大輪相嚙合，第三從動(dòng)輪組12通過D字軸17與送料齒輪5相連，從而降低送料齒輪5的扭矩，提高送絲速度。

具體而言，所述的擺架機(jī)構(gòu)包括固定連接的第一擺架7和第二擺架8，所述第一擺架7和第二擺架8之間連接設(shè)置有用于平行設(shè)置有安裝所述第一從動(dòng)輪組10、第二從動(dòng)輪組11、第三從動(dòng)輪組12的三根D字軸17，所述第一擺架7后端連接彈簧13，所述彈簧13中部與切換開關(guān)14相連接。

具體而言，所述的第一殼體2一側(cè)設(shè)置有用于固定切換開關(guān)14位置的定位裝置，所述的定位裝置包括擋塊15，所述擋塊15下端通過鉸軸鉸接在第一殼體2上，上端通過螺釘或銷釘固定在第一殼體2上。

與切換開關(guān)14相連的兩個(gè)彈簧13在切換開關(guān)14擺到槽中間時(shí)處于平衡位置，當(dāng)切換開會(huì)14擺到不同位置時(shí)，兩個(gè)彈簧分別拉伸和壓縮，從而使齒輪系之間的嚙合壓緊，安裝在第一殼體2上的擋塊15能卡住切換開關(guān)14，保證齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)過程中始終嚙合。

進(jìn)料時(shí)耗材通過氣管接口16進(jìn)入進(jìn)料槽，然后靠送料齒輪5的擠壓通過出料槽到另一個(gè)氣管接口，完成送料操作。

實(shí)施例二

如圖7所述，本實(shí)施例與所述實(shí)施例一的區(qū)別在于：所述的定位裝置包括卡塊板21、拉桿20、連接切換開關(guān)14的切換把手19，所述的卡塊板21上沿長(zhǎng)度方向均勻設(shè)置有棘齒狀卡塊，所述拉桿20與卡塊板21中部垂直連接，所述的卡塊板21的兩端設(shè)置有使切換把手19始終與卡塊板21相貼合的復(fù)位彈簧18。

本實(shí)施例可通過調(diào)整切換開關(guān)位置實(shí)現(xiàn)齒輪系的多級(jí)轉(zhuǎn)換，增大調(diào)整范圍。作用機(jī)制為： 切換把手19處于中間初始位置，當(dāng)需要調(diào)小扭矩時(shí)，將切換把手19沿卡塊板21向上運(yùn)動(dòng)到第一個(gè)卡塊，使復(fù)位彈簧18壓縮，把手卡進(jìn)三角形卡塊，與其中一個(gè)直角面貼緊，形成自鎖作用。調(diào)大扭矩步驟如上。當(dāng)需要回到初始位置，只需將拉桿20拉向遠(yuǎn)離方向，壓縮復(fù)位彈簧18，使切換把手19可以從三角形卡塊處移出，回到初始位置。

本實(shí)用新型的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說明本實(shí)用新型所作的舉例，而并非是對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在上述說明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無需也無法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。