本發(fā)明涉及打印機(jī)噴頭，尤其涉及一種高精度的fdm4d打印金屬-塑料功能梯度結(jié)構(gòu)噴頭。

背景技術(shù)：

1、隨著制造業(yè)的飛速發(fā)展，對(duì)于復(fù)雜功能結(jié)構(gòu)件的需求越來(lái)越迫切，因此對(duì)于成形工藝、材料選擇、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等都提出了更高的要求。常見(jiàn)的3d打印耗材包括金屬、非金屬等，相比于傳統(tǒng)制造，具有可實(shí)現(xiàn)個(gè)性化制造、定制化制造，無(wú)需夾具、刀具，成本低，周期短，材料利用率高，極大地提高了材料的利用率等諸多優(yōu)點(diǎn)，在全世界范圍內(nèi)發(fā)展迅速，廣泛應(yīng)用于航空航天、汽車(chē)、電子電器、生物醫(yī)療等領(lǐng)域。

2、3d打印熔融沉積工程塑料或特種工程塑料。尤其是特種工程塑料本身優(yōu)異的性能（高強(qiáng)度）和低密度（輕量化），在某些應(yīng)用領(lǐng)域已逐步成為金屬的替代材料。然而，純材料性能不能滿(mǎn)足快速發(fā)展的工業(yè)需求，因此復(fù)合材料的概念被提出?，F(xiàn)有方式主要通過(guò)制備復(fù)合原材料，然后拉絲，再進(jìn)行3d打印，此方式會(huì)出現(xiàn)絲材混合不均勻現(xiàn)象、周期常，配比調(diào)控不柔性，性能強(qiáng)化閾值受材料限制，難以滿(mǎn)足功能梯度結(jié)構(gòu)零件性能需求。

3、針對(duì)上述問(wèn)題，現(xiàn)有技術(shù)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)?02210228261.3公開(kāi)了一種基于三原色的彩色fdm3d打印機(jī)，通過(guò)三原色實(shí)現(xiàn)了fdm3d打印機(jī)彩色以及漸變色的打印。

4、但在上述方式中，材料混合均勻性欠佳，在塑料功能梯度結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制備時(shí)，塑料的復(fù)合精度和偏析直接影響功能梯度結(jié)構(gòu)性能以及界面質(zhì)量，現(xiàn)有塑料功能梯度結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要停留在不同材料含量配比設(shè)計(jì)上，成型前完成材料設(shè)計(jì)，材料可變范圍小，柔性差，同時(shí)，塑料混合不均勻會(huì)直接造成功能梯度結(jié)構(gòu)性能與設(shè)計(jì)不一致，嚴(yán)重導(dǎo)致界面開(kāi)裂，成形失效。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種高精度的fdm4d打印金屬-塑料功能梯度結(jié)構(gòu)噴頭，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中材料混合均勻性欠佳，在塑料功能梯度結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制備時(shí)，塑料的復(fù)合精度和偏析直接影響功能梯度結(jié)構(gòu)性能以及界面質(zhì)量，現(xiàn)有塑料功能梯度結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要停留在不同材料含量配比設(shè)計(jì)上，成型前完成材料設(shè)計(jì)，材料可變范圍小，柔性差，同時(shí)，塑料混合不均勻會(huì)直接造成功能梯度結(jié)構(gòu)性能與設(shè)計(jì)不一致，嚴(yán)重導(dǎo)致界面開(kāi)裂，成形失效的技術(shù)問(wèn)題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的一種高精度的fdm4d打印金屬-塑料功能梯度結(jié)構(gòu)噴頭，包括第一進(jìn)料裝置、兩個(gè)第二進(jìn)料裝置、進(jìn)料連接件、水冷裝置、熔融攪拌裝置、進(jìn)料導(dǎo)管外殼和多根絲料導(dǎo)管，所述進(jìn)料導(dǎo)管外殼設(shè)置在打印機(jī)框架上，所述進(jìn)料連接件與所述進(jìn)料導(dǎo)管外殼連接，所述第一進(jìn)料裝置和兩個(gè)所述第二進(jìn)料裝置均設(shè)置在所述進(jìn)料連接件上，多根所述絲料導(dǎo)管的一端分別與所述第一進(jìn)料裝置和兩個(gè)所述第二進(jìn)料裝置連接，多根所述絲料導(dǎo)管的另一端置于所述進(jìn)料導(dǎo)管外殼內(nèi)，所述水冷裝置與所述進(jìn)料導(dǎo)管外殼連接，所述熔融攪拌裝置與所述水冷裝置的下端固定連接。

3、其中，所述第一進(jìn)料裝置包括第一電機(jī)、第一摩擦輪、第一固定輪、固定輪連接件a和導(dǎo)料連接件，所述導(dǎo)料連接件與所述進(jìn)料連接件連接，且所述導(dǎo)料連接件與對(duì)應(yīng)的所述導(dǎo)管連接，所述第一固定輪通過(guò)所述固定輪連接件a與所述導(dǎo)料連接件連接，所述第一電機(jī)安裝在所述導(dǎo)料連接件上，所述第一電機(jī)的輸出端與所述第一摩擦輪固定連接。

4、其中，所述第二進(jìn)料裝置包括第二電機(jī)、第二摩擦輪、第二固定輪和固定輪連接件b，所述第二固定輪通過(guò)所述固定輪連接件b設(shè)置在所述進(jìn)料連接件上，所述第二電機(jī)安裝在所述進(jìn)料連接件上，所述第二電機(jī)的輸出端與所述第二摩擦輪固定連接。

5、其中，所述水冷裝置包括水冷外殼、導(dǎo)管接頭、水冷導(dǎo)管和水冷器，所述水冷外殼與所述進(jìn)料導(dǎo)管外殼連接，所述導(dǎo)管接頭的上端與多根所述絲料導(dǎo)管連接，所述導(dǎo)管接頭的下端與所述水冷導(dǎo)管連接，所述水冷器設(shè)置在所述水冷導(dǎo)管的外壁，所述水冷導(dǎo)管的下端與所述熔融攪拌裝置連接。

6、其中，所述熔融攪拌裝置包括加熱塊、喉管、金屬網(wǎng)、攪拌器、隔熱墊片、攪拌電機(jī)和噴嘴，所述加熱塊與所述水冷導(dǎo)管連接，所述喉管和所述金屬網(wǎng)均設(shè)置在所述加熱塊內(nèi)，所述攪拌電機(jī)通過(guò)所述隔熱墊片設(shè)置在所述加熱塊上，所述攪拌電機(jī)的輸出端與所述攪拌器連接，所述攪拌器同樣設(shè)置在所述加熱塊內(nèi)，所述噴嘴與所述加熱塊固定連接。

7、其中所述噴嘴包括主體、電線、密封環(huán)、金屬絲、外陶瓷保溫套、鐵筒、內(nèi)陶瓷保溫套和磁感應(yīng)線圈，所述主體與所述加熱塊連接，所述主體具有第一凹槽和第二凹槽，所述密封環(huán)設(shè)置在所述第二凹槽內(nèi)，所述金屬絲的一端經(jīng)所述第二凹槽進(jìn)入，并貫穿所述密封環(huán)，置于所述第一凹槽內(nèi)，所述鐵筒與所述主體連接，所述內(nèi)陶瓷保溫套與所述鐵筒連接，所述內(nèi)陶瓷保溫套外壁設(shè)置有所述磁感應(yīng)線圈，所述外陶瓷保溫套與所述內(nèi)陶瓷保溫套螺紋連接。

8、本發(fā)明的一種高精度的fdm4d打印金屬-塑料功能梯度結(jié)構(gòu)噴頭，在具體使用時(shí)，三種材料分別經(jīng)所述第一進(jìn)料裝置和兩個(gè)所述第二進(jìn)料裝置進(jìn)入多根所述絲料導(dǎo)管，并經(jīng)所述水冷裝置冷卻后，在所述熔融攪拌裝置中進(jìn)行熔融，混溶后的絲材包裹金屬絲后進(jìn)入噴頭端部噴出，當(dāng)單條程序結(jié)束后，線圈得電將金屬絲熔斷，為下一條成形做準(zhǔn)備直到實(shí)現(xiàn)功能梯度結(jié)構(gòu)的4d打印成形，在打印過(guò)程中，若想實(shí)現(xiàn)某一特定材料的打印，控制所述第一進(jìn)料裝置和兩個(gè)所述第二進(jìn)料裝置的進(jìn)料速度恒定，若想實(shí)現(xiàn)漸變材料打印，可以讓所述第一進(jìn)料裝置和兩個(gè)所述第二進(jìn)料裝置的進(jìn)料速度其中一個(gè)或多個(gè)發(fā)生變化，實(shí)現(xiàn)高精度的功能梯度結(jié)構(gòu)打印，以此方式解決了現(xiàn)有技術(shù)中材料混合均勻性欠佳，在塑料功能梯度結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制備時(shí)，塑料的復(fù)合精度和偏析直接影響功能梯度結(jié)構(gòu)性能以及界面質(zhì)量，現(xiàn)有塑料功能梯度結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要停留在不同材料含量配比設(shè)計(jì)上，成型前完成材料設(shè)計(jì)，材料可變范圍小，柔性差，同時(shí)，塑料混合不均勻會(huì)直接造成功能梯度結(jié)構(gòu)性能與設(shè)計(jì)不一致，嚴(yán)重導(dǎo)致界面開(kāi)裂，成形失效的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)特征：

1.一種高精度的fdm4d打印金屬-塑料功能梯度結(jié)構(gòu)噴頭，其特征在于，

2.如權(quán)利要求1所述的高精度的fdm4d打印金屬-塑料功能梯度結(jié)構(gòu)噴頭，其特征在于，

3.如權(quán)利要求2所述的高精度的fdm4d打印金屬-塑料功能梯度結(jié)構(gòu)噴頭，其特征在于，

4.如權(quán)利要求3所述的高精度的fdm4d打印金屬-塑料功能梯度結(jié)構(gòu)噴頭，其特征在于，

5.如權(quán)利要求4所述的高精度的fdm4d打印金屬-塑料功能梯度結(jié)構(gòu)噴頭，其特征在于，

6.如權(quán)利要求5所述的高精度的fdm4d打印金屬-塑料功能梯度結(jié)構(gòu)噴頭，其特征在于，

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及打印機(jī)噴頭技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種高精度的FDM4D打印金屬?塑料功能梯度結(jié)構(gòu)噴頭，包括第一進(jìn)料裝置、兩個(gè)第二進(jìn)料裝置、進(jìn)料連接件、水冷裝置、熔融攪拌裝置、進(jìn)料導(dǎo)管外殼和多根絲料導(dǎo)管，以此方式解決了現(xiàn)有技術(shù)中材料混合均勻性欠佳，在塑料功能梯度結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制備時(shí)，塑料的復(fù)合精度和偏析直接影響功能梯度結(jié)構(gòu)性能以及界面質(zhì)量，現(xiàn)有塑料功能梯度結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)主要停留在不同材料含量配比設(shè)計(jì)上，成型前完成材料設(shè)計(jì)，材料可變范圍小，柔性差，同時(shí)，塑料混合不均勻會(huì)直接造成功能梯度結(jié)構(gòu)性能與設(shè)計(jì)不一致，嚴(yán)重導(dǎo)致界面開(kāi)裂，成形失效的技術(shù)問(wèn)題。

技術(shù)研發(fā)人員：吳文征,趙敏,石文凱,趙雨,何金龍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：吉林大學(xué)重慶研究院
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/9