本發(fā)明屬于3d打印設(shè)備，更具體地說，涉及一種陣列式熔融fdm?3d打印噴頭。

背景技術(shù)：

1、3d打印技術(shù)是一項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)，通過數(shù)字模型來創(chuàng)建實(shí)際物體，實(shí)現(xiàn)了從虛擬到現(xiàn)實(shí)的轉(zhuǎn)換。其中熔融沉積建模（fdm）技術(shù)作為最為常見和成熟的3d打印技術(shù)之一，其基本原理是使用熔化的材料，并通過噴嘴逐層地?cái)D出到建筑平臺上；每一層材料被快速冷卻固化，并與上一層相融合，形成堅(jiān)固的物體。fdm技術(shù)設(shè)備相對簡單且低廉且適用于廣泛的材料，包括塑料、金屬和陶瓷等，它還具有高度的制造自由度，能夠制造具有復(fù)雜幾何形狀的物體。工業(yè)上fdm技術(shù)可用于制造原型、定制工具和模具等；醫(yī)療領(lǐng)域上可用于制造醫(yī)療設(shè)備、人工骨骼和口腔矯正器等；此外，fdm技術(shù)在藝術(shù)創(chuàng)作和教育領(lǐng)域也有很多創(chuàng)新的應(yīng)用。

2、然而，傳統(tǒng)的fdm?3d打印技術(shù)打印速度慢，噪音大，同時(shí)在打印時(shí)兩個(gè)移動軸造成設(shè)備的慣性大，速度越快慣性越大，導(dǎo)致打印精度變差；所以無論機(jī)械結(jié)構(gòu)如何優(yōu)化都難以同時(shí)提高打印效率和質(zhì)量。以中國發(fā)明專利文獻(xiàn)公開的一種基于fdm的面成型3d打印設(shè)備及方法（cn201710281096.7）為例，該發(fā)明通過設(shè)置一排打印噴嘴同時(shí)工作擠出材料，實(shí)現(xiàn)了fdm打印設(shè)備的面成型制造，提升了打印速度及效率；然而由于熔融材料需要經(jīng)過送料管輸送到噴頭處，而熔融材料粘度很高且要實(shí)現(xiàn)打印后能快速固化，因此熔融材料容易在送料管處凝結(jié)，從而影響打印效率。

3、因此，我們需要一種結(jié)構(gòu)合理，打印效率高且打印質(zhì)量好的熔融fdm?3d打印噴頭。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種陣列式熔融fdm?3d打印噴頭，結(jié)構(gòu)排布合理，能通過陣列排布的出料口實(shí)現(xiàn)fdm?3d的快速打印，且解決熔融材料由于輸送冷卻導(dǎo)致固化阻塞出料問題。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

3、本發(fā)明的一種陣列式熔融fdm?3d打印噴頭，包括結(jié)構(gòu)支撐模塊、電路控制模塊、溫度控制模塊和噴頭主體模塊；結(jié)構(gòu)支撐模塊位于電路控制模塊上部，用于固定和支撐電路控制模塊、溫度控制模塊和噴頭主體模塊；溫度控制模塊可拆卸安裝在噴頭主體模塊外周，用于控制噴頭主體模塊內(nèi)的溫度；電路控制模塊位于噴頭主體模塊上部，用于控制噴頭主體模塊出料。

4、所述結(jié)構(gòu)支撐模塊包括壓板、連接板、電路板和電磁鐵固定板，壓板與連接板可拆卸連接；電路板和電磁鐵固定板從上到下依次安裝在壓板底部，電磁鐵固定板表面開有若干均勻排布的安裝孔，用于連接及固定電路控制模塊，電路控制模塊與電路板電性連接，受電路板控制達(dá)到控制噴頭主體模塊出料的效果。

5、所述噴頭主體模塊包括打印塊和熔池進(jìn)口，打印塊內(nèi)部開有熔料腔，連通熔池進(jìn)口，熔料腔用于裝載熔融材料，打印塊底部開有若干與電路控制模塊對應(yīng)的均勻排布的出料口，用于使多個(gè)出料口同時(shí)出料，從而提高打印效率。

6、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，溫度控制模塊包括隔熱墊、隔熱殼、一對陶瓷加熱片和溫度傳感器；隔熱墊位于打印塊上部，用于隔絕打印塊內(nèi)部熱量散發(fā)；一對陶瓷加熱片安裝在打印塊兩側(cè)，用于加熱熔融打印塊內(nèi)部材料；隔熱殼套合于打印塊及陶瓷加熱片外周，用于減少熱量損失；溫度傳感器可拆卸安裝在打印塊尾端，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測打印塊內(nèi)部溫度信息，從而避免打印塊內(nèi)部過熱導(dǎo)致熔融材料的化學(xué)結(jié)構(gòu)降解，影響打印件的機(jī)械性能和外觀，也避免了打印塊內(nèi)部溫度不足導(dǎo)致熔融材料未能完全熔融造成擠出不暢，形成空腔或斷層，影響打印效率。

7、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，電路控制模塊包括若干電磁鐵、若干彈簧和若干開關(guān)插銷；電磁鐵卡合安裝在電磁鐵固定板的安裝孔處，開關(guān)插銷位于電磁鐵內(nèi)部，彈簧位于開關(guān)插銷與電路板之間，用于在電磁鐵未吸附時(shí)彈性驅(qū)動開關(guān)插銷下移封堵出料口。

8、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，電磁鐵包括引線、定塊和動塊；定塊輪廓為筒形，位于電磁鐵固定板的安裝孔處；引線固定安裝在定塊頂部，引線與電路板電性連接；動塊輪廓為筒形，位于定塊內(nèi)部，與定塊同軸心；動塊內(nèi)部與開關(guān)插銷頂部可拆卸連接，用于在引線通電后磁力驅(qū)動動塊帶動開關(guān)插銷移動，實(shí)現(xiàn)出料口的啟閉。

9、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，開關(guān)插銷包括插銷主體、一對上引腳和開關(guān)部；不同開關(guān)插銷的兩上引腳之間的距離不同，用于實(shí)現(xiàn)不同開關(guān)插銷位置的錯位，從而在緊密排布的出料口中創(chuàng)造出安裝電磁鐵的空間。

10、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，打印塊的熔料腔上部固定安裝有延長臺，延長臺縱向開有若干延伸到打印塊頂部的通孔，開關(guān)插銷的底部與通孔滑動連接，用于實(shí)現(xiàn)對開關(guān)部的保護(hù)和導(dǎo)向，減少開關(guān)部變形；打印塊的熔料腔下部設(shè)有限位機(jī)構(gòu)，限位機(jī)構(gòu)縱向開有若干對應(yīng)出料口的通槽，通槽與開關(guān)插銷的底部滑動連接，用于對開關(guān)插銷的開關(guān)部限位，避免開關(guān)部在滑動過程中偏移。

11、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，打印塊遠(yuǎn)離熔池進(jìn)口的一側(cè)設(shè)有融池密封件，用于保證打印塊內(nèi)部的密封，防止熔融材料泄漏，并能在打印塊內(nèi)部保持一定的壓力以確保材料能夠穩(wěn)定地被擠出，提高打印效率。

12、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，熔池進(jìn)口處設(shè)有連接管隔熱轉(zhuǎn)換頭，用于連接熔融材料的供應(yīng)系統(tǒng)，并避免熔融材料轉(zhuǎn)移過程中熱量散失。

13、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，融池密封件頂部設(shè)有散熱風(fēng)扇，散熱風(fēng)扇與連接板可拆卸連接，用于對電路控制模塊所在區(qū)域降溫，避免電路控制模塊溫度過高，影響電磁鐵的吸附性能。

14、作為本發(fā)明的進(jìn)一步改進(jìn)，融池密封件處設(shè)有壓力傳感器，用于監(jiān)測材料在打印塊內(nèi)的壓力，以控制出料的穩(wěn)定性。

15、相比于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的有益效果在于：通過設(shè)置電路控制模塊控制噴頭主體模塊底部的陣列排布的出料口出料，能實(shí)現(xiàn)整行材料的同時(shí)打印，提高打印效率的同時(shí)保證打印質(zhì)量；通過在打印塊外周設(shè)置陶瓷加熱片升溫避免熔融材料冷卻凝固，同時(shí)利用隔熱墊和隔熱殼對打印塊外周包裹，避免熱量散失以及高溫影響電路控制模塊正常工作，保證熔融材料能順利從出料口排出；通過設(shè)置電路板分別針對開關(guān)插銷的一對上引腳同時(shí)利用電磁鐵驅(qū)動，使得開關(guān)插銷受力更大且均勻，能更好的實(shí)現(xiàn)熔融材料的出料；通過設(shè)置兩上引腳之間的距離不同的開關(guān)插銷，使得不同開關(guān)插銷之間能實(shí)現(xiàn)位置的錯位，從而在緊密排布的出料口中創(chuàng)造出空間，使得每個(gè)開關(guān)插銷可以獨(dú)立工作不互相影響。

技術(shù)特征：

1.一種陣列式熔融fdm?3d打印噴頭，其特征在于：包括結(jié)構(gòu)支撐模塊（1）、電路控制模塊（2）、溫度控制模塊（3）和噴頭主體模塊（4）；結(jié)構(gòu)支撐模塊（1）位于電路控制模塊（2）上部，用于固定和支撐電路控制模塊（2）、溫度控制模塊（3）和噴頭主體模塊（4）；溫度控制模塊（3）可拆卸安裝在噴頭主體模塊（4）外周，用于控制噴頭主體模塊（4）內(nèi)的溫度；電路控制模塊（2）位于噴頭主體模塊（4）上部，用于控制噴頭主體模塊（4）出料；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種陣列式熔融fdm?3d打印噴頭，其特征在于：所述溫度控制模塊（3）包括隔熱墊（31）、隔熱殼（32）、一對陶瓷加熱片（33）和溫度傳感器（34）；隔熱墊（31）位于打印塊（41）上部，用于隔絕打印塊（41）內(nèi)部熱量散發(fā)；一對陶瓷加熱片（33）安裝在打印塊（41）兩側(cè)，用于加熱熔融打印塊（41）內(nèi)部材料；隔熱殼（32）套合于打印塊（41）及陶瓷加熱片（33）外周，用于減少熱量損失；溫度傳感器（34）可拆卸安裝在打印塊（41）尾端，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測打印塊（41）內(nèi)部溫度信息。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種陣列式熔融fdm?3d打印噴頭，其特征在于：所述電路控制模塊（2）包括若干電磁鐵（21）、若干彈簧（22）和若干開關(guān)插銷（23），電磁鐵（21）卡合安裝在電磁鐵固定板（14）的安裝孔（141）處，開關(guān)插銷（23）位于電磁鐵（21）內(nèi)部，彈簧（22）位于開關(guān)插銷（23）與電路板（13）之間，用于彈性驅(qū)動開關(guān)插銷（23）下移封堵出料口（43）。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種陣列式熔融fdm?3d打印噴頭，其特征在于：所述電磁鐵（21）包括引線（211）、定塊（212）和動塊（213）；定塊（212）輪廓為筒形，位于電磁鐵固定板（14）的安裝孔（141）處；引線（211）固定安裝在定塊（212）頂部，引線（211）與電路板（13）電性連接；動塊（213）輪廓為筒形，位于定塊（212）內(nèi)部，與定塊（212）同軸心；動塊（213）內(nèi)部與開關(guān)插銷（23）頂部可拆卸連接，用于帶動開關(guān)插銷（23）移動。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種陣列式熔融fdm?3d打印噴頭，其特征在于：所述開關(guān)插銷（23）包括插銷主體（231）、一對上引腳（232）和開關(guān)部（233）；不同開關(guān)插銷（23）的兩上引腳（232）之間的距離不同，用于實(shí)現(xiàn)不同開關(guān)插銷（23）位置的錯位。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種陣列式熔融fdm?3d打印噴頭，其特征在于：所述打印塊（41）的熔料腔上部固定安裝有延長臺（44），延長臺（44）縱向開有若干延伸到打印塊（41）頂部的通孔，開關(guān)插銷（23）的底部與通孔滑動連接；打印塊（41）的熔料腔下部設(shè)有限位機(jī)構(gòu)（45），限位機(jī)構(gòu)（45）縱向開有若干對應(yīng)出料口（43）的通槽，通槽與開關(guān)插銷（23）的底部滑動連接，用于對開關(guān)插銷（23）限位。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種陣列式熔融fdm?3d打印噴頭，其特征在于：所述打印塊（41）遠(yuǎn)離熔池進(jìn)口（42）的一側(cè)設(shè)有融池密封件（46），用于保證打印塊（41）內(nèi)部的密封，防止材料泄漏。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種陣列式熔融fdm?3d打印噴頭，其特征在于：所述熔池進(jìn)口（42）處設(shè)有連接管隔熱轉(zhuǎn)換頭（47），用于連接熔融材料的供應(yīng)系統(tǒng)，并避免熔融材料轉(zhuǎn)移過程中熱量散失。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種陣列式熔融fdm?3d打印噴頭，其特征在于：所述融池密封件（46）頂部設(shè)有散熱風(fēng)扇（5），散熱風(fēng)扇（5）與連接板（12）可拆卸連接，用于對電路控制模塊（2）所在區(qū)域降溫。

10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種陣列式熔融fdm?3d打印噴頭，其特征在于：所述融池密封件（46）處設(shè)有壓力傳感器（6），用于監(jiān)測材料在打印塊（41）內(nèi)的壓力，以控制出料的穩(wěn)定性。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種陣列式熔融FDM?3D打印噴頭，屬于3D打印設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域。一種陣列式熔融FDM?3D打印噴頭，包括結(jié)構(gòu)支撐模塊、電路控制模塊、溫度控制模塊和噴頭主體模塊；溫度控制模塊可拆卸安裝在噴頭主體模塊外周，用于控制噴頭主體模塊內(nèi)的溫度；結(jié)構(gòu)支撐模塊包括電路板和電磁鐵固定板，電磁鐵固定板連接及固定電路控制模塊，電路控制模塊與電路板電性連接；噴頭主體模塊包括打印塊，打印塊底部開有若干與電路控制模塊對應(yīng)的均勻排布的出料口，電路控制模塊受電路板控制使多個(gè)出料口同時(shí)出料，從而提高打印效率。

技術(shù)研發(fā)人員：吳東楊
受保護(hù)的技術(shù)使用者：廈門奧瑞塔科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6