一种适用于高速3D打印的双喷头切换装置

本发明属于3d打印，具体涉及一种适用于高速3d打印的双喷头切换装置。

背景技术：

1、双喷头3d打印机可以适用于多种材料的打印工作，现有的双喷头3d打印机通常将两个喷头同时加载在光轴或导轨上，通过切换组件进行喷头上下或旋转切换。但因为加载了两个喷头和切换组件，导致整体喷头尺寸偏大且重量较重，影响打印速度和打印精度。

2、现有技术的双喷头结构中，当其中一个喷头处于待机状态时，为保证打印切换时间尽量短，往往会使待机喷头也处于工作温度或低于工作温度一定温度，这样在切换后可以缩短喷头加热所等待的时间。但因为待机喷头的温度较高，导致待机喷头内部打印耗材熔化，滴落到打印零件上，影响打印效果或是打印等待时，耗材少量熔化，粘结在喷嘴上，使得切换后打印效果较差。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种适用于高速3d打印的双喷头切换装置，该适用于高速3d打印的双喷头切换装置通过将双喷头解耦合的方式，在保证能够实现双喷头切换功能的基础上，最大程度降低整体喷头质量，提高喷头运动速度，从而提高打印速度。同时解决了废料加热后滴落在打印模型上，影响打印质量的问题。

2、本发明是通过如下技术方案实现的：

3、一种适用于高速3d打印的双喷头切换装置，包括切换模块、第一喷头组合模块、第二喷头组合模块和待机模块；所述切换模块用于加载以及控制第一喷头组合模块和第二喷头组合模块的移动；所述第一喷头组合模块和第二喷头组合模块用于实现不同耗材的打印；所述待机模块用于放置第一喷头组合模块和第二喷头组合模块并保持其喷嘴干净。

4、进一步的，所述切换模块包括第一光轴、第一塑料块、第二光轴、底座滑块、第二塑料块、抓取机构、第三塑料块、第三光轴、第四塑料块、第五塑料块、第四光轴、第六塑料块和钣金上框；

5、第一光轴和第二光轴沿x轴方向平行设置，均安装在第一塑料块和第二塑料块之间；第三光轴和第四光轴沿y轴方向平行设置；第三光轴安装在第三塑料块和第四塑料块之间，第四光轴安装在第五塑料块和第六塑料块之间；第一塑料块安装在第三光轴上，第二塑料块安装在第四光轴上；第三塑料块、第四塑料块、第五塑料块和第六塑料块都固定在钣金上框上；底座滑块安装在第一光轴和第二光轴上，底座滑块通过皮带传动能够沿着第一光轴和第二光轴做x向移动，也能随着第一塑料块和第二塑料块沿着第三光轴和第四光轴做y向移动；抓取机构安装在底座滑块上；

6、所述底座滑块包括喷头冷却风扇、滑块底座前板、第一步进电机、第一石墨铜套、滑块底座后板和第二石墨铜套；所述第一石墨铜套和第二石墨铜套固定在滑块底座前板和滑块底座后板之间，分别与第一光轴和第二光轴连接；喷头冷却风扇与滑块底座前板连接，用于对喷嘴处进行快速冷却；第一步进电机安装在滑块底座后板上，部分镶嵌在滑块底座前板上；

7、所述抓取机构包括切换钣金、第一滚珠、第二滚珠、第一齿轮、第三滚珠、第二齿轮和第四滚珠；第一齿轮和第二齿轮安装于切换钣金和滑块底座后板之间；第一齿轮和第二齿轮朝向切换钣金的一侧均设置有角度旋转块；第一齿轮和第二齿轮均与第一步进电机的输出齿轮啮合；第一滚珠、第二滚珠、第三滚珠和第四滚珠安装在切换钣金上，且分别位于两个角度旋转块的四周。

8、进一步的，第一喷头组合模块与第二喷头组合模块结构相同，均包括转接切换板、喷头热端、测距探头、固定座后板、转接板、后盖、第二步进电机、固定座前板、挤出机、第一光轴组、第二光轴组、第三光轴组和第四光轴组；挤出机安装在固定座前板和转接切换板之间，喷头热端安装在挤出机的输出端；测距探头安装在固定座前板下方的槽上；第二步进电机安装在固定座前板和固定座后板之间，用于给挤出机提供挤出力；转接板安装在固定座后板上，用于进行各路电源线和控制线的转接；后盖安装在转接板外侧，后盖上设置有后孔位；

9、转接切换板上设置有与抓取机构的角度旋转块相匹配的两个通孔，第一光轴组、第二光轴组、第三光轴组和第四光轴组均固定在转接切换板上所述通孔的四周，且均各自包含两根水平设置的光轴，两根光轴之间的间隙用于与抓取机构上的一个滚珠相配合，实现喷头组合模块与在抓取机构在x方向的位置锁定。

10、进一步的，所述待机模块包括待机底座、第一擦料装置、吐料盒和第二擦料装置，待机底座用于安装在打印机上；待机底座上设置有两个待机位，第一擦料装置和第二擦料装置分别设置在两个待机位下方；待机位上设置有两个或多个圆形凸起，圆形凸起上设置有卡槽，圆形凸起的位置与后盖上的后孔位相匹配，用于配合后盖完成锁定；吐料盒安装在第一擦料装置和第二擦料装置的下方，采用可拆卸安装方式；

11、所述第一擦料装置和第二擦料装置结构相同，均包括擦料硅胶、擦料弹簧座、第一弹簧、第二弹簧和擦料底座；擦料硅胶安装在擦料弹簧座上，采用可拆卸安装方式；第一弹簧和第二弹簧安装在擦料弹簧座和擦料底座之间，用于在擦料弹簧座受到挤压时进行回弹。

12、本发明具有如下有益效果：

13、1、本发明提供了一种适用于高速3d打印的双喷头切换装置，该装置将抓取机构装载在滑块上，利用抓取机构实现双喷头解耦合。打印时滑块按照所设定程序正常运动，当需要更换喷头时，通过滑块上的抓取机构来抓取或放置喷头，实现在不同场景下只需加载单个喷头。本结构使得在工作时刻仅有一个喷头的重力加载在机器上，有效降低工作时刻喷头的重量，从而提升打印速度，实现稳定的打印，并且不以降低定位精度和重复定位精度为代价。

14、2、传统双喷头结构进行喷头切换后，a喷头无法移动到b喷头的极限位置进行打印，减少了双喷头打印行程，本发明利用滑块加载抓取机构，完美解决了传统双喷头行程不统一的问题，间接提高了打印行程。

15、3、本发明可以在一个喷头正常工作时，另一个喷头处于底座上进行等待打印，此时在底座上设有擦料硅胶，等待打印的喷头的喷嘴与擦料硅胶贴合，可避免喷嘴内部耗材因温度较高软化渗漏，在切换后影响打印表面质量。且因擦料硅胶的存在，可以使等待喷头温度设置为一个较高的值，缩短切换喷头后的加热时间，提高打印速度。

16、4、本发明可以在打印途中，更换待机喷头的打印耗材，实现更多耗材的打印，或是取出待机喷头进行维修维护。相较于传统双喷头，本发明中的解耦合式双喷头更便于维护，且一个喷头损坏或维修不影响另一个喷头正常工作。

17、5、本发明还可以通过添加新的喷头和新的喷头卡座，来实现更多喷头的打印，同时利用滑块和抓取机构对新的喷头进行抓取。

技术特征：

1.一种适用于高速3d打印的双喷头切换装置，其特征在于，包括切换模块(1)、第一喷头组合模块(2)、第二喷头组合模块(3)和待机模块(4)；所述切换模块(1)用于加载以及控制第一喷头组合模块(2)和第二喷头组合模块(3)的移动；所述第一喷头组合模块(2)和第二喷头组合模块(3)用于实现不同耗材的打印；所述待机模块(4)用于放置第一喷头组合模块(2)和第二喷头组合模块(3)并保持喷嘴干净。

2.根据权利要求1所述的双喷头切换装置，其特征在于，所述切换模块(1)包括第一光轴(101)、第一塑料块(102)、第二光轴(103)、底座滑块(104)、第二塑料块(105)、抓取机构(106)、第三塑料块(120)、第三光轴(121)、第四塑料块(122)、第五塑料块(123)、第四光轴(124)、第六塑料块(125)和钣金上框(126)；

3.根据权利要求2所述的双喷头切换装置，其特征在于，第一喷头组合模块(2)与第二喷头组合模块(3)结构相同，均包括转接切换板(201)、喷头热端(202)、测距探头(203)、固定座后板(204)、转接板(205)、后盖(206)、第二步进电机(207)、固定座前板(208)、挤出机(209)、第一光轴组(210)、第二光轴组(211)、第三光轴组(212)和第四光轴组(213)；挤出机(209)安装在固定座前板(208)和转接切换板(201)之间，喷头热端(202)安装在挤出机(209)的输出端；测距探头(203)安装在固定座前板(208)下方的槽上；第二步进电机(207)安装在固定座前板(208)和固定座后板(204)之间，用于给挤出机(209)提供挤出力；转接板(205)安装在固定座后板(204)上，用于进行各路电源线和控制线的转接；后盖(206)安装在转接板(205)外侧，后盖(206)上设置有后孔位；

4.根据权利要求3所述的双喷头切换装置，其特征在于，所述待机模块(4)包括待机底座(401)、第一擦料装置(402)、吐料盒(403)和第二擦料装置(404)，待机底座(401)用于安装在打印机上；待机底座(401)上设置有两个待机位，第一擦料装置(402)和第二擦料装置(404)分别设置在两个待机位下方；待机位上设置有两个或多个圆形凸起(405)，圆形凸起(405)上设置有卡槽，圆形凸起(405)的位置与后盖(206)上的后孔位相匹配，用于配合后盖(206)完成锁定；吐料盒(403)安装在第一擦料装置(402)和第二擦料装置(404)的下方，采用可拆卸安装方式；

技术总结本发明提供了一种适用于高速3D打印的双喷头切换装置，包括切换模块、第一喷头组合模块、第二喷头组合模块和待机模块；所述切换模块用于加载以及控制第一喷头组合模块和第二喷头组合模块的移动；所述第一喷头组合模块和第二喷头组合模块用于实现不同耗材的打印；所述待机模块用于放置第一喷头组合模块和第二喷头组合模块并保持喷嘴干净。该适用于高速3D打印的双喷头切换装置通过将双喷头解耦合的方式，在保证能够实现双喷头切换功能的基础上，最大程度降低整体喷头质量，提高喷头运动速度，从而提高打印速度；同时解决了废料加热后滴落在打印模型上，影响打印质量的问题。技术研发人员：曹宇,周昌平,陈洁,叶总一,杨家轮,薛迪强受保护的技术使用者：温州大学技术研发日：技术公布日：2024/7/18