一种3D打印机的打印头以及3D打印机的制作方法

本申请涉及3d打印，特别是涉及一种3d打印机的打印头以及3d打印机。

背景技术：

1、在3d打印机中，挤出轮将打印材料向热端组件挤压，该打印材料对热端组件施加挤出力。热端组件受到的挤出力与3d打印机的打印效果有关，所以需要对热端组件受到的挤出力进行测量。

2、现有技术是采用图1中示出的悬臂表面应变法来测量挤出力，如图1所示，热端组件13与应变悬臂15的一端连接，应变悬臂15的另一端固定。其中应变悬臂15的表面贴设有应变片14。在挤出轮11将打印材料12向热端组件13挤压时，打印材料12施加在热端组件13的挤出力传递至应变悬臂15，使得应变悬臂15的表面产生应变，此时可以通过应变片14测量得到应变悬臂15的应变，从而测量热端组件13受到的挤出力。由于应变片的成本高，导致现有技术这种测量热端组件受到的挤出力的方式成本高。

技术实现思路

1、本申请提供了一种3d打印机的打印头以及3d打印机，可以降低测量热端组件受到的挤出力的成本，且结构简单，空间紧凑。

2、第一方面，本申请实施例提供了一种3d打印机的打印头，所述打印头本体设有挤出轮、热端组件以及位于所述挤出轮与所述热端组件之间的支架；其中，

3、所述热端组件和所述支架固定连接所述打印头本体，所述打印头本体的刚度在一定范围内；在所述挤出轮将打印材料向所述热端组件挤压时，所述打印头本体产生形变，使得所述热端组件相对所述支架产生位移；

4、所述支架在朝向所述热端组件的一侧设有距离传感装置，所述距离传感装置用于感测所述热端组件与所述支架之间的距离，以得到所述打印材料对所述热端组件施加的挤出力。

5、本申请实施例在支架与热端组件之间增加距离传感装置，通过距离传感装置来感测热端组件与支架之间的距离，进而得到打印材料对热端组件施加的挤出力(即热端组件受到的挤出力)。相对于现有技术中的悬臂表面应变法，距离传感装置装置所需要的后端模拟电路的成本低，尤其是在需要高采样率的挤出力测量的场景中，悬臂表面应变法的成本极高，而本申请实施例的距离传感装置带宽高，即使采样率提高，距离传感装置也适用，成本也相对较低。并且，热端组件无需依赖于悬臂连接到上一级结构，结构简单、设计灵活度高，空间利用率高。

6、结合第一方面，在第一种可能的实现方式中，所述热端组件用于接触所述3d打印机的打印平台；

7、所述距离传感装置还用于感测所述热端组件与所述打印平台中多个位置之间的多个距离，以得到所述打印平台的平整度。

8、在本申请实施例中，打印平台的平整度可以为3d打印机的打印平台调平提供数据支持，即实施本申请实施例，测量热端组件受到的挤出力以及打印平台调平共用一个距离传感装置，成本可以进一步降低。

9、结合第一方面或结合第一方面上述任意一种可能的实现方式，在第二种可能的实现方式中，所述距离传感装置包括线圈，所述热端组件包括散热鳍片，所述线圈所在平面与所述散热鳍片的表面平行。

10、在本申请实施例中，使用线圈来感测热端组件与支架之间的距离，成本低。且线圈所在平面与散热鳍片的表面平行，在热端组件与支架之间的距离变化时，散热鳍片产生的反向感应电流可以较大地影响线圈的磁场强度，从而提高测量挤出力的准确性。

11、结合第一方面或结合第一方面上述任意一种可能的实现方式，在第三种可能的实现方式中，所述热端组件包括散热鳍片，所述距离传感装置与所述散热鳍片之间的距离小于感测距离，所述感测距离与所述距离传感装置的类型有关。实施本申请实施例，可以提高测量挤出力的准确性。

12、结合第一方面或结合第一方面上述任意一种可能的实现方式，在第四种可能的实现方式中，所述距离传感装置包括线圈，所述感测距离为所述线圈的外接圆的直径。

13、实施本申请实施例，通过设置距离传感装置与散热鳍片之间的距离小于线圈的外接圆的直径，避免了距离过大而影响测量，提升了测量的精度。

14、结合第一方面或结合第一方面上述任意一种可能的实现方式，在第五种可能的实现方式中，所述线圈与所述散热鳍片之间的距离小于所述感测距离的五分之一。

15、实施本申请实施例，通过设置线圈与散热鳍片之间的距离可以小于线圈的外接圆的直径的五分之一，可以进一步提升距离传感装置检测的灵敏度，进而可以提升测量距离、挤出力的精确度。

16、结合第一方面或结合第一方面上述任意一种可能的实现方式，在第六种可能的实现方式中，所述距离传感装置包括线圈，所述热端组件包括散热鳍片，所述线圈的绕线方向与所述散热鳍片的表面平行。

17、实施本申请实施例，线圈产生的磁场的磁通量可以较大地影响散热鳍片，可以提高测量挤出力的准确性。

18、结合第一方面或结合第一方面上述任意一种可能的实现方式，在第七种可能的实现方式中，所述距离传感装置包括线圈，所述热端组件包括散热鳍片，所述线圈所在平面与所述散热鳍片的表面之间的夹角为锐角。

19、实施本申请实施例，能够在减少线圈的大小、降低成本且减少占用空间的同时，适应不同的应用场景。

20、结合第一方面或结合第一方面上述任意一种可能的实现方式，在第八种可能的实现方式中，所述距离传感装置包括线圈，所述热端组件包括散热鳍片；

21、所述打印头还设有谐振电路，所述谐振电路连接所述线圈，所述谐振电路用于根据所述线圈与所述散热鳍片之间的距离，输出不同的电压信号。

22、实施本申请实施例，通过采用谐振电路输出不同的电压信号，然后根据电压信号得到热端组件与线圈之间的距离，进而能够得到打印材料对热端组件施加的挤出力。

23、结合第一方面或结合第一方面上述任意一种可能的实现方式，在第九种可能的实现方式中，所述距离传感装置包括线圈，所述热端组件包括散热鳍片；

24、所述打印头还设有线圈探测电路，所述线圈探测电路连接所述线圈，所述线圈探测电路用于根据所述线圈与所述散热鳍片之间的距离，测量所述线圈的电感量和电阻值。

25、实施本申请实施例，通过采用线圈探测电路来测量线圈的电感量和电阻值，然后能够根据线圈的电感量和电阻值得到热端组件与线圈之间的距离，进而能够得到打印材料对热端组件施加的挤出力。

26、第二方面，本申请实施例提供了一种3d打印机，所述3d打印机包括打印平台以及如上结合第一方面或结合任一种可能的实现方式所述的打印头；其中，所述打印头用于在所述打印平台上挤出打印材料。

27、应理解的是，本申请上述多个方面的实现和有益效果可互相参考。

技术特征：

1.一种3d打印机的打印头，其特征在于，所述打印头本体设有挤出轮、热端组件以及位于所述挤出轮与所述热端组件之间的支架；其中，

2.根据权利要求1所述的打印头，其特征在于，所述热端组件用于接触所述3d打印机的打印平台；

3.根据权利要求1至2任一项所述的打印头，其特征在于，所述距离传感装置包括线圈，所述热端组件包括散热鳍片，所述线圈所在平面与所述散热鳍片的表面平行。

4.根据权利要求1至3任一项所述的打印头，其特征在于，所述热端组件包括散热鳍片，所述距离传感装置与所述散热鳍片之间的距离小于感测距离，所述感测距离与所述距离传感装置的类型有关。

5.根据权利要求4所述的打印头，其特征在于，所述距离传感装置包括线圈，所述感测距离为所述线圈的外接圆的直径。

6.根据权利要求5所述的打印头，其特征在于，所述线圈与所述散热鳍片之间的距离小于所述感测距离的五分之一。

7.根据权利要求1至6任一项所述的打印头，其特征在于，所述距离传感装置包括线圈，所述热端组件包括散热鳍片，所述线圈的绕线方向与所述散热鳍片的表面平行。

8.根据权利要求1至2任一项所述的打印头，其特征在于，所述距离传感装置包括线圈，所述热端组件包括散热鳍片，所述线圈所在平面与所述散热鳍片的表面之间的夹角为锐角。

9.根据权利要求1至8任一项所述的打印头，其特征在于，所述距离传感装置包括线圈，所述热端组件包括散热鳍片；

10.根据权利要求1至8任一项所述的打印头，其特征在于，所述距离传感装置包括线圈，所述热端组件包括散热鳍片；

11.一种3d打印机，其特征在于，所述3d打印机包括打印平台以及如权利要求1至10任一项所述的打印头；其中，所述打印头用于在所述打印平台上挤出打印材料。

技术总结本申请提供了一种3D打印机的打印头以及3D打印机，打印头本体设有挤出轮、热端组件以及位于挤出轮与热端组件之间的支架；其中，热端组件和支架固定连接打印头本体，打印头本体的刚度在一定范围内；在挤出轮将打印材料向热端组件挤压时，打印头本体产生形变，使得热端组件相对支架产生位移；支架在朝向热端组件的一侧设有距离传感装置，距离传感装置用于感测热端组件与支架之间的距离，以得到打印材料对热端组件施加的挤出力。实施本申请，可以降低测量热端组件受到的挤出力的成本，且结构简单，空间紧凑。技术研发人员：陈子寒受保护的技术使用者：深圳拓竹科技有限公司技术研发日：20230828技术公布日：2024/7/23