一种阵列式熔融FDM3D打印喷头的制作方法

本发明属于3d打印设备，更具体地说，涉及一种阵列式熔融fdm 3d打印喷头。

背景技术：

1、3d打印技术是一项创新技术，通过数字模型来创建实际物体，实现了从虚拟到现实的转换。其中熔融沉积建模（fdm）技术作为最为常见和成熟的3d打印技术之一，其基本原理是使用熔化的材料，并通过喷嘴逐层地挤出到建筑平台上；每一层材料被快速冷却固化，并与上一层相融合，形成坚固的物体。fdm技术设备相对简单且低廉且适用于广泛的材料，包括塑料、金属和陶瓷等，它还具有高度的制造自由度，能够制造具有复杂几何形状的物体。工业上fdm技术可用于制造原型、定制工具和模具等；医疗领域上可用于制造医疗设备、人工骨骼和口腔矫正器等；此外，fdm技术在艺术创作和教育领域也有很多创新的应用。

2、然而，传统的fdm 3d打印技术打印速度慢，噪音大，同时在打印时两个移动轴造成设备的惯性大，速度越快惯性越大，导致打印精度变差；所以无论机械结构如何优化都难以同时提高打印效率和质量。以中国发明专利文献公开的一种基于fdm的面成型3d打印设备及方法（cn201710281096.7）为例，该发明通过设置一排打印喷嘴同时工作挤出材料，实现了fdm打印设备的面成型制造，提升了打印速度及效率；然而由于熔融材料需要经过送料管输送到喷头处，而熔融材料粘度很高且要实现打印后能快速固化，因此熔融材料容易在送料管处凝结，从而影响打印效率。

3、因此，我们需要一种结构合理，打印效率高且打印质量好的熔融fdm 3d打印喷头。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种阵列式熔融fdm 3d打印喷头，结构排布合理，能通过阵列排布的出料口实现fdm 3d的快速打印，且解决熔融材料由于输送冷却导致固化阻塞出料问题。

2、为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

3、本发明的一种阵列式熔融fdm 3d打印喷头，包括结构支撑模块、电路控制模块、温度控制模块和喷头主体模块；结构支撑模块位于电路控制模块上部，用于固定和支撑电路控制模块、温度控制模块和喷头主体模块；温度控制模块可拆卸安装在喷头主体模块外周，用于控制喷头主体模块内的温度；电路控制模块位于喷头主体模块上部，用于控制喷头主体模块出料。

4、所述结构支撑模块包括压板、连接板、电路板和电磁铁固定板，压板与连接板可拆卸连接；电路板和电磁铁固定板从上到下依次安装在压板底部，电磁铁固定板表面开有若干均匀排布的安装孔，用于连接及固定电路控制模块，电路控制模块与电路板电性连接，受电路板控制达到控制喷头主体模块出料的效果。

5、所述喷头主体模块包括打印块和熔池进口，打印块内部开有熔料腔，连通熔池进口，熔料腔用于装载熔融材料，打印块底部开有若干与电路控制模块对应的均匀排布的出料口，用于使多个出料口同时出料，从而提高打印效率。

6、作为本发明的进一步改进，温度控制模块包括隔热垫、隔热壳、一对陶瓷加热片和温度传感器；隔热垫位于打印块上部，用于隔绝打印块内部热量散发；一对陶瓷加热片安装在打印块两侧，用于加热熔融打印块内部材料；隔热壳套合于打印块及陶瓷加热片外周，用于减少热量损失；温度传感器可拆卸安装在打印块尾端，用于实时监测打印块内部温度信息，从而避免打印块内部过热导致熔融材料的化学结构降解，影响打印件的机械性能和外观，也避免了打印块内部温度不足导致熔融材料未能完全熔融造成挤出不畅，形成空腔或断层，影响打印效率。

7、作为本发明的进一步改进，电路控制模块包括若干电磁铁、若干弹簧和若干开关插销；电磁铁卡合安装在电磁铁固定板的安装孔处，开关插销位于电磁铁内部，弹簧位于开关插销与电路板之间，用于在电磁铁未吸附时弹性驱动开关插销下移封堵出料口。

8、作为本发明的进一步改进，电磁铁包括引线、定块和动块；定块轮廓为筒形，位于电磁铁固定板的安装孔处；引线固定安装在定块顶部，引线与电路板电性连接；动块轮廓为筒形，位于定块内部，与定块同轴心；动块内部与开关插销顶部可拆卸连接，用于在引线通电后磁力驱动动块带动开关插销移动，实现出料口的启闭。

9、作为本发明的进一步改进，开关插销包括插销主体、一对上引脚和开关部；不同开关插销的两上引脚之间的距离不同，用于实现不同开关插销位置的错位，从而在紧密排布的出料口中创造出安装电磁铁的空间。

10、作为本发明的进一步改进，打印块的熔料腔上部固定安装有延长台，延长台纵向开有若干延伸到打印块顶部的通孔，开关插销的底部与通孔滑动连接，用于实现对开关部的保护和导向，减少开关部变形；打印块的熔料腔下部设有限位机构，限位机构纵向开有若干对应出料口的通槽，通槽与开关插销的底部滑动连接，用于对开关插销的开关部限位，避免开关部在滑动过程中偏移。

11、作为本发明的进一步改进，打印块远离熔池进口的一侧设有融池密封件，用于保证打印块内部的密封，防止熔融材料泄漏，并能在打印块内部保持一定的压力以确保材料能够稳定地被挤出，提高打印效率。

12、作为本发明的进一步改进，熔池进口处设有连接管隔热转换头，用于连接熔融材料的供应系统，并避免熔融材料转移过程中热量散失。

13、作为本发明的进一步改进，融池密封件顶部设有散热风扇，散热风扇与连接板可拆卸连接，用于对电路控制模块所在区域降温，避免电路控制模块温度过高，影响电磁铁的吸附性能。

14、作为本发明的进一步改进，融池密封件处设有压力传感器，用于监测材料在打印块内的压力，以控制出料的稳定性。

15、相比于现有技术，本发明的有益效果在于：通过设置电路控制模块控制喷头主体模块底部的阵列排布的出料口出料，能实现整行材料的同时打印，提高打印效率的同时保证打印质量；通过在打印块外周设置陶瓷加热片升温避免熔融材料冷却凝固，同时利用隔热垫和隔热壳对打印块外周包裹，避免热量散失以及高温影响电路控制模块正常工作，保证熔融材料能顺利从出料口排出；通过设置电路板分别针对开关插销的一对上引脚同时利用电磁铁驱动，使得开关插销受力更大且均匀，能更好的实现熔融材料的出料；通过设置两上引脚之间的距离不同的开关插销，使得不同开关插销之间能实现位置的错位，从而在紧密排布的出料口中创造出空间，使得每个开关插销可以独立工作不互相影响。

技术特征：

1.一种阵列式熔融fdm 3d打印喷头，其特征在于：包括结构支撑模块（1）、电路控制模块（2）、温度控制模块（3）和喷头主体模块（4）；结构支撑模块（1）位于电路控制模块（2）上部，用于固定和支撑电路控制模块（2）、温度控制模块（3）和喷头主体模块（4）；温度控制模块（3）可拆卸安装在喷头主体模块（4）外周，用于控制喷头主体模块（4）内的温度；电路控制模块（2）位于喷头主体模块（4）上部，用于控制喷头主体模块（4）出料；

2.根据权利要求1所述的一种阵列式熔融fdm 3d打印喷头，其特征在于：所述温度控制模块（3）包括隔热垫（31）、隔热壳（32）、一对陶瓷加热片（33）和温度传感器（34）；隔热垫（31）位于打印块（41）上部，用于隔绝打印块（41）内部热量散发；一对陶瓷加热片（33）安装在打印块（41）两侧，用于加热熔融打印块（41）内部材料；隔热壳（32）套合于打印块（41）及陶瓷加热片（33）外周，用于减少热量损失；温度传感器（34）可拆卸安装在打印块（41）尾端，用于实时监测打印块（41）内部温度信息。

3.根据权利要求1所述的一种阵列式熔融fdm 3d打印喷头，其特征在于：所述电路控制模块（2）包括若干电磁铁（21）、若干弹簧（22）和若干开关插销（23），电磁铁（21）卡合安装在电磁铁固定板（14）的安装孔（141）处，开关插销（23）位于电磁铁（21）内部，弹簧（22）位于开关插销（23）与电路板（13）之间，用于弹性驱动开关插销（23）下移封堵出料口（43）。

4.根据权利要求3所述的一种阵列式熔融fdm 3d打印喷头，其特征在于：所述电磁铁（21）包括引线（211）、定块（212）和动块（213）；定块（212）轮廓为筒形，位于电磁铁固定板（14）的安装孔（141）处；引线（211）固定安装在定块（212）顶部，引线（211）与电路板（13）电性连接；动块（213）轮廓为筒形，位于定块（212）内部，与定块（212）同轴心；动块（213）内部与开关插销（23）顶部可拆卸连接，用于带动开关插销（23）移动。

5.根据权利要求3所述的一种阵列式熔融fdm 3d打印喷头，其特征在于：所述开关插销（23）包括插销主体（231）、一对上引脚（232）和开关部（233）；不同开关插销（23）的两上引脚（232）之间的距离不同，用于实现不同开关插销（23）位置的错位。

6.根据权利要求1所述的一种阵列式熔融fdm 3d打印喷头，其特征在于：所述打印块（41）的熔料腔上部固定安装有延长台（44），延长台（44）纵向开有若干延伸到打印块（41）顶部的通孔，开关插销（23）的底部与通孔滑动连接；打印块（41）的熔料腔下部设有限位机构（45），限位机构（45）纵向开有若干对应出料口（43）的通槽，通槽与开关插销（23）的底部滑动连接，用于对开关插销（23）限位。

7.根据权利要求1所述的一种阵列式熔融fdm 3d打印喷头，其特征在于：所述打印块（41）远离熔池进口（42）的一侧设有融池密封件（46），用于保证打印块（41）内部的密封，防止材料泄漏。

8.根据权利要求1所述的一种阵列式熔融fdm 3d打印喷头，其特征在于：所述熔池进口（42）处设有连接管隔热转换头（47），用于连接熔融材料的供应系统，并避免熔融材料转移过程中热量散失。

9.根据权利要求7所述的一种阵列式熔融fdm 3d打印喷头，其特征在于：所述融池密封件（46）顶部设有散热风扇（5），散热风扇（5）与连接板（12）可拆卸连接，用于对电路控制模块（2）所在区域降温。

10.根据权利要求7所述的一种阵列式熔融fdm 3d打印喷头，其特征在于：所述融池密封件（46）处设有压力传感器（6），用于监测材料在打印块（41）内的压力，以控制出料的稳定性。

技术总结本发明公开了一种阵列式熔融FDM 3D打印喷头，属于3D打印设备技术领域。一种阵列式熔融FDM 3D打印喷头，包括结构支撑模块、电路控制模块、温度控制模块和喷头主体模块；温度控制模块可拆卸安装在喷头主体模块外周，用于控制喷头主体模块内的温度；结构支撑模块包括电路板和电磁铁固定板，电磁铁固定板连接及固定电路控制模块，电路控制模块与电路板电性连接；喷头主体模块包括打印块，打印块底部开有若干与电路控制模块对应的均匀排布的出料口，电路控制模块受电路板控制使多个出料口同时出料，从而提高打印效率。技术研发人员：吴东杨受保护的技术使用者：厦门奥瑞塔科技有限公司技术研发日：技术公布日：2025/1/6