一种防堵塞且具有自动调节功能的高效型3D打印机

摘要

本发明涉及一种防堵塞且具有自动调节功能的高效型3D打印机，包括底座、打印平台、顶板、材料盘、送丝管和两个升降单元，打印机构包括移动板、打印单元、导流单元和疏通单元，打印单元包括转动单元、第一喷头、第二喷头、堵塞管和两个输料管，堵塞管内设有堵塞机构，疏通单元包括固定杆、驱动单元、插杆、升降杆和底杆，导流单元包括气泵、气管、气缸、活塞和加热管，该防堵塞且具有自动调节功能的高效型3D打印机通过转动单元灵活切换第一喷头和第二喷头，既能提高打印效率，又能保证打印精度，不仅如此，通过驱动单元带动升降框架和插杆在竖直方向上来回移动，对第一喷头和第二喷头进行疏通，防止在打印时发生堵塞现象。

说明书

技术领域

本发明涉及3D打印设备领域，特别涉及一种防堵塞且具有自动调节功能的高效型3D打印机。

背景技术

3D打印机又称三维打印机，是一种累积制造技术，即快速成形技术的一种机器，它是以数字模型文件为基础，运用特殊蜡材、粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过一层层的粘合材料来制造三维的物体。现阶段三维打印机被用来制造产品，通过逐层打印的方式来构造物体，将数据和原料放进3D打印机中，机器会按照程序，把产品一层层制造出来。

现有的3D打印机通常配备有一个打印喷头，通常打印喷头的直径为0.4mm，由于打印喷头仅有一个且喷嘴直径固定不变，在打印某一结构组成相同的区域时，需要通过喷头来回移动进行多点打印，这样就造成了打印效率的低下，不仅如此，在打印过程中，由于喷头内部含有杂质，通常会造成喷头堵塞，导致喷头无法挤出材料进行打印，此时则需要对打印喷头进行疏通或者更换喷头，这样就会造成打印时间的延长，进一步影响打印效率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种防堵塞且具有自动调节功能的高效型3D打印机。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种防堵塞且具有自动调节功能的高效型3D打印机，包括底座、打印平台、顶板、材料盘、送丝管和两个升降单元，两个升降单元分别设置在底座的两侧，所述顶板设置在升降单元的上方，所述打印平台设置在底座的上方，所述材料盘固定在顶板的上方且通过送丝管与打印装置连接，所述打印装置设置在两个升降单元之间，所述打印装置从上而下依次包括升降板、平面移动机构和打印机构，所述平面移动机构与打印机构传动连接；

所述打印机构包括移动板、打印单元、导流单元和疏通单元，所述打印单元设置在移动板的下方，所述导流单元设置在打印单元的一侧，所述疏通单元设置在打印单元的另一侧；

所述打印单元包括转动单元、第一喷头、第二喷头、堵塞管和两个输料管，所述输料管的顶端与转动单元连接，两个所述输料管中，其中一个输料管的底端与第一喷头连通，另一个输料管的底端与第二喷头连通，所述转动单元与输料管传动连接，两个所述输料管通过堵塞管连接，所述堵塞管内设有堵塞机构，所述第一喷头喷嘴的外径大于第二喷头喷嘴的外径；

所述疏通单元包括固定杆、驱动单元、插杆、升降杆和底杆，所述固定杆的顶端固定在移动板上，所述固定杆的底端与驱动单元连接，所述驱动单元与升降杆传动连接，所述底杆的中端固定在升降杆的底端，所述插杆的底端固定在底杆的一端且位于第二喷头的下方。

作为优选，为了实现设备的逐层打印功能，所述升降单元包括第一驱动电机、第一连杆、第二连杆、滑环和支杆，所述第一驱动电机固定在底座上且与第一连杆传动连接，所述第一连杆通过第二连杆与滑环铰接，所述滑环套设在支杆上，所述支杆的底端固定在第一驱动电机上，所述支杆的顶端与顶板固定连接，所述滑环与升降板固定连接。

作为优选，为了便于将第一喷头和第二喷头挤出的材料精确地打印在打印平台上，所述导流单元包括气泵、气管、气缸、活塞和加热管，所述气泵和气缸均固定在移动板的下方，所述气泵通过气管与气缸连通，所述活塞的顶端设置在气缸内，所述活塞的底端与加热管固定连接，所述加热管设置在第一喷头的下方。

作为优选，为了实现第一喷头和第二喷头的位置变化，实现两个喷头的切换，所述转动单元包括驱动单元和两个从动单元，所述驱动单元包括第二驱动电机、第二驱动轴、驱动齿轮和加热环，所述第二驱动电机固定在移动板上且通过第二驱动轴与驱动齿轮传动连接，所述驱动齿轮设置在加热环内，所述加热环上设有若干第一从动齿，所述第一从动齿周向均匀分布在加热环的内侧，两个所述从动单元分布设置在驱动齿轮的两侧，所述从动单元包括转轴和从动齿轮，所述转轴的顶端固定在移动板上，所述转轴的底端与从动齿轮连接，所述从动齿轮与驱动齿轮且与加热环上的第一从动齿啮合，所述加热环分别与送丝管和输料管连通。

作为优选，为了辅助支撑加热环，所述加热环的两侧设有支撑单元，所述支撑单元包括支撑块和支撑框架，所述支撑框架通过支撑块固定在移动板上，所述支撑框架的竖向截面的形状为U形且开口指向加热环，所述加热环的两端均设置在支撑框架内。

作为优选，为了实现两个输料管中材料的流通和堵塞，所述堵塞机构包括第三驱动电机和设置在第三驱动电机两侧的堵塞单元，所述堵塞单元的数量与输料管的数量相等且一一对应，所述堵塞单元包括第三驱动轴和套管，所述第三驱动电机与第三驱动轴传动连接，所述套管套设在第三驱动轴上，所述第三驱动轴的外周设有外螺纹，所述套管内设有内螺纹，所述套管内的内螺纹与第三驱动轴上的外螺纹相匹配。

作为优选，为了使插杆上下移动对第一喷头和第二喷头进行疏通，所述驱动单元包括第四驱动电机、第四驱动轴、驱动轮和升降框架，所述第四驱动电机固定在固定杆的底端且通过第四驱动轴与驱动轮传动连接，所述驱动轮设置在升降框架内，所述驱动轮的外周设有若干主动齿，所述主动齿均匀分布在驱动轮的半圆周面上，所述升降框架内壁的纵向两侧设有若干第二从动齿，所述驱动轮上的主动齿与升降框架内的第二从动齿啮合，所述升降框架的底端与升降杆固定连接。

作为优选，为了固定插杆和升降框架的移动轨迹，所述疏通单元还包括限位机构，所述限位机构包括第一限位杆、第一限位环、第二限位杆、限位块和第二限位环，所述第一限位环通过第一限位杆固定在升降杆上且套设在插杆上，所述第二限位杆的底端固定在底杆上且设置在底杆远离第二喷头的一端，所述第二限位环通过限位块固定在固定杆上且套设在第二限位杆上，所述限位块设置在驱动单元的上方。

作为优选，为了防止打印的材料遇到打印平台时受冷收缩产生翘边，所述底座和打印平台之间设有加热垫。

作为优选，为了便于设备的移动，所述底座的下方设有万向轮。

该3D打印机在打印过程中，在打印较大的部位时，为了提高打印效率，通过第一喷头进行打印，由于第一喷头喷嘴外径打印第二喷头的喷嘴外径，这样使得在打印过程中，单位时间内，第一喷头能够挤出更多的材料，并通过导流单元中的加热管最终打印在打印平台上，使单位时间内能够打印更多的部位。当需要打印较小的部位时，为了保证打印精度，通过转动单元将打印喷头和第二喷头的位置进行切换，利用第二驱动电机带动驱动齿轮转动，使与之啮合的从动齿轮转动，从动齿轮通过第一从动齿使加热环发生转动，当加热环转动半周后，第二驱动电机停止运行，从而完成了第一喷头和第二喷头位置的切换，打印机能够通过第二喷头对较小的部位进行精确打印。该防堵塞且具有自动调节功能的高效型3D打印机通过转动单元灵活切换第一喷头和第二喷头，既能提高打印效率，又能保证打印精度。

为了防止第一喷头和第二喷头发生堵塞，在第一喷头和第二喷头发生切换前，利用疏通单元对第一喷头和第二喷头进行疏通。在疏通单元中，通过驱动单元中第四驱动电机带动驱动轮转动，驱动轮半圆周面上的主动齿依次与升降框架内纵向两侧的第二从动齿发生作用，从而使升降框架在竖直方向上来回移动，通过升降杆和底杆的连接，使插杆在竖直方向上来回移动，从而使插杆重复插入、退出两个喷头的操作，疏通第一喷头和第二喷头，防止设备在打印过程中第一喷头和第二喷头发生堵塞。该防堵塞且具有自动调节功能的高效型3D打印机通过驱动单元带动升降框架和插杆在竖直方向上来回移动，对第一喷头和第二喷头进行疏通，防止在打印时发生堵塞现象。

本发明的有益效果是，该防堵塞且具有自动调节功能的高效型3D打印机通过转动单元灵活切换第一喷头和第二喷头，既能提高打印效率，又能保证打印精度，不仅如此，通过驱动单元带动升降框架和插杆在竖直方向上来回移动，对第一喷头和第二喷头进行疏通，防止在打印时发生堵塞现象。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的防堵塞且具有自动调节功能的高效型3D打印机的结构示意图；

图2是本发明的防堵塞且具有自动调节功能的高效型3D打印机的打印机构的结构示意图；

图3是本发明的防堵塞且具有自动调节功能的高效型3D打印机的打印单元的结构示意图；

图4是本发明的防堵塞且具有自动调节功能的高效型3D打印机的转动单元的结构示意图；

图5是本发明的防堵塞且具有自动调节功能的高效型3D打印机的疏通单元的结构示意图；

图6是本发明的防堵塞且具有自动调节功能的高效型3D打印机的驱动单元的结构示意图；

图7是本发明的防堵塞且具有自动调节功能的高效型3D打印机的导流单元的结构示意图；

图中：1.底座，2.万向轮，3.加热垫，4.打印平台，5.第一驱动电机，6.第一连杆，7.第二连杆，8.滑环，9.支杆，10.顶板，11.材料盘，12.送丝管，13.升降板，14.平面移动机构，15.打印机构，16.移动板，17.打印单元，18.导流单元，19.疏通单元，20.第二驱动电机，21.第二驱动轴，22.加热环，23.转轴，24.支撑块，25.支撑框架，26.输料管，27.第一喷头，28.第二喷头，29.堵塞管，30.第三驱动电机，31.第三驱动轴，32.套管，33.驱动齿轮，34.从动齿轮，35.第一从动齿，36.固定杆，37.第四驱动电机，38.第四驱动轴，39.驱动轮，40.升降框架，41.第一限位杆，42.第一限位环，43.插杆，44.升降杆，45.底杆，46.第二限位杆，47.限位块，48.第二限位环，49.主动齿，50.第二从动齿，51.气泵，52.气管，53.气缸，54.活塞，55.加热管。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1-图7所示，一种防堵塞且具有自动调节功能的高效型3D打印机，包括底座1、打印平台4、顶板10、材料盘11、送丝管12和两个升降单元，两个升降单元分别设置在底座1的两侧，所述顶板10设置在升降单元的上方，所述打印平台4设置在底座1的上方，所述材料盘11固定在顶板10的上方且通过送丝管12与打印装置连接，所述打印装置设置在两个升降单元之间，所述打印装置从上而下依次包括升降板13、平面移动机构14和打印机构15，所述平面移动机构14与打印机构15传动连接；

所述打印机构15包括移动板16、打印单元17、导流单元18和疏通单元19，所述打印单元17设置在移动板16的下方，所述导流单元18设置在打印单元17的一侧，所述疏通单元19设置在打印单元17的另一侧；

所述打印单元17包括转动单元、第一喷头27、第二喷头28、堵塞管29和两个输料管26，所述输料管26的顶端与转动单元连接，两个所述输料管26中，其中一个输料管26的底端与第一喷头27连通，另一个输料管26的底端与第二喷头28连通，所述转动单元与输料管26传动连接，两个所述输料管26通过堵塞管29连接，所述堵塞管29内设有堵塞机构，所述第一喷头27喷嘴的外径大于第二喷头28喷嘴的外径；

所述疏通单元包括固定杆36、驱动单元、插杆43、升降杆44和底杆45，所述固定杆36的顶端固定在移动板16上，所述固定杆36的底端与驱动单元连接，所述驱动单元与升降杆44传动连接，所述底杆45的中端固定在升降杆44的底端，所述插杆43的底端固定在底杆45的一端且位于第二喷头28的下方。

作为优选，为了实现设备的逐层打印功能，所述升降单元包括第一驱动电机5、第一连杆6、第二连杆7、滑环8和支杆9，所述第一驱动电机5固定在底座1上且与第一连杆6传动连接，所述第一连杆6通过第二连杆7与滑环8铰接，所述滑环8套设在支杆9上，所述支杆9的底端固定在第一驱动电机5上，所述支杆9的顶端与顶板10固定连接，所述滑环8与升降板13固定连接。

作为优选，为了便于将第一喷头27和第二喷头28挤出的材料精确地打印在打印平台4上，所述导流单元18包括气泵51、气管52、气缸53、活塞54和加热管55，所述气泵51和气缸53均固定在移动板16的下方，所述气泵51通过气管52与气缸53连通，所述活塞54的顶端设置在气缸53内，所述活塞54的底端与加热管55固定连接，所述加热管55设置在第一喷头27的下方。

作为优选，为了实现第一喷头27和第二喷头28的位置变化，实现两个喷头的切换，所述转动单元包括驱动单元和两个从动单元，所述驱动单元包括第二驱动电机20、第二驱动轴21、驱动齿轮33和加热环22，所述第二驱动电机20固定在移动板16上且通过第二驱动轴21与驱动齿轮33传动连接，所述驱动齿轮33设置在加热环22内，所述加热环22上设有若干第一从动齿35，所述第一从动齿35周向均匀分布在加热环22的内侧，两个所述从动单元分布设置在驱动齿轮33的两侧，所述从动单元包括转轴23和从动齿轮34，所述转轴23的顶端固定在移动板16上，所述转轴23的底端与从动齿轮34连接，所述从动齿轮34与驱动齿轮33且与加热环22上的第一从动齿35啮合，所述加热环22分别与送丝管12和输料管26连通。

作为优选，为了辅助支撑加热环22，所述加热环22的两侧设有支撑单元，所述支撑单元包括支撑块24和支撑框架25，所述支撑框架25通过支撑块24固定在移动板16上，所述支撑框架25的竖向截面的形状为U形且开口指向加热环22，所述加热环22的两端均设置在支撑框架25内。

作为优选，为了实现两个输料管26中材料的流通和堵塞，所述堵塞机构包括第三驱动电机30和设置在第三驱动电机30两侧的堵塞单元，所述堵塞单元的数量与输料管26的数量相等且一一对应，所述堵塞单元包括第三驱动轴31和套管32，所述第三驱动电机30与第三驱动轴31传动连接，所述套管32套设在第三驱动轴31上，所述第三驱动轴31的外周设有外螺纹，所述套管32内设有内螺纹，所述套管32内的内螺纹与第三驱动轴31上的外螺纹相匹配。

作为优选，为了使插杆43上下移动对第一喷头27和第二喷头28进行疏通，所述驱动单元包括第四驱动电机37、第四驱动轴38、驱动轮39和升降框架40，所述第四驱动电机37固定在固定杆36的底端且通过第四驱动轴38与驱动轮39传动连接，所述驱动轮39设置在升降框架40内，所述驱动轮39的外周设有若干主动齿49，所述主动齿49均匀分布在驱动轮39的半圆周面上，所述升降框架40内壁的纵向两侧设有若干第二从动齿50，所述驱动轮39上的主动齿49与升降框架40内的第二从动齿50啮合，所述升降框架40的底端与升降杆44固定连接。

作为优选，为了固定插杆43和升降框架40的移动轨迹，所述疏通单元还包括限位机构，所述限位机构包括第一限位杆41、第一限位环42、第二限位杆46、限位块47和第二限位环48，所述第一限位环42通过第一限位杆41固定在升降杆44上且套设在插杆43上，所述第二限位杆46的底端固定在底杆45上且设置在底杆45远离第二喷头28的一端，所述第二限位环48通过限位块47固定在固定杆36上且套设在第二限位杆46上，所述限位块47设置在驱动单元的上方。

作为优选，为了防止打印的材料遇到打印平台4时受冷收缩产生翘边，所述底座1和打印平台4之间设有加热垫3。

作为优选，为了便于设备的移动，所述底座1的下方设有万向轮2。

该3D打印机在打印过程中，在打印较大的部位时，为了提高打印效率，通过第一喷头27进行打印，由于第一喷头27喷嘴外径打印第二喷头28的喷嘴外径，这样使得在打印过程中，单位时间内，第一喷头27能够挤出更多的材料，并通过导流单元18中的加热管55最终打印在打印平台4上，使单位时间内能够打印更多的部位。当需要打印较小的部位时，为了保证打印精度，通过转动单元将打印喷头27和第二喷头28的位置进行切换，利用第二驱动电机20带动驱动齿轮33转动，使与之啮合的从动齿轮34转动，从动齿轮34通过第一从动齿35使加热环22发生转动，当加热环22转动半周后，第二驱动电机20停止运行，从而完成了第一喷头27和第二喷头28位置的切换，打印机能够通过第二喷头28对较小的部位进行精确打印。该防堵塞且具有自动调节功能的高效型3D打印机通过转动单元灵活切换第一喷头27和第二喷头28，既能提高打印效率，又能保证打印精度。

为了防止第一喷头27和第二喷头28发生堵塞，在第一喷头27和第二喷头28发生切换前，利用疏通单元19对第一喷头27和第二喷头28进行疏通。在疏通单元19中，通过驱动单元中第四驱动电机37带动驱动轮39转动，驱动轮39半圆周面上的主动齿依次与升降框架40内纵向两侧的第二从动齿50发生作用，从而使升降框架40在竖直方向上来回移动，通过升降杆44和底杆45的连接，使插杆43在竖直方向上来回移动，从而使插杆43重复插入、退出两个喷头的操作，疏通第一喷头27和第二喷头28，防止设备在打印过程中第一喷头27和第二喷头28发生堵塞。该防堵塞且具有自动调节功能的高效型3D打印机通过驱动单元带动升降框架40和插杆43在竖直方向上来回移动，对第一喷头27和第二喷头28进行疏通，防止在打印时发生堵塞现象。

与现有技术相比，该防堵塞且具有自动调节功能的高效型3D打印机通过转动单元灵活切换第一喷头27和第二喷头28，既能提高打印效率，又能保证打印精度，不仅如此，通过驱动单元带动升降框架40和插杆43在竖直方向上来回移动，对第一喷头27和第二喷头28进行疏通，防止在打印时发生堵塞现象。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。