本发明专利技术属于3D打印机技术领域，公开了一种高粘度喷墨打印头的打印端，包括外壳、PVDF管、压电陶瓷管和打印喷嘴，PVDF管和压电陶瓷管位于外壳内，压电陶瓷管套设在PVDF管外侧，打印喷嘴设在PVDF管的底部且与PVDF管连接；在打印喷嘴外侧套设弹簧加热圈。用PVDF热缩管作为压力腔，大大减小了压电陶瓷管挤压时损失的能量，更易喷射高粘度的液滴；在打印喷嘴外加设了弹簧加热圈。本发明专利技术还公开了具有所述打印端的高粘度喷墨打印头，还包括供墨端，在供墨端也加设了加热元件，通过在供墨端先加热、打印头补偿加热的方法，可以有效保证供墨的通畅性，供墨端加热降低墨滴的粘度，保证供墨的通畅，打印头补偿加热保证打印头部分的液体粘度，确保液滴的喷射。
【技术实现步骤摘要】
一种高粘度喷墨打印头的打印端及高粘度喷墨打印头
本专利技术属于3D打印机
，特别涉及一种高粘度喷墨打印头的打印端及高粘度喷墨打印头。
技术介绍
微滴喷射打印技术是一种通过一定的挤压方式产生墨水腔室与外界之间的压力差，导致喷嘴内部压力大于外界压力，进而将墨水推出喷嘴产生微小墨滴的一种打印技术。根据墨滴的生成方式，一般将喷墨打印头分为压电式喷墨打印头和热泡式喷墨打印头。压电式喷墨打印头是利用压电材料的变形产生力来喷射墨滴；热泡式喷墨打印头是通过加热使得墨水中产生气泡，通过气泡的膨胀来喷射墨滴。一般来说压电打印头根据驱动原理可以分为挤压式打印头、弯曲式打印头、剪切式打印头、推进式打印头四类，挤压式打印头因为具有驱动面积大的特点，因此相比于其他三类打印头在喷射高粘度液滴方面具有优势。但是一般的挤压式打印头都是用玻璃或其他相对较硬的材料作为压力腔，由压电陶瓷管挤压压力腔，实现墨滴喷射，较硬的材料会大大抵消挤压力，消耗挤压能量，极大地限制了喷射墨滴的粘度范围。同时，目前市场上常见的压电式喷墨打印头一般都只能喷射粘度较低的材料(0-30℃P)，对于粘度较高的材料容易堵住。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种高粘度喷墨打印头的打印端及高粘度喷墨打印头，解决了目前不能喷射粘度高的材料的问题。本专利技术是通过以下技术方案来实现：一种高粘度喷墨打印头的打印端，所述打印端包括外壳、PVDF管、压电陶瓷管和打印喷嘴，PVDF管和压电陶瓷管位于外壳内部，压电陶瓷管套设在PVDF管的外侧，打印喷嘴设置在PVDF管的底部且与PVDF管连接；在打印喷嘴的外侧套设有弹簧加热圈。进一步，在打印喷嘴的外侧还套设有隔热垫圈，隔热垫圈设置在弹簧加热圈上方。进一步，在压电陶瓷管和PVDF管之间设有导电胶，导线通过导电胶粘在压电陶瓷管的正负极上。进一步，PVDF管和打印喷嘴连接处通过密封胶进行填充；下管与PVDF管的上端通过密封胶粘接。进一步，在外壳的底部连接有端盖，弹簧加热圈通过端盖封在外壳内。进一步，在外壳的下部设有隔板，隔板上开有用于安装打印喷嘴的安装孔。进一步，在PVDF管的上端连接有限流器。进一步，限流器包括上管和下管，在上管的内部沿着轴心线开有连通的第一孔和第二孔，在下管的内部沿着轴向开有若干个限流孔，第一孔与限流孔的中心线错开设置；下管位于第二孔内，下管与PVDF管的上端连接。本专利技术还公开了具有所述打印端的高粘度喷墨打印头，还包括供墨端，供墨端包括壳体、墨瓶、墨水和供墨管，墨瓶位于壳体内，在墨瓶的顶部伸入有供墨管，在墨瓶内设有加热元件，在墨瓶和壳体之间设有隔热套。进一步，加热元件和弹簧加热圈与温度控制器连接。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益的技术效果：本专利技术公开了一种高粘度喷墨打印头的打印端，包括外壳、PVDF管、压电陶瓷管和打印喷嘴，用PVDF热缩管代替玻璃管作为压力腔，大大减小了压电陶瓷管挤压时损失的能量，更易喷射高粘度的液滴；在打印喷嘴外加设了弹簧加热圈，利用“升温降粘”的原理来降低喷射液滴的粘度，可以通过加热将高粘度液滴的粘度降低至打印头的喷射范围内，从而实现高粘度液滴的喷射。进一步，在打印喷嘴的外侧还套设有隔热垫圈，隔热垫圈一方面避免加热弹簧加热圈直接与靠近压电陶瓷管的外壳的部分接触，尽量减小传递给压电陶瓷管的热量，防止压电陶瓷因为温度过高导致“去极化”，另一方面隔热垫圈和端盖可以起固定作用，防止加热弹簧加热圈的移动。进一步，由于打印头内轴心处的液体流速较两边快，在PVDF管的上端连接有限流器，对打印头轴心处进行限流，在限流器两端进行供墨，可以有效减少液体的回流，保证压力波尽可能多向喷嘴处传播，保证液滴喷射。进一步，具体对限流器的结构进行了设计，将限流器设计为两部分，上下两部分的开孔不对应，对靠近轴心处的液体限流，使得上管流出的墨水从下管上位于周边的限流孔流入，可以有效减少墨水的回流。本专利技术还公开了具有所述打印端的高粘度喷墨打印头，还包括供墨端，在供墨端也加设了加热元件，对墨水进行加热，通过在供墨端先加热、打印头补偿加热的方法，可以有效保证供墨的通畅性，供墨端加热降低墨滴的粘度，保证供墨的通畅，打印头补偿加热保证打印头部分的液体粘度，确保液滴的喷射，同时双重加热可以保证墨水温度的稳定性。附图说明图1为本专利技术的高粘度喷墨打印头的打印端的外部结构示意图；图2为图1的内部结构示意图；图3为限流器的另一种结构示意图；图4为图2的A-A剖视图；图5为本专利技术的高粘度喷墨打印头的供墨端结构示意图。其中，1为外壳，2为限流器，3为打印喷嘴，4为端盖，5为PVDF管，6为导电胶，7为压电陶瓷管，8为弹簧加热圈，9为隔热垫圈，10为隔板；21为上管，211为第一孔，212为第二孔；22为下管，221为限流孔；11为加热元件，12为墨盒端盖，13为壳体，14为隔热套，15为墨瓶，16为墨水，17为供墨管。具体实施方式下面结合具体的实施例对本专利技术做进一步的详细说明，所述是对本专利技术的解释而不是限定。本专利技术公开了一种高粘度喷墨打印头的打印端，如图1～2所示，打印端包括外壳1、PVDF管5、压电陶瓷管7和打印喷嘴3，PVDF管5和压电陶瓷管7位于外壳1内部，压电陶瓷管7套设在PVDF管5的外侧，打印喷嘴3设置在PVDF管5的底部且与PVDF管5连接。我们用PVDF管5代替玻璃管作为打印头的压力腔，压电陶瓷管7套在PVDF管5上并用导电胶6将压电陶瓷管7的正极引出，将导线用导电胶6粘在或焊接在压电陶瓷管7的正负极上，在导线上施加驱动电压，由于逆压电效应，压电陶瓷会产生变形并挤压PVDF管5。由于PVDF材料远没有玻璃硬，因此压电陶瓷管7挤压PVDF管5会产生更大的变形，并损失更小的能量，从而易于液滴的喷射。打印喷嘴3上有一个孔径为40～240微米之间的喷孔，液滴从喷孔中喷出。所述的驱动电压一般是由函数发生器生成波形，然后输入到电压放大器中，将电压放大到需要的电压大小，然后再连接到压电陶瓷管7的正负极上。与PET热缩管比较，PET热缩管的最低收缩温度在80℃左右，为了防止温度过大导致压力腔变形，加热温度理论上不能超过70℃，而PVDF热缩管的最低收缩温度在175℃左右，考虑到压电陶瓷管7的居里温度的限制，加热温度可以提升到90℃左右。与PTFE热缩管比较，由于PTFE材料具有不粘性，因此需要对PTFE热缩管进行表面处理，相关工艺较为麻烦，而PVDF管5没有这方面的限制。PVDF管5和打印喷嘴3之间通过密封胶进行填充。密封胶一般采用环氧树脂胶。外壳1采用尼龙外壳1，尼龙导热性差，对墨水16能起到一定的保温的作用；尼龙导电性差，由于打印头工作需要导电，电压最高可能会达到100～200V，用尼龙外壳1能有效防止漏电的危险；尼龙材料加工较为方便。由于管内靠近轴心位置的液体流速最快，因此设计了本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种高粘度喷墨打印头的打印端，其特征在于，所述打印端包括外壳(1)、PVDF管(5)、压电陶瓷管(7)和打印喷嘴(3)，PVDF管(5)和压电陶瓷管(7)位于外壳(1)内部，压电陶瓷管(7)套设在PVDF管(5)的外侧，打印喷嘴(3)设置在PVDF管(5)的底部且与PVDF管(5)连接；在打印喷嘴(3)的外侧套设有弹簧加热圈(8)。/n
【技术特征摘要】
1.一种高粘度喷墨打印头的打印端，其特征在于，所述打印端包括外壳(1)、PVDF管(5)、压电陶瓷管(7)和打印喷嘴(3)，PVDF管(5)和压电陶瓷管(7)位于外壳(1)内部，压电陶瓷管(7)套设在PVDF管(5)的外侧，打印喷嘴(3)设置在PVDF管(5)的底部且与PVDF管(5)连接；在打印喷嘴(3)的外侧套设有弹簧加热圈(8)。
2.根据权利要求1所述的高粘度喷墨打印头，其特征在于，在打印喷嘴(3)的外侧还套设有隔热垫圈(9)，隔热垫圈(9)设置在弹簧加热圈(8)上方。
3.根据权利要求1所述的高粘度喷墨打印头，其特征在于，在压电陶瓷管(7)和PVDF管(5)之间设有导电胶(6)，导线通过导电胶(6)粘在压电陶瓷管(7)的正负极上。
4.根据权利要求1所述的高粘度喷墨打印头，其特征在于，PVDF管(5)和打印喷嘴(3)连接处通过密封胶进行填充；下管(22)与PVDF管(5)的上端通过密封胶粘接。
5.根据权利要求1所述的高粘度喷墨打印头，其特征在于，在外壳(1)的底部连接有端盖(4)，弹簧加热圈(8)通过端盖(4)封在外壳(1)内。
6.根据权利要求1所述的高粘...
【专利技术属性】
技术研发人员：冯佳华，王莉，卢秉恒，傅浩杰，王嘉健，冯学明，韦诗嘉，巴佳豪，
申请(专利权)人：西安交通大学，
类型：发明
国别省市：陕西;61
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