一种可打印混杂纤维的高度可调节的多打印头装置制造方法及图纸

一种可打印混杂纤维的高度可调节的多打印头装置，它涉及复合材料成型技术领域。本发明专利技术为解决现有连续纤维增强热塑性复合材料3D打印成型方法工作效率低、构件综合力学性能差及未发挥纤维自身功能的问题。本发明专利技术包括打印头框架机构、横移机构、耗材放置机构和多排多打印头机构，打印头框架机构通过横移机构与3D打印机水平滑动连接，耗材放置机构设置在打印头框架机构的上部，多排多打印头机构沿长度方向并列设置在打印头框架机构的下部。本发明专利技术用于3D打印机。于3D打印机。于3D打印机。

【技术实现步骤摘要】
一种可打印混杂纤维的高度可调节的多打印头装置


[0001]本专利技术涉及复合材料成型
，具体涉及一种可打印混杂纤维的高度可调节的多打印头装置。

技术介绍

[0002]3D打印技术是一种以数字模型文件为基础，通过逐层堆积的方式直接制造出物理实体的技术。其中应用最广泛的熔融沉积成型(FDM)是一种基于挤出式工艺的3D打印方法，喷头(打印头)与打印平台可在XY平面内相对运动，喷头在运动到打印平台内任意位置的同时还按适当的速度挤出打印材料，从而完成一层的打印；之后喷头与打印平台相互远离打印层厚距离以打印新的一层，逐层堆叠直到形成三维实体。这种“自下而上”通过材料逐层堆积的制造方法虽然解决了许多复杂结构零件的成形问题，但也存在着工作效率低的不足。
[0003]热塑性树脂是最常用的打印材料，但其综合力学性能较差，为此引入连续纤维作为增强相，但由于纤维类型影响，例如碳纤维打印构件具有较高的弯曲模量，但抗冲击能力差，构件的综合力学性能较差，而混杂纤维增强构件是以多种类型的连续纤维混杂同种基体而形成的复合材料为原料，该方法可使材料兼具各增强纤维的优点，提高打印构件的综合力学性能。在航空航天、军事武器、水下航行体等特殊应用领域，要求3D打印构件兼具良好的综合力学性能与吸波等特殊功能。但传统连续纤维增强热塑性复合材料3D打印技术只考虑了连续纤维对构件力学性能的增强作用，忽略了诸如碳纤维导电性等纤维自身所具有的功能，这些都严重影响3D打印构件的应用范围、成型质量和服役性能。
[0004]因此，开发出一种可同时打印多层、可进行混杂纤维打印、可增强构件综合力学特性及可发挥连续纤维自身功能的高度可调节的多打印头装置，对于提升3D打印构件成型质量及成型效率，促进其在高综合力学性能要求、具备特殊功能复杂结构件中的应用具有重要的理论意义和实用价值。

技术实现思路

[0005]本专利技术为了解决现有连续纤维增强热塑性复合材料3D打印成型方法工作效率低、构件综合力学性能差及未发挥纤维自身功能的问题，进而提出一种可打印混杂纤维的高度可调节的多打印头装置。
[0006]本专利技术为解决上述技术问题采取的技术方案是：
[0007]一种可打印混杂纤维的高度可调节的多打印头装置包括打印头框架机构、横移机构、耗材放置机构和多排多打印头机构，打印头框架机构通过横移机构与3D打印机水平滑动连接，耗材放置机构设置在打印头框架机构的上部，多排多打印头机构沿长度方向并列设置在打印头框架机构的下部。
[0008]本专利技术与现有技术相比包含的有益效果是：
[0009]通过将打印头模块化，进而实现根据需要决定单排打印头模块的数量及总排数，
通过设置打印头高度调节装置实现单排打印头在高度方向上自由调节，进而避免喷头与已打印层在高度方向上的干涉，同时完成多层打印，提高工作效率。通过人为选择各打印头模块内所使用连续纤维的类型，可实现层内混杂纤维打印、层间混杂纤维打印或层内
‑
层间混杂纤维打印，提高打印构件的综合力学特性，发挥纤维自身的功能。
附图说明
[0010]图1是本专利技术中采用一种形式的多打印头模块整体结构的轴测图；
[0011]图2是图1的主视图；
[0012]图3是图1中多打印头机构4的轴测图；
[0013]图4是图1中第一打印头147的主视图；
[0014]图5是图1中第一打印头147的局部爆炸图；
[0015]图6是图1中第一喷嘴1477的主视剖视图；
[0016]图7是实施例1的轴测图；
[0017]图8是本专利技术中采用另一种形式的多打印头模块整体结构的轴测图；
[0018]图9是图8的主视图；
[0019]图10是图8中多打印头机构4的轴测图；
[0020]图11是图8中第二打印头247的主视图；
[0021]图12是实施例3的轴测图。
具体实施方式
[0022]具体实施方式一：结合图1至图12说明本实施方式，本实施方式所述一种可打印混杂纤维的高度可调节的多打印头装置包括打印头框架机构1、横移机构2、耗材放置机构3和多排多打印头机构4，打印头框架机构1通过横移机构2与3D打印机水平滑动连接，耗材放置机构3设置在打印头框架机构1的上部，多排多打印头机构4沿长度方向并列设置在打印头框架机构1的下部。
[0023]打印头框架机构1用于为本专利技术其他部分提供安装位置，由若干长度不同的标准铝型材组成，打印头框架机构1的形状为矩形框架，图1为本专利技术中采用一种形式的多打印头模块整体结构的轴测图，其中打印头框架机构1包括打印头高度调节装置固定架111、多排打印头固定架112、打印耗材固定架113和移动滑块固定架114，打印头高度调节装置固定架111与多排打印头固定架112平行并列，电机安装座42与打印头高度调节装置固定架111固接，连接杆安装底座49固接在多排打印头固定架112上，移动滑块固定架114垂直设置在打印头高度调节装置固定架111与多排打印头固定架112之间的一侧，移动滑块25固接在移动滑块固定架114上，打印耗材固定架113的数量为两个，两个打印耗材固定架113平行并列设置在打印头高度调节装置固定架111和多排打印头固定架112的上方，耗材安装底座31固接在打印耗材固定架113上，X位移丝杠安装底座24固接在打印头高度调节装置固定架111和多排打印头固定架112上。
[0024]图8为本专利技术中采用另一种形式的多打印头模块整体结构的轴测图，其中打印头框架机构1包括多排打印头下固定架211、多排打印头上固定架212、打印头高度调节固定架213和打印耗材原料固定架214，多排打印头上固定架212与打印头高度调节固定架213平行
并列，电机安装座42与打印头高度调节固定架213固接，多排打印头上固定架212和打印头高度调节固定架213的正下方分别平行设有一个多排打印头下固定架211，高度丝杠安装底座40固接在多排打印头下固定架211上，移动滑块25固接在多排打印头上固定架212和打印头高度调节固定架213的两侧，打印耗材原料固定架214的数量为两个，两个打印耗材原料固定架214平行并列设置在多排打印头上固定架212和打印头高度调节固定架213的上方，耗材安装底座31固接在打印耗材原料固定架214上，X位移丝杠安装底座24固接多排打印头上固定架212和打印头高度调节固定架213上。
[0025]进一步地，所述打印头框架机构1中各铝型材长度、横移机构2中X位移丝杠23的长度、耗材放置机构3中料筒支撑轴32的长度、多打印头机构4中第一连接杆148的长度、第一加热棒146的长度、第二连接杆248的长度、第二加热棒246的长度等并非固定不变，可根据实际使用需求进行协同改变，以满足使用需求。
[0026]具体实施方式二：结合图1至图12说明本实施方式，本实施方式所述横移机构2包括横移电机21、X位移丝杠23、X位移丝杠安装底座24和一组移动滑块25，电机21与3D打印机固接，横移电机21的电机轴本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可打印混杂纤维的高度可调节的多打印头装置，其特征在于：所述一种可打印混杂纤维的高度可调节的多打印头装置包括打印头框架机构(1)、横移机构(2)、耗材放置机构(3)和多排多打印头机构(4)，打印头框架机构(1)通过横移机构(2)与3D打印机水平滑动连接，耗材放置机构(3)设置在打印头框架机构(1)的上部，多排多打印头机构(4)沿长度方向并列设置在打印头框架机构(1)的下部。2.根据权利要求1所述一种可打印混杂纤维的高度可调节的多打印头装置，其特征在于：所述横移机构(2)包括横移电机(21)、X位移丝杠(23)、X位移丝杠安装底座(24)和一组移动滑块(25)，电机(21)与3D打印机固接，横移电机(21)的电机轴与X位移丝杠(23)的一端连接，X位移丝杠(23)沿打印头框架机构(1)的宽度方向设置，X位移丝杠安装底座(24)旋装在X位移丝杠(23)上，X位移丝杠安装底座(24)与打印头框架机构(1)固接，打印头框架机构(1)上并列固接有一组移动滑块(25)，3D打印机上固接有直线滑轨，直线滑轨与X位移丝杠(23)平行设置，移动滑块(25)与直线滑轨滑动连接。3.根据权利要求1或2所述一种可打印混杂纤维的高度可调节的多打印头装置，其特征在于：所述耗材放置机构(3)包括多个料筒支撑轴(32)，多个料筒支撑轴(32)沿打印头框架机构(1)的长度方向设置，每个料筒支撑轴(32)分别沿打印头框架机构(1)的宽度方向设置，料筒支撑轴(32)的两端分别通过耗材安装底座(31)与打印头框架机构(1)固接，每个料筒支撑轴(32)上均布设置多个料筒(33)，料筒(33)向多打印头机构(4)供料。4.根据权利要求1所述一种可打印混杂纤维的高度可调节的多打印头装置，其特征在于：所述多打印头机构(4)包括高度调节电机(41)、连动轴(43)、主动同步轮(44)、连动件(45)和多打印头模块，高度调节电机(41)通过电机安装座(42)固接在打印头框架机构(1)上，高度调节电机(41)的电机轴与连动轴(43)的一端连接，连动轴(43)竖直设置，连动轴(43)的另一端固接有主动同步轮(44)，主动同步轮(44)通过连动件(45)与多打印头模块连接，多打印头模块沿打印头框架机构(1)的宽度方向并排设置。5.根据权利要求4所述一种可打印混杂纤维的高度可调节的多打印头装置，其特征在于：所述多打印头模块包括连接杆安装底座(49)、两个第一连杆(148)和多个第一打印头(147)，连接杆安装底座(49)设置在电机安装座(42)的水平相对一侧，连接杆安装底座(49)固接在打印头框架机构(1)上，多个第一打印头(147)的上端均设置在两个并列设置的第一连接杆(148)上，第一连接杆(148)固接在电机安装座(42)与连接杆安装底座(49)之间。6.根据权利要求5所述一种可打印混杂纤维的高度可调节的多打印头装置，其特征在于：所述多个第一打印头(147)均与第一加热棒(146)连接。7.根据权利要求6所述一种可打印混杂纤维的高度可调节的多打印头装置，其特征在于：所述第一打印头(147)包括第一连接滑块(1470)、第一连接头(1471)、第一加热块(1475)、第一连接管(1476)、第一喷嘴(1477)、第一连动同步轮(1479)、两个第一PTEE管(1472)和两个第一喉管(1473)，第一连接滑块(1470)套装在第一连接杆(148)...

【专利技术属性】
技术研发人员：富宏亚，秦若森，孙守政，金鸿宇，韩振宇，张鹏，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：