一种3D打印机热端散热装置
技术领域
本实用新型涉及一种3D打印装置技术领域，尤其涉及一种3D打印机高温热端散热装置。
背景技术
随着3D打印增材技术的发展，FDM 3D打印机打印稳定性是该行业的共识，越来越朝向节省能源、使用方便、节约空间、安全高效、一机多能等特点的方向发展。热端作为3D打印机持续、稳定工作当中重要的一员也不例外。
通常的3D打印机热端套件采用铁氟龙管（聚四氟乙烯）或机加工件作为喉管的内部结构。该材料不仅可以强制隔热，而且有自带润滑功能，所以深受3D打印厂商的青睐。但是由于铁氟龙管（聚四氟乙烯）的机械属性不够高，本身自润滑功能无法抵挡锋利物体切割，众所周知，FDM耗材在经过挤出机齿轮时会产生“锯齿”，该锯齿会不断的切割和磨损铁氟龙管（聚四氟乙烯），导致管的内径变大，从而导致软化或液化耗材残留在铁氟龙管（聚四氟乙烯）内，导致管内耗材堵塞，从而不能稳定打印出耗材。大大限制喉管的寿命和3D打印机的稳定性。
铁氟龙管（聚四氟乙烯）的变形是280-300度，熔点是400-480度，所以，内置铁氟龙管（聚四氟乙烯）无法承受更高的温度，比如，高分子材料PEEK的打印温度需要达到400-500度，所以无法打印一些耐高温高分子材料或者一些低温合金材料，需要一种级可以承受高温，机械强度高，又可隔热的3D打印热端结构。
发明内容
为解决上述技术问题，本实用新型的目的在于提高3D打印热端（喷头）的耐用性和稳定性的热端散热装置，采用304无缝不锈钢管作为喉管，304不锈钢管机械强度高，内部光洁度高，耐磨耐腐蚀，不仅耐用而且节能，又可承受更高温度（700-800度），可应用于普通温度打印（90-260度），又可应用于高温材料打印（260-600度），且结构简易的多功能3D打印机热端，兼容市面上通用1.75mm直径的耗材，可安装与替换在众多市场上存在的3D打印机上。
本实用新型的目的通过以下的技术方案来实现：一种3D打印机热端散热装置，包括耗材导管、定位铝板、耗材过渡环、耗材喉管、连接螺栓、六角散热塔、加热块、无螺纹喷嘴。
所述定位铝板是连接3D打印机热端滑块的部件，设有固定孔、导线穿孔与散热风扇安装孔；所述耗材导管上半部分通过定位孔与定位铝板连接；
所述六角散热塔通过定位铝板的定位孔与耗材导管下半部分连接，通过耗材过渡环与耗材喉管连接；
所述六角散热塔通过耗材喉管下半部分进行连接，把加热区域和散热冷却区域隔离，形成温差较大的两个不同区域；
所述耗材喉管通过连接螺栓与加热块连接；所述加热块预留有加热棒及热电偶安装孔，并预留无螺纹喷嘴紧锁螺栓孔。
优选的，所述六角散热塔有九片散热片，最下面散热片厚度是上面每片散热片厚度的2-3倍，可吸收更多热量，为液化耗材起预热作用；
优选的，所述加热块与无螺纹喷嘴使用耐高温和导热性好的黄铜材料；
进一步优选的，耗材导管使耗材形态变成直线，下部连接耗材过渡环，使耗材更好的校准并进入耗材喉管；
进一步优选的，所述耗材喉管使用不锈钢内壁代替传统的铁氟龙管，同时缩小喉管的外径，降低导热，防止加热块热量过多传递给六角散热塔；
更进一步优选的，所述3D打印机热端散热装置，所述加热块与所述耗材喉管温差保持在70%以上，使得耗材在耗材喉管内部呈固体状态，在连接螺栓和加热块之间呈固体转液体中间状态，耗材在加热块和无螺纹喷嘴处完全液化，而且需保持喉管长时间使用不易被耗材磨损。
与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：
（1）耗材在进入耗材喉管时是固态，并且保持直径不受热受压变大，在进入连接螺栓处属于固液中间态，进入加热块是完全液态。由于喉管上半部分连接着六角散热塔，对喉管上半部分很好的散热，六角散热塔与连接螺栓和加热块非接触，无法直接导热，导热只限于耗材喉管传递，耗材喉管壁相对较薄，可导热量少，少量热能在接触六角散热塔时已被散热；
（2）耗材进入耗材喉管不会对其造成有效磨损，喉管内径始终保持在允许耗材通过的正公差范围，所以耗材不会在喉管内部弯曲形成弹簧状态，耗材不会残留在喉管内部，所以无螺纹喷嘴喷出来的材料长度和回抽长度与3D打印机控制软件一致，打印复杂模型或同时打印多个模型不会发生拉丝现象，提高打印质量的同时大大延长3D打印机热端的使用寿命。
附图说明
图1 3D打印机热端散热装置爆炸图；
图2 3D打印机热端散热装置剖视图；
图3 3D打印机热端散热装置效果图；
附图标记：1耗材导管、2定位铝板、3耗材过渡环、4耗材喉管、5连接螺栓、6六角散热塔、601螺纹孔、602圆锥形进料口、7加热块、701热电偶安装孔、702加热棒安装孔、8无螺纹喷嘴。
具体实施方式
为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合实施例及附图对本实用新型实施方式作进一步详细的描述。
如图1和图2所示，定位铝板2是连接3D打印机热端滑块的部件，上部的孔均为固定孔、导线穿孔与散热风扇安装孔，耗材导管1上半部分安插在十字滑块里，下端与圆锥形进料口602连接，通过六角散热塔上端紧锁螺栓螺纹孔601固定。
六角散热塔6上端通过定位铝板2的定位孔连接，六角散热塔6下端嵌套耗材过渡环3，通过螺纹孔601螺栓固定。
耗材喉管4通过六角散热塔6内部与耗材过渡环3，下端通过连接螺栓5与加热块7连接。
六角散热塔6由9片散热片组成，是为了扩大散热面积，其中最底部一片厚度偏厚，是为了吸收更多热量在该散热片上，确保耗材在通过该散热片的喉管时做一定的预热。
六角散热塔6的六角型结构是为了转配时可使用通用扳手安装（与外六角螺丝一样，3D打印机常见配套工具均可使用）。
六角散热塔6与连接螺栓5互不接触，只通过耗材喉管4下半部分进行连接，更好的把加热区域和散热冷却区域隔离，形成温差较大的两个不同区域。耗材在六角散热塔6内部是固体，经过喉管到了连接螺栓5时是加热转液化的中间状态，到了加热块5和无螺纹喷嘴是为完全液化状态。
加热块7与无螺纹喷嘴8均使用耐高温和导热性好的黄铜材料；加热块7预留有加热棒安装孔701和热电偶安装孔702，并预留无螺纹喷嘴紧锁螺栓孔，通过连接螺栓与无螺纹喷嘴8连接。
无螺纹喷嘴8具有更好的密封性，便于安装、更换；安装时无需太大扭力去旋紧，而且旋紧扭力垂直于加热块5，对加热块5的其他结构水平定位不会产生影响。
工作时，耗材导管1使耗材形态变成直线，下部连接耗材过渡环3，使耗材更好的校准并进入耗材喉管4；加热块与所述耗材喉管温差保持在70%以上，使得耗材在耗材喉管内部呈固体状态，在连接螺栓和加热块之间呈固体转液体中间状态，耗材在加热块和无螺纹喷嘴处完全液化，而且需保持喉管长时间使用不易被耗材磨损。
虽然本实用新型所揭露的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本实用新型而采用的实施方式，并非用以限定本实用新型。任何本实用新型所属技术领域内的技术人员，在不脱离本实用新型所揭露的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本实用新型的专利保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
