本实用新型涉及3d打印设备技术领域，更具体的是涉及一种3d打印机防堵喷头。
背景技术：
3d打印是一种新兴的快速成型技术，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。该技术在工业设计、建筑、汽车、航空航天、医疗产业以及其他领域都有所应用。
3d打印机最主要的物理构件便是打印机的喷头，3d打印机的喷头可以将粉末原料加热为熔融状态后挤出进行打印成型。现有一般的喷头内部没有防堵结构，在3d打印机不连续作业的间歇期间，打印机停机，打印机喷头内部遗留的熔融物会逐渐凝固以至堵塞喷头，即使重新启动打印机对喷头进行加热来重新融化凝固物，也很难完全去除。
现有技术中针对喷头容易堵塞的问题也做出了相应的技术改进，通常是在喷头内部设置可移动的滑块，在打印机停机时，通过移动滑块来将喷头内部遗留的熔融物推动并排出。例如，申请号为2018216952588的实用新型专利就是公开了此种技术，但是该专利公开的喷头结构与实际使用的喷头具有一定区别，具体表现在：实际使用的喷头为了使熔融原料能够均匀的挤出，其在喷头挤出口处都会设计一段直管状的细长的挤出段，用于在原料挤出前稳定其流量与挤出宽度，而不是像该专利中那样喷头的挤出段直接是锥形收口。进而，单从该专利的文件中看，虽然可以完全去除喷头内部遗留的熔融物，但实际的喷头结构采用该专利的技术是无法去除挤出段中的熔融物的。又如申请号为2018200672337的实用新型专利，同样是采用类似的原理解决喷头堵塞的问题，其喷头结构就比较符合实际，其在喷头底部的挤出口处存在一端挤出段(实际喷头的挤出段可能更细长)，所以该专利中必然也存在挤出段处遗留的熔融物难以去除的问题。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于：为了解决现有3d打印机喷头防堵结构难以解决挤出口处堵塞的问题，本实用新型提供一种3d打印机防堵喷头。
本实用新型为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
一种3d打印机防堵喷头，包括中空的喷头本体，喷头本体中空的内部从上至下依次为进料段、缩径段、挤出段，缩径段为锥形，进料段中设置有上下相邻的活塞a与活塞b且二者之间有空隙，活塞b底部的形状为与缩径段相同的锥形，活塞a底部中心设置有推杆，推杆向下插入至开设在活塞b轴线处的通孔中，推杆底部末段直径扩大形成与挤出段内径相同的推料块，通孔底部末端内径扩大形成刚好可完全容纳推料块的扩径段，空隙的竖直长度不小于挤出段的长度，进料段底部设置有可启闭的通气孔，通气孔在进料段内壁上的孔口的下缘与缩径段底部之间的垂直距离等于活塞b的长度，喷头本体上设置有可带动活塞a上下移动的驱动机构。
进一步地，驱动机构包括从上方竖直插入至喷头本体内部的齿条，齿条底部与活塞a中心固定连接，喷头本体顶部设置有伺服电机，伺服是电机输出端设置有与齿条配合的齿轮。
进一步地，通气孔的轴线与喷头本体的轴线相互垂直，通气孔中设置有可拔出的塞柱，塞柱的长度与通气孔的长度相同。
进一步地，塞柱外壁上与通气孔内壁上均设置有螺纹，塞柱与通气孔通过螺纹配合。
进一步地，活塞a与活塞b外壁上均嵌设有可与进料段内壁保持密封接触的耐高温密封圈。
本实用新型的有益效果如下：
本实用新型利用两个活塞组合形成对活塞本体内部清堵的装置，本装置可以对活塞本体内部进行全方位的清理，完全清除各个部分残留的熔融物料，特别是针对现有技术中忽略的挤出口处的残留物料，进而保证喷头各个部位的畅通，真正实现全方位防堵功能。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型清堵过程中的结构示意图；
图3是本实用新型清堵完成时的结构示意图；
附图标记：1-驱动机构，1.1-伺服电机，1.2-齿条，1.3-齿轮，2-活塞a，3-耐高温密封圈，4-推杆，5-活塞b，6-通孔，7-扩径段，8-进料段，9-喷头本体，10-塞柱，11-通气孔，12-缩径段，13-挤出段，14-进料通道，15-推料块，16-空隙。
具体实施方式
为了本技术领域的人员更好的理解本实用新型，下面结合附图和以下实施例对本实用新型作进一步详细描述。
实施例1
一种3d打印机防堵喷头，包括中空的喷头本体9，喷头本体9中空的内部从上至下依次为进料段8、缩径段12、挤出段13，缩径段12为锥形，进料段8中设置有上下相邻的活塞a2与活塞b5且二者之间有空隙16，活塞b5底部的形状为与缩径段12相同的锥形，活塞a2底部中心设置有推杆4，推杆4向下插入至开设在活塞b5轴线处的通孔6中，推杆4底部末段直径扩大形成与挤出段13内径相同的推料块15，通孔6底部末端内径扩大形成刚好可完全容纳推料块15的扩径段7，空隙16的竖直长度不小于挤出段13的长度，进料段8底部设置有可启闭的通气孔11，通气孔11在进料段8内壁上的孔口的下缘与缩径段12底部之间的垂直距离等于活塞b5的长度，喷头本体9上设置有可带动活塞a2上下移动的驱动机构1。
工作原理：喷头正常使用时的结构如附图图1所示，原料从进料通道14进入至喷头本体9内部的进料段8中，经过加热融化后从挤出段13挤出进行打印成型。此时，活塞a2与活塞b5之间的空隙16中密封有空气，推料块15完全收纳在扩径段7中。当打印机停机需要清理喷头内部遗留的熔融物时，启动驱动机构1，驱动机构1带动活塞a2向下移动，由于空隙16中的空气为密封状态无法排除，进而活塞b5跟随活塞a2向下移动，活塞b5推动进料段8中的熔融物向下移动并逐渐排除。当活塞b5与活塞a2整体移动至活塞b5到达缩径段12时，如附图图2所示，活塞b5底部锥形与缩径段12完全契合，进料段8与缩径段12中的熔融物已被完全排出，只剩挤出段13还残留有熔融物，此时，通气孔11的孔口与活塞b5错开并与空隙16对应。打开通气孔11，空隙16通过通气孔11与外部连通，活塞a2继续向下移动，空隙16中的空气通过通气孔11排出，空隙16不断减小直至活塞a2与活塞b5接触，在此过程中，推杆4随活塞a2向下移动，进而推料块15伸入至挤出段13中将其中的熔融物推出至外部，完成整个清堵过程。
清堵完毕后，各个结构进行复位，驱动机构1反向运作带动活塞a2向上运动，活塞a2与推杆4整体向上运动，空隙16逐渐增大并通过通气孔11吸入空气。当活塞a2向上运动至推料块15收纳进活塞b5中的扩径段7中时，由于推料块15直径大于通孔6直径，所以活塞b5在推料块15与通孔6的卡接作用下跟随活塞a2向上运动，直至整个机构运动至如附图图1所示的复位状态。随后关闭通气孔11即可。
需要说明的是，通气孔11不能提前打开，避免进料段8中的熔融物料进入通气孔11。而通气孔11的打开需要在活塞b5刚刚到达缩径段12时，通气孔11在本方案中是通过人为手动打开的，需要一定时间，所以驱动机构1需要在此暂停运转。对此，可以采用现有技术中的伺服电机1.1作为动力源，因为伺服电机1.1可以通过软件系统控制，提前设置其控制系统即可以使其及时的暂停。由于喷头的尺寸固定，所以活塞b5至缩径段12的行程是固定的，这个可以作为伺服电机1.1以及驱动机构1设置的参考。再者，如果可以在通气孔11处设置自动启闭装置则更为方便，例如，在通气孔11处设置与伺服电机1.1联动的电磁阀装置进行启闭自动控制即可。
本实用新型利用两个活塞组合形成对活塞本体内部清堵的装置，本装置可以对活塞本体内部进行全方位的清理，完全清除各个部分残留的熔融物料，特别是针对现有技术中忽略的挤出口处的残留物料，进而保证喷头各个部位的畅通，真正实现全方位防堵功能。
实施例2
本实施例是在实施例1的基础上进行改进：
驱动机构1包括从上方竖直插入至喷头本体9内部的齿条1.2，齿条1.2底部与活塞a2中心固定连接，喷头本体9顶部设置有伺服电机1.1，伺服是电机输出端设置有与齿条1.2配合的齿轮1.3。
本实施例中只是提出一种驱动机构1的具体结构，根据不同的使用需求与使用环境，可以进行适应性的选择。例如采用丝杆螺母机构，利用丝杆替换本实施例中的齿条1.2，螺母与伺服电机1.1连接作为主动件，另外增加对丝杆进行旋转限制以及导向的竖直的导轨即可。又如采用更简单的气缸、液压缸来直接推动活塞a2，只是需要额外配套气缸、气压缸的控制装置。
需要说明的是，不管采用什么类型的驱动机构1，进料段8顶部需留出一定的可通气的通道，不可封闭。
实施例3
本实施例是在实施例1的基础上进行改进：
通气孔11的轴线与喷头本体9的轴线相互垂直，通气孔11中设置有可拔出的塞柱10，塞柱10的长度与通气孔11的长度相同。
塞柱10的塞入与拔出即实现通气孔11的启闭，同时，塞柱10长度需要进行控制，即塞柱10完全塞入通气孔11时，其末端应与进料段8内壁齐平，进而塞柱10末端面应为与进料段8相同且可连续的圆弧形。如果塞柱10末端位于通气孔11中，那么部分物料将进入通气孔11中造成堵塞；如果如果塞柱10末端伸出通气孔11，那将阻挡活塞b5的移动。实施例1中提出的电磁阀装置也是同理，电磁阀装置中的阀块在关闭时也应与进料段8内壁齐平，这就要根据实际情况需要对电磁阀装置进行相应的设置。
实施例4
本实施例是在以上实施例的基础上进行改进：
外壁上与通气孔11内壁上均设置有螺纹，塞柱10与通气孔11通过螺纹配合。螺纹连接更为稳定，螺纹需要进行实际的设置，以实现塞柱10安全旋入通气孔11时，其末端面的弧面与可以与进料段8内壁组成完整、连续的弧面。
活塞a2与活塞b5外壁上均嵌设有可与进料段8内壁保持密封接触的耐高温密封圈3。耐高温密封圈3提高活塞a2与活塞b5与进料段8内壁之间的密封性，防止空隙16中的空气泄露。
以上所述，仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，本实用新型的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本实用新型的说明书及附图内容所作的等同结构变化，同理均应包含在本实用新型的保护范围内。
1.一种3d打印机防堵喷头，包括中空的喷头本体(9)，喷头本体(9)中空的内部从上至下依次为进料段(8)、缩径段(12)、挤出段(13)，缩径段(12)为锥形，其特征在于：进料段(8)中设置有上下相邻的活塞a(2)与活塞b(5)且二者之间有空隙(16)，活塞b(5)底部的形状为与缩径段(12)相同的锥形，活塞a(2)底部中心设置有推杆(4)，推杆(4)向下插入至开设在活塞b(5)轴线处的通孔(6)中，推杆(4)底部末段直径扩大形成与挤出段(13)内径相同的推料块(15)，通孔(6)底部末端内径扩大形成刚好可完全容纳推料块(15)的扩径段(7)，空隙(16)的竖直长度不小于挤出段(13)的长度，进料段(8)底部设置有可启闭的通气孔(11)，通气孔(11)在进料段(8)内壁上的孔口的下缘与缩径段(12)底部之间的垂直距离等于活塞b(5)的长度，喷头本体(9)上设置有可带动活塞a(2)上下移动的驱动机构(1)。
2.根据权利要求1所述的3d打印机防堵喷头，其特征在于：驱动机构(1)包括从上方竖直插入至喷头本体(9)内部的齿条(1.2)，齿条(1.2)底部与活塞a(2)中心固定连接，喷头本体(9)顶部设置有伺服电机(1.1)，伺服是电机输出端设置有与齿条(1.2)配合的齿轮(1.3)。
3.根据权利要求1所述的3d打印机防堵喷头，其特征在于：通气孔(11)的轴线与喷头本体(9)的轴线相互垂直，通气孔(11)中设置有可拔出的塞柱(10)，塞柱(10)的长度与通气孔(11)的长度相同。
4.根据权利要求3所述的3d打印机防堵喷头，其特征在于：塞柱(10)外壁上与通气孔(11)内壁上均设置有螺纹，塞柱(10)与通气孔(11)通过螺纹配合。
5.根据权利要求1所述的3d打印机防堵喷头，其特征在于：活塞a(2)与活塞b(5)外壁上均嵌设有可与进料段(8)内壁保持密封接触的耐高温密封圈(3)。
技术总结