本實用新型涉及3D打印技術領域，具體涉及一種3D打印自動切換料裝置及打印機。

背景技術：

現今，3D打印是新型的成型技術，在打印時，熔融堆積型打印技術是利用加熱的打印頭熔融打印材料線材，通過控制打印頭將熔融狀的線材堆疊在指定位置，從而將3D模型轉化成實體的3D工件。

通常熔融堆積型3D打印的材料為線狀熱熔材料，在打印多種顏色模型或多種不同材質的模型時需要多次更換材料，而目前的3D打印機大多是人工更換材料，操作復雜繁瑣，雖然目前也有部分可以實現自動換料的裝置，但其往往在更換材料過程中需要暫停打印，或是會因為定位不精準而影響打印的連續性，進而影響了工作效率和打印件的成型質量。

技術實現要素：

本實用新型提供一種3D打印自動切換料裝置，以解決上述問題。

本實用新型實施例提供的一種3D打印自動切換料裝置，包括支架，設置于支架上的切換機構及兩個以上并排設置的送料機構；

所述切換機構包括在送料機構排列方向上設置的導向軌道、在導向軌道上可往復滑動的導向塊及驅動該導向塊滑動的滑動驅動單元，在導向塊上設有用于可與送料機構的出料口相對接的料管及用于將進入到料管內的線材剪斷的剪切單元；

還包括用于感應切換機構的料管與相應送料機構出料口是否對接的定位感應機構，該定位感應機構包括安裝在送料結構一側的與送料機構相對應的感應器/感應件及安裝在切換機構一側與所述感應器/感應件相配的感應件/感應器。

優選地，所述定位感應機構的感應器/感應件設于送料機構一側并分別與所述送料機構一一對應，所述感應件/感應器固定設于導向塊上，所述感應件/感應器隨導向塊的滑動與相應的感應器/感應件相配合。

優選地，所述剪切單元包括設置于所述導向塊上的剪切驅動單元、可轉動安裝于所述剪切驅動單元上的轉動塊及可由所述轉動塊推動剪斷所述料管內線材的剪切片。

優選地，所述剪切片的一端與導向塊樞接于所述料管的上方，所述剪切片的自由端可由轉動塊推動而繞樞接孔轉動。

優選地，所述剪切片樞接于導向塊的一端距所述料管的長度小于所述剪切片自由端距所述料管的長度。

優選地，所述導向軌道包括與導向塊一端可滑動連接的光軸導軌，導向塊另一端設有螺紋孔，傳動螺桿與所述螺紋孔配合安裝，所述滑動驅動單元驅動導向塊在送料機構排列方向上移動。

優選地，所述送料機構包括送料驅動單元及設置于所述送料驅動單元上并由所述送料驅動單元驅動的壓料齒輪。

優選地，還包括控制器，所述控制器與所述滑動驅動單元、定位感應機構、送料機構及剪切單元相連。

一種自動切換料的3D打印機，包括打印頭，還包括以上所述的3D打印自動切換料裝置，所述送料機構將線材通過切換機構輸送至打印頭。

優選地，所述的一種自動切換料的3D打印機，還包括為送料機構提供線材的儲料機構，所述儲料機構為具有多個料輥同軸設置的儲料輥。

上述技術方案可以看出，由于本實用新型采用切換機構與不同送料機構選擇性對接的技術方案，實現單個打印頭自動打印多種顏色或多種材質的線材，單個打印頭的設置也簡化了設備結構，簡化工藝流程；在另一方面，本實用新型還設有定位感應機構，實現了切換機構和送料機構的精準對接，從而大大提高了工作效率；此外，本實用新型的切換機構與打印頭之間設定的一定距離，還能實現打印機在切換料過程中能夠連續打印、不停機，這在提高了工作效率的同時還提高了打印件的成型質量。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其它的附圖。

圖1是本實用新型實施例的結構示意圖；

圖2是本實用新型實施例的結構示意圖；

圖3是本實用新型實施例A處局部細節放大結構示意圖；

圖4是本實用新型實施例的結構示意圖；

圖5是本實用新型實施例B處局部細節放大結構示意圖。

附圖標記：1支架；2儲料機構，21線材；3送料機構，31送料驅動單元，32、壓料齒輪，321送料輪，322定位齒輪；4切換機構，41導向軌道，411光軸導軌，412傳動螺桿，42導向塊，421剪切單元，4211剪切驅動單元，4212轉動塊，4213剪切片，4214回復單元，422料管，43滑動驅動單元；5定位感應機構，51感應器，52感應件。

具體實施方式

下面將結合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本實用新型中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其它實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

實施例1：

本實用新型實施例提供一種3D打印自動切換料裝置，結合圖1至圖5所示，包括支架1，設置于支架1上的切換機構4及兩個以上并排設置的送料機構3，送料機構3的數量可以根據線材顏色、種類的數量對應設置。

所述切換機構4包括在送料機構3排列方向上設置的導向軌道41、在導向軌道41上可往復滑動的導向塊42及驅動該導向塊42滑動的滑動驅動單元43，在導向塊42設有用于可與送料機構3的出料口相對接的料管422及用于將進入到料管422內的線材21剪斷的剪切單元421。

所述3D打印自動切換料裝置還包括用于感應切換機構4的料管422與相應送料機構3出料口是否對接的定位感應機構5。

所述定位感應機構5的感應器51設于送料機構3一側并分別與所述送料機構3一一對應，所述感應件52固定設于導向塊42上，所述感應件52隨導向塊42的滑動與相應的感應器51相配合，每個送料機構3所對應的感應器51用以精確定位切換機構4的位置，以便判斷切換機構4的料管422是否與送料機構3的出料口準確對接，保證打印機的工作連續性。當移動的感應件52與對應的感應器51相配合時，與感應器51相連接的控制器會收到信號，隨后控制器發出指令，使切換機構4停止移動，此時切換機構4的料管422與相應送料機構3的出料口對接。

在另一實施例中，所述定位感應機構5的感應件52設于送料機構3一側并分別與所述送料機構3一一對應，所述感應器51固定設于導向塊42上，所述感應器51隨導向塊42的滑動與相應的感應件52相配合，當移動的感應器51與對應的感應件52相配合時，與感應器51相連接的控制器會收到信號，控制器結合切換機構4的移動行程判斷切換機構4是否是與相應的送料機構3對接，隨后控制器發出指令，使切換機構4停止移動，此時切換機構4的料管422與相應送料機構3的出料口對接。

所述3D打印自動切換料裝置還包括控制器，所述控制器與滑動驅動單元43、剪切單元421、送料機構3及定位感應器51相連，所述控制器可用于控制切換料過程中送料機構3的進料、導向塊42的滑動和剪切單元421對線材21的剪切。

所述用于實現導向塊42滑動的導向軌道包括與導向塊42一端可滑動連接的光軸導軌411，所述導向塊42的另一端設有螺紋孔，傳動螺桿412與所述螺紋孔配合安裝，所述滑動驅動單元43驅動導向塊在送料機構排列方向上移動。本實施例中，所述滑動驅動單元43為電機，與控制器相連的滑動驅動電機在接收到控制器發出的驅動指令后，通過傳動螺桿412驅動導向塊42在光軸導軌411上滑動，光軸導軌411和傳動螺桿412相結合的方案，不僅可以實現導向塊42在送料機構3排列方向上的相對移動，還可以給導向塊42起到了穩定的支撐作用。

本實用新型的3D打印自動切換料裝置，其剪切單元421包括設置于所述導向塊42上的剪切驅動單元4211、可轉動安裝于所述剪切驅動單元4211上的轉動塊4212及可由所述轉動塊4212推動剪斷所述料管422內線材21的剪切片 4213，所述剪切驅動單元4211可以為一般能夠提供動力的單元，如電機、氣缸等，本實施例采用的剪切驅動單元4211為舵機，所述轉動塊4212安裝于舵機上并由舵機驅動轉動。所述剪切片4213的一端與導向塊42樞接于料管422的上方，所述剪切片4213的自由端可隨轉動塊4212的推動而其繞其樞接孔轉動，剪切片4213的自由端帶動剪切片4213向線材21移動并將其剪斷。為了減小剪斷線材21所需的推力、節省能源消耗，在設置剪切片4213時，可以適當設置剪切片4213兩端相對于料管422的長度比例，當剪切片4213樞接于導向塊42的一端(即剪切片4213的樞接端)距所述料管422的長度小于剪切片4213自由端距所述料管422的長度，即剪切片4213的樞接端與其自由端距料管422的長度比例小于1時，剪切片4213剪斷線材21所需的推力較小，該比例值越小，則所需的推力也越小，本實施例中的該比例值為1/4。

在本實施例中，剪切片4213傾斜設置，剪切片4213的樞接端和自由端分設于料管422的兩側，剪切片4213的樞接端位于料管422一側的上方，其自由端位于料管422另一側的下方，所述剪切片4213的自由端還連接有一可將剪切片4213自由端回復原位的回復單元4214，該回復單元4214可為回力彈簧。在需要剪切線材21時，旋轉的轉動塊4212與剪切片4213的自由端相接觸并在旋轉的過程中推動剪切片4213的自由端繞其樞接端旋轉，剪切片4213在被推動的過程中接觸料管422中的線材21并將其剪斷，當轉動塊4212旋轉到初始位置，剪切片4213的自由端則在回復單元4214的作用下回復初始狀態。

作為另一實施例，剪切片4213的樞接端與自由端均位于料管422靠近轉動塊4212的同一側，此時剪切片4213可以垂直設置或是自由端稍向遠離轉動塊4212的一端傾斜設置，轉動塊4212在轉動過程中與剪切片4213的自由端接觸并推動其自由端朝遠離轉動塊4212的方向移動，剪切片4213在被推動的過程中接觸料管422中的線材21并將其剪斷，當轉動塊4212旋轉到初始位置，剪切片4213的自由端則在重力的作用下回復初始狀態。

本實用新型安裝于剪切驅動單元4211上的轉動塊4212能夠通過旋轉等方式推動剪切片4213自由端轉動，從而剪斷線材21，所述轉動塊4212可以為方形、“8”字型等帶有凸邊的形狀，也可以為能夠產生推力的其他形狀，在本實施例中，呈“8”字型的轉動塊4212在舵機的驅動下轉動，在轉動塊4212的旋轉過程中，轉動塊4212的凸邊對剪切片4213的自由端產生推力，推動剪切片 4213的自由端朝遠離舵機的方向移動，從而將線材21剪斷。

本實用新型3D打印自動切換料裝置的送料機構3包括送料驅動單元31及設置于所述送料驅動單元31上并由所述送料驅動單元31驅動的壓料齒輪32，所述送料驅動單元31可以為電機，本實施例的壓料齒輪32設于送料驅動電機上，所述壓料齒輪32為一對相應設置的軸設于送料驅動電機上、可由送料驅動電機驅動其繞軸旋轉的無齒送料輪321和與送料輪321相配合的定位齒輪322，所述定位齒輪322的頂部和底部之間設有一容置線材21的凹槽，當需要送料時，與送料驅動電機相連的控制器對送料驅動電機發出驅動指令，送料驅動電機驅動送料輪321繞軸轉動，定位齒輪322與送料輪321配合從動轉動，位于定位齒輪322凹槽的線材21被壓送至切換機構4的料管422。

實施例2：

本實用新型實施例公開了一種自動切換料的3D打印機，其包括儲料機構2、打印頭及上述實施例1中的3D打印自動切換料裝置。所述儲料機構2內設儲備多種顏色、多種材質線材21的供料單元，所述供料單元與送料機構3對應設置，本實施例的儲料機構2為具有多個料輥同軸設置的儲料輥，料輥上的線材21接入送料機構3的入料口，線材21通過送料機構3和切換機構4被送至打印頭進行打印。

打印機在打印過程中需要切換料的情況一般為：(1)需要更換不同顏色線材；(2)需要更換不同材質線材；(3)料輥中線材用完后需要更換新線材。第(1)、(2)種情況切換料過程的開啟可以為打印機向控制器發出切換料的指令，第(3)種情況可以人為或在打印機中預設地給出切換料指令，此時送料驅動單元31停止驅動，剪切驅動單元4211帶動轉向塊4212旋轉并切斷線材21，隨后滑動驅動單元43驅動導向塊42向對應送料機構3的位置滑動，當位于導向塊42上的感應件52與相應感應器51相配合，導向塊42停止滑動，此時導向塊42上的料管422與對應送料機構3的出料口精準對接，然后對應送料驅動單元31驅動壓料齒輪32將線材21從料輥壓送至切換機構4，通過切換機構4的線材21被送至打印頭進行打印。

在本實施例中，所述打印頭與切換機構4的料管422之間設定一定的距離，此段距離的設定以此段線材21能夠維持切換料過程對打印頭的供應為佳。

以上對本實用新型實施例所提供的一種3D打印自動切換料裝置進行了詳細 介紹，本文中應用了具體個例對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本實用新型的核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，依據本實用新型的思想和方法，在具體實施方式及應用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內容不應理解為對本實用新型的限制。