3D打印头、3D打印设备及3D打印工艺的制作方法

3d打印头、3d打印设备及3d打印工艺
技术领域
1.本发明涉及3d打印技术领域，特别涉及一种3d打印头、3d打印设备及3d打印工艺。


背景技术：

2.当前的石膏打印技术的实现方法主要有立体光固化成型技术，选择性激光烧结成型技术、三维打印成型技术、熔融沉积成型技术、层片叠加成型技术等。其中，挤出式打印成型技术的高精度高效率等特点相较其他方法优势非常明显。挤出式打印成型技术主要依托粘性材料，在打印成型过程中，粘性材料在气压或者活塞等一定压力的作用下，从挤出喷嘴内挤出，堆积成型。在打印中，浆料本身的物性参数—浆料的粘度、密度、初凝和终凝时间、固化时间对成型件精度和质量有着重要影响，除此之外，打印工艺参数也是成型的关键因素。
3.现有技术中，直接采用石膏和水的混合物作为打印原料，在打印之后，向石膏打印件的表面喷洒羧基丙烯酸树脂微乳液，以加速石膏的成型和固化，其缺点在于石膏浆体不能充分水化，打印试件精度较差，表面粗糙度高。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的是提供一种3d打印头，应用于双组分3d打印，旨在提升打印件的精度。
5.为实现上述目的，本发明提出的3d打印头，包括外壳、挤出管、第一泵送组件和第二泵送组件，所述外壳具有两端开口的容纳腔，所述外壳的侧壁开设有与所述容纳腔连通的第一进料口和第二进料口；所述挤出管具有挤出通道，所述挤出管的一端与所述容纳腔的一开口连接，以连通所述容纳腔和所述挤出通道；所述第一泵送组件的出口与所述第一进料口连通，用于泵送第一组分；所述第二泵送组件的出口与所述第二进料口连通，用于泵送第二组分。
6.在本技术的一实施例中，所述第一泵送组件包括第一储料罐和第一输送泵，所述第一储料罐具有两端开口的第一储料腔，所述第一储料腔用于盛放所述第一组分，所述第一输送泵的入口与所述第一储料腔的一开口连通，所述第一输送泵的出口与所述第一进料口连通；所述第二泵送组件包括第二储料罐和第二输送泵，所述第二储料罐具有两端开口的第二储料腔，所述第二储料腔用于盛放所述第二组分，所述第二输送泵的入口与所述第二储料腔的一开口连通，所述第二输送泵的出口与所述第二进料口连通。
7.在本技术的一实施例中，所述3d打印头还包括驱动组件和搅拌棒，所述搅拌棒的一端设有搅拌叶片，所述搅拌叶片设于所述容纳腔中，所述搅拌棒的另一端穿过所述容纳腔背离所述挤出管的另一端的开口，并与所述驱动组件的驱动轴连接。
8.在本技术的一实施例中，所述外壳和所述搅拌棒之间设有密封件。
9.在本技术的一实施例中，所述3d打印头还包括喷嘴，所述喷嘴具有流出通道，所述喷嘴与所述挤出管背离所述容纳腔的另一开口可拆卸连接，以连通所述挤出通道和所述流
出通道。
10.本发明还提出一种3d打印设备，包括设备本体和3d打印头，所述3d打印头为如上实施例中所述的3d打印头，所述设备本体与所述3d打印头法兰连接，所述设备本体读取预设程序以带动所述3d打印头沿预设路径运动。
11.本发明还提出一种3d打印工艺，包括以下步骤：
12.配置石膏浆体，所述石膏浆体包括溶解剂、基料剂、缓凝剂、超塑化剂和增稠剂；
13.配置快速凝固组分，所述快速凝固组分包括激发剂、促凝剂、晶核剂和溶解剂；
14.混合所述石膏浆体和所述快速凝固组分，得到混合浆体；
15.使用所述混合浆体进行3d打印。
16.在本技术的一实施例中，所述配置石膏浆体，所述石膏浆体包括溶解剂、基料剂、缓凝剂、超塑化剂和增稠剂的步骤中，所述石膏浆体中各项的质量百分比分别为：溶解剂16.42％-18.15％，基料剂78.19％-86.42％，缓凝剂0.0188％-0.0207％，超塑化剂0.3002％-0.3318％，增稠剂0.0751％-0.083％。
17.在本技术的一实施例中，所述配置快速凝固组分，所述快速凝固组分包括激发剂、促凝剂、晶核剂和溶解剂的步骤中，所述快速凝固组分中各项的质量百分比分别为：激发剂16.625％-18.375％，促凝剂14.25％-15.75％，晶核剂4.75％-5.25％，溶解剂59.375％-65.625％。
18.在本技术的一实施例中，所述3d打印工艺使用如权利要求6所述的3d打印设备，所述配置快速凝固组分，所述快速凝固组分包括激发剂、促凝剂、晶核剂和溶解剂的步骤之后，还包括：
19.分别放置所述石膏浆体和所述快速凝固组分于所述第一泵送组件和所述第二泵送组件；
20.打开所述第一泵送组件和所述第二泵送组件，使两者以预定速度运转；
21.所述设备本体读取预设程序，并带动所述3d打印头进行3d打印。
22.本发明提供一种3d打印头，包括外壳、挤出管、第一泵送组件和第二泵送组件，其中第一泵送组件向容纳腔泵送第一组分，第二泵送组件向容纳腔泵送第二组分，本发明提供的3d打印头一方面能在打印之前就让第一组分和第二组分混合，使第一组分和第二组分之间充分反应，水化硬化充分，进而使得打印件的精度更高，并且表面光滑细腻；另一方面，第一组分和第二组分在3d打印头外壳的容纳腔中混合后，马上开始打印，不会使第一组分和第二组分之间反应过度，防止打印过程中堵塞打印头。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
24.图1为本发明3d打印头一实施例的结构示意图；
25.图2为图1中驱动组件、搅拌棒、挤出管、喷嘴和第二输送泵一实施例的结构示意图；
26.图3为图2的剖面示意图；
27.图4为本发明3d打印设备一实施例的结构示意图；
28.图5为本发明3d打印工艺一实施例的流程示意图；
29.图6为本发明3d打印工艺又一实施例的流程示意图；
30.图7为本发明3d打印工艺另一实施例的流程示意图；
31.图8为本发明3d打印工艺再一实施例的流程示意图。
32.附图标号说明：
33.标号名称标号名称1003d打印设备4第二泵送组件103d打印头41第二储料罐1外壳42第二输送泵11容纳腔5驱动组件2挤出管6搅拌棒3第一泵送组件7密封件31第一储料罐8喷嘴32第一输送泵20设备本体
34.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
35.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
36.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
37.另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
38.现有技术中，直接采用石膏和水的混合物作为打印原料，在打印之后，向石膏打印件的表面喷洒羧基丙烯酸树脂微乳液，加速石膏的成型和固化，其缺点在于石膏浆体不能充分水化，打印试件精度较差，表面粗糙度高。因此，本发明提出一种能提升打印件精度的3d打印头。
39.本发明提出一种3d打印头10，应用于双组分3d打印，3d打印头10包括外壳1、挤出管2、第一泵送组件3和第二泵送组件4，外壳1具有两端开口的容纳腔11，外壳1的侧壁开设有与容纳腔11连通的第一进料口和第二进料口；挤出管2具有挤出通道，挤出管2的一端与
容纳腔11的一开口连接，以连通容纳腔11和挤出通道；第一泵送组件3的出口与第一进料口连通，用于泵送第一组分；第二泵送组件4的出口与第二进料口连通，用于泵送第二组分。
40.本实施例中，第一组分和第二组分分别通过第一泵送组件3和第二泵送组件4泵送至3d打印头10的外壳1的容纳腔11之中，并在容纳腔11之内混合，然后混合液体通过挤出管2挤出进行3d打印。外壳1的形状可以是圆柱形等规则形状，也可以是几种规则形状的组合，例如上半部分是圆柱形下半部分是圆锥形的组合，在此不做进一步限定。外壳1的材质可以是金属材质，例如不锈钢、铝合金或者钛合金等，也可以是其他材质，例如硬质工程塑料等，在此不做进一步限定。挤出管2和外壳1可以是一体成型，也可以是分体设置，通过焊接或者螺纹连接等方式连接为一体，在此不做进一步限定。挤出管2的形状可以采用圆柱型，也可以采用长方体型等形状，在此不做进一步限定。
41.本发明提供一种3d打印头10，包括外壳1、挤出管2、第一泵送组件3和第二泵送组件4，其中第一泵送组件3向容纳腔11泵送第一组分，第二泵送组件4向容纳腔11泵送第二组分，本发明提供的3d打印头10一方面能在打印之前就让第一组分和第二组分混合，使第一组分和第二组分之间充分反应，水化硬化充分，进而使得打印件的精度更高，并且表面光滑细腻；另一方面，第一组分和第二组分在3d打印头10的外壳1的容纳腔11中混合后，马上开始打印，不会使第一组分和第二组分之间反应过度，防止打印过程中堵塞3d打印头10。
42.在本技术的一实施例中，第一泵送组件3包括第一储料罐31和第一输送泵32，第一储料罐31具有两端开口的第一储料腔，第一储料腔用于盛放第一组分，第一输送泵32的入口与第一储料腔的一开口连通，第一输送泵32的出口与第一进料口连通；第二泵送组件4包括第二储料罐41和第二输送泵42，第二储料罐41具有两端开口的第二储料腔，第二储料腔用于盛放第二组分，第二输送泵42的入口与第二储料腔的一开口连通，第二输送泵42的出口与第二进料口连通。
43.本实施例中，第一储料罐31用于盛装配置好的第一组分，第一储料罐31可以是两端开口的漏斗型容器，也可以是两端开口的圆柱型加漏斗型的组合容器，在此不做进一步限定。竖直放置时，第一组分能够在重力的作用下从一开口自动流出，流入第一输送泵32的入口；第一输送泵32可以是齿轮泵、叶片泵或者螺杆泵，本技术对此不做进一步限定；第一输送泵32的出口与第一进料口连通，即与外壳1的容纳腔11连通，第一输送泵32运转时，能够将第一组分以一定速度泵送进容纳腔11。
44.第二储料罐41用于盛装配置好的第二组分，第二储料罐41可以是两端开口的漏斗型容器，也可以是两端开口的圆柱型加漏斗型的组合容器，在此不做进一步限定。竖直放置时，第二组分能够在重力的作用下从一开口自动流出，流入第二输送泵42的入口；在一优选的实施例中，第二输送泵42采用蠕动泵，蠕动泵中的流体只接触泵管，不接触泵体，能输送剪切敏感，侵蚀性强流体，具有良好的自吸能力，可空转，可防止回流，无阀门和密封件7，维护简单。可以理解的是，于其他实施例中，第二输送泵42也可以采用叶轮泵或者螺杆泵等。第二输送泵42的出口与第二进料口连通，即与外壳1的容纳腔11连通，第二输送泵42运转时，能够将第二组分以一定速度泵送进容纳腔11。
45.在本技术的一实施例中，3d打印头10还包括驱动组件5和搅拌棒6，搅拌棒6的一端设有搅拌叶片，搅拌叶片设于容纳腔11中，搅拌棒6的另一端穿过容纳腔11背离挤出管2的另一端的开口，并与驱动组件5的驱动轴连接。
46.为了使石膏浆体和快速凝固组分充分均匀地混合，本实施例中，3d打印头10还设置有驱动组件5和搅拌棒6，驱动组件5可以是伺服电机或步进电机等，只要能够带动搅拌棒6做自转运动即可，本技术对此不做进一步限定。搅拌棒6的一端设置有搅拌叶片，搅拌叶片位于容纳腔11内部，帮助泵送至容纳腔11中的石膏浆体和快速凝固组分充分混合，搅拌棒6的另一端从容纳腔11背离挤出管2的另一端开口，并和驱动组件5的驱动轴连接，驱动组件5通过驱动轴的旋转带动搅拌棒6的旋转，以将容纳腔11中的石膏浆体和快速凝固组分充分混合。于一优选实施例中，搅拌棒6和驱动组件5的驱动轴通过联轴器连接，能使二者的连接更加牢固，不会由于旋转而脱落。
47.在本技术的一实施例中，外壳1和搅拌棒6之间设有密封件7。
48.本实施例中，为了防止由于搅拌棒6转动引起的浆体外泄，在外壳1和搅拌棒6之间设置密封件7，密封件7可以是密封胶条，也可以是密封圈等密封件7。在一优选实施例中，外壳1朝向驱动组件5的表面凸设有与容纳腔11连通的密封套筒，搅拌棒6的另一端依次穿过容纳腔11远离挤出管2的开口和密封套筒，再与驱动组件5的驱动轴连接，搅拌棒6和密封套筒的内壁间设置有多个密封圈，能够进一步防止搅拌棒6转动引起的浆体外泄。
49.在本技术的一实施例中，3d打印头10还包括喷嘴8，喷嘴8具有流出通道，喷嘴8与挤出管2背离容纳腔11的另一开口可拆卸连接，以连通挤出通道和流出通道。
50.本实施例中，3d打印头10还设置具有流出通道的喷嘴8，喷嘴8与挤出管2背离容纳腔11的另一开口可拆卸连接，喷嘴8与挤出管2的连接方式可以是螺钉连接，也可以是卡接等其他可拆卸连接方式，本技术对此不做进一步限定。容纳腔11中的混合浆体装满后，受到外壳1的压力作用，能通过挤出管2和喷嘴8挤出，以进行打印工作。喷嘴8与挤出管2可拆卸连接，能够更换不同宽度或者不同样式的喷嘴8，能够实现更多的打印效果。喷嘴8的材质可以是硬质塑料材质，也可以采用金属材质，例如不锈钢材质等，在此不做进一步限定。在一优选实施例中，3d打印头10设置多个具有不同宽度流出通道的喷嘴8，通过更换喷嘴8，能够可以实现不同挤出宽度规格的石膏挤出类型，以实现更丰富的打印效果。
51.本发明还提供一种3d打印设备100，包括设备本体20和3d打印头10，3d打印头10为如上任一实施例中所述的3d打印头10，设备本体20与3d打印头10法兰连接，设备本体20读取预设程序以带动3d打印头10沿预设路径运动。
52.本实施例中，设备本体20可以是工业机械臂，也可以是桁架式机器人，只要能读取预设程序，带动3d打印头10运动即可，在此不做进一步限定。设备本体20与3d打印头10通过法兰盘连接，连接可靠，方便安装拆卸。需要说明的是，于其他实施例中，设备本体20和3d打印头10之间也可以采用其他连接方式，例如螺钉连接或者焊接等。
53.本发明还提供一种3d打印工艺，包括以下步骤：
54.步骤s1：配置石膏浆体，所述石膏浆体包括溶解剂、基料剂、缓凝剂、超塑化剂和增稠剂；
55.步骤s2：配置快速凝固组分，所述快速凝固组分包括激发剂、促凝剂、晶核剂和溶解剂；
56.步骤s3：混合所述石膏浆体和所述快速凝固组分，得到混合浆体；
57.步骤s4：使用所述混合浆体进行3d打印。
58.本实施例的步骤s1中，在室温25℃的条件下，配置石膏浆体，最终配置完成的石膏
浆体的特征参数应满足：石膏浆体的粘度小于0.3pa
·
s，流动度大于280mm。同时，为了保证石膏浆体从制备过程到输送再到打印的过程具有稳定的流动状态，对石膏浆体的高流态状态稳定时间要求为大于45min，即石膏浆体在45分钟之内不发生凝固，防止在输送过程中堵塞管路。石膏浆体包括溶解剂、基料剂、缓凝剂、超塑化剂和增稠剂，其中，基料剂为石膏粉，是整个石膏浆体的基础组分；缓凝剂可以采用柠檬酸、六偏磷酸钠或者蛋白质类缓凝剂，能够延缓石膏浆体的凝固过程，提高石膏浆体的稳定性；超塑化剂可以采用聚羧酸减水剂或者萘系减水剂等，能够降低石膏浆体的粘度，提高石膏浆体的可流动性；增稠剂可以采用聚丙烯酰胺、田青胶、瓜尔胶或羧甲基纤维素，能够增加石膏浆体的粘性，提高石膏浆体的和易性；溶解剂可以采用水，用于将上述固体材料溶解形成流体材料。
59.步骤s2中，在室温25℃的条件下，配置快速凝固组分，快速凝固组分与石膏浆体混合后能迅速凝固，从而使挤出的石膏短时间内形成体积稳定，具有一定抗变形能力的固体打印件，快速凝固组分的特征参数满足：添加有快速凝固组分的石膏浆体快速固化时间小于2分钟。快速凝固组分包括激发剂、促凝剂、晶核剂和溶解剂，激发剂可以采用钾明矾、硫酸钠、硫酸钾、生石灰或者煅烧白云石等，能够对石膏浆体进行活化处理，可使其具有胶粘性和强度；促凝剂可以采用氯化钾、硅酸钾、硫酸盐等，能够提高石膏的水化溶解速率和硬化凝结速率；晶核剂可以采用高岭土等，能够为过饱和状态下石膏浆体的硬化析出提供结晶网络接触点；溶解剂一般采用水，将上述固体材料溶解形成液体材料。
60.步骤s3和s4中，将配置好的石膏浆体和快速凝固组分混合，得到混合浆体，然后使用混合浆体进行3d打印，通过快速凝固组分改性处理后的石膏浆体，成型速度快，构件挤出后能够快速成型，此外石膏浆体经过充分水化，打印出的石膏打印件精度高，并且表面光滑细腻。
61.在本技术的一实施例中，配置石膏浆体，所述石膏浆体包括溶解剂、基料剂、缓凝剂、超塑化剂和增稠剂的步骤s1中，具体包括：
62.步骤s11：所述石膏浆体中各项的质量百分比分别为：溶解剂16.42％-18.15％，基料剂78.19％-86.42％，缓凝剂0.0188％-0.0207％，超塑化剂0.3002％-0.3318％，增稠剂0.0751％-0.083％。
63.本实施例中，采用高强石膏粉作为石膏浆体中的基料剂，质量占比最大为78.19％-86.42％，例如78.19％、79％、80％、81％、82％、86.42％或者其他在区间范围内的任意数值，在此不做进一步限定；采用石膏蛋白质缓凝剂作为缓凝剂，质量占比为0.0188％-0.0207％，例如0.0188％、0.019％、0.02％、0.0207％或者其他在区间范围内的任意数值，在此不做进一步限定，缓凝剂能够延缓石膏浆体的凝固时间，从而提高石膏浆体的稳定性；采用聚羟酸减水剂作为石膏浆体中的超塑化剂，质量占比为0.3002％-0.3318％，例如0.3002％、0.31％、0.32％、0.33％、0.3318％或者其他在区间范围内的任意数值，超塑化剂能够降低石膏浆体的粘度，从而提高石膏浆体的流动性，使之在输送过程中更加顺畅，防止堵塞管路；采用羟丙基甲基纤维素醚作为石膏浆体中的增稠剂，质量占比为0.0751％-0.083％，例如0.076％、0.077％、0.078％或者其他在区间范围内的任意数值，增稠剂能够增加石膏浆体的粘性，提高石膏浆体的和易性，防止石膏浆体在流动过程中出现沉降或离析等现象；采用水作为石膏浆体中的溶解剂，质量占比为1减去上述各组分的质量占比之和，溶解剂用于溶解上述各种材料，以使固态材料溶解形成高流态的石膏浆体。需要
说明的是，上述石膏浆体的配方不唯一，只要能满足石膏浆体在一定时间内保持高流态的稳定流动状态即可。在一优选实施例中，溶解剂、基料剂、缓凝剂、超塑化剂和增稠剂的质量占比分别为：17.2834％、82.3018％、0.0198％、0.3160％和0.0790％。
64.在本技术的一实施例中，配置快速凝固组分，所述快速凝固组分包括激发剂、促凝剂、晶核剂和溶解剂的步骤s2中，具体包括：
65.步骤s21：所述快速凝固组分中各项的质量百分比分别为：激发剂16.625％-18.375％，促凝剂14.25％-15.75％，晶核剂4.75％-5.25％，溶解剂59.375％-65.625％。
66.本实施例中，采用草酸钠、煅烧明矾和生石灰作为快速凝固组分中的激发剂，激发剂的质量占比为16.625％-18.375％，例如16.625％、17％、17.5％、18％、18.375％或者其他在区间范围内的数值，其中，草酸钠的质量占比为5.7％-6.3％，例如5.7％、5.8％、5.9％、6％、6.1％、6.2％、6.3％或者其他在区间范围内的任意数值，草酸钠能够提高石膏浆体的水化速率；煅烧明矾的质量占比为8.55％-9.45％，例如8.55％、9％、9.45％或者其他在区间范围内的任意数值，煅烧明矾能够促进二水石膏的自发均相成核和晶体生长的过程；生石灰的质量占比为2.375％-2.625％，例如2.375％、2.4％、2.5％、2.6％、2.625％或者其他在区间范围内的任意数值，生石灰能够提高石膏打印件的后期强度，改善石膏打印件的耐水性；采用硫酸钠和硫酸钾作为快速凝固组分中的促凝剂，促凝剂的质量占比为14.25％-15.75％，例如14.25％、14.5％、15％、15.75％或者其他在区间范围内的任意数值，促凝剂能够提高石膏水化溶解速率和硬化凝结速率；采用高岭土作为快速凝固组分中的晶核剂，质量占比为4.75％-5.25％，例如4.75％、5％、5.25％或者其他在区间范围内的任意数值，晶核剂能够为过饱和状态下石膏浆体的硬化析出提供结晶网络接触点，从而促进石膏浆体的硬化过程。采用水作为溶解剂，用于溶解上述固态组分以形成流体，溶解剂的质量占比为1减去上述各组分的质量占比之和。本发明使用的快速凝固组分的配方价格低廉，成本易控，可推广至大规模建筑工业化应用。需要说明的是，上述快速凝固组分的配方不唯一，只要能提高石膏浆体早期水化速度和缩短硬化凝结时间，并能提高石膏硬化体的强度即可。在一优选实施例中，激发剂、促凝剂、晶核剂和溶解剂的质量占比分别为：17.5％、15％、5％和62.5％。
67.在本技术的一实施例中，3d打印工艺使用如上所述的3d打印设备100，配置快速凝固组分，所述快速凝固组分包括激发剂、促凝剂、晶核剂和溶解剂的步骤s2之后，还包括：
68.步骤s5：分别放置所述石膏浆体和所述快速凝固组分于所述第一泵送组件3和所述第二泵送组件4；
69.步骤s6：打开所述第一泵送组件3和所述第二泵送组件4，使两者以预定速度运转；
70.步骤s7：所述设备本体20读取预设程序，并带动所述3d打印头10进行3d打印。
71.本实施例中，3d打印工艺使用上述的3d打印设备100，步骤s5至步骤s7中，首先将配置好的一定量的石膏浆体和快速凝固组分分别盛装在第一泵送组件3和第二泵送组件4中，然后打开第一泵送组件3和第二泵送组件4，并调节速度，使两者以预定速度运转，将石膏浆体和快速凝固组分通过第一进料口和第二进料口泵送至3d打印头10的容纳腔11中。最后设备本体20读取预设程序，带动3d打印头10以预设路径进行3d打印。需要说明的是，第一泵送组件3的泵送速度应满足将第一储料罐31内的石膏浆体在凝固之前全部泵出，防止其堵塞第一储料罐31的开口，影响后续的打印工作。在一优选的实施例中，第一泵送组件3和
第二泵送组件4的泵送速度之比为20：1，即容纳腔11内的石膏浆体和快速凝固组分的体积比为20：1，此时快速凝固组分对石膏浆体的改性效果最好。
72.以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

技术特征：
1.一种3d打印头，应用于双组分3d打印，其特征在于，包括外壳，所述外壳具有两端开口的容纳腔，所述外壳的侧壁开设有与所述容纳腔连通的第一进料口和第二进料口；挤出管，所述挤出管具有挤出通道，所述挤出管的一端与所述容纳腔的一开口连接，以连通所述容纳腔和所述挤出通道；第一泵送组件，所述第一泵送组件的出口与所述第一进料口连通，用于泵送第一组分；和第二泵送组件，所述第二泵送组件的出口与所述第二进料口连通，用于泵送第二组分。2.如权利要求1所述的3d打印头，其特征在于，所述第一泵送组件包括第一储料罐和第一输送泵，所述第一储料罐具有两端开口的第一储料腔，所述第一储料腔用于盛放所述第一组分，所述第一输送泵的入口与所述第一储料腔的一开口连通，所述第一输送泵的出口与所述第一进料口连通；所述第二泵送组件包括第二储料罐和第二输送泵，所述第二储料罐具有两端开口的第二储料腔，所述第二储料腔用于盛放所述第二组分，所述第二输送泵的入口与所述第二储料腔的一开口连通，所述第二输送泵的出口与所述第二进料口连通。3.如权利要求1所述的3d打印头，其特征在于，所述3d打印头还包括驱动组件和搅拌棒，所述搅拌棒的一端设有搅拌叶片，所述搅拌叶片设于所述容纳腔中，所述搅拌棒的另一端穿过所述容纳腔背离所述挤出管的另一端的开口，并与所述驱动组件的驱动轴连接。4.如权利要求3所述的3d打印头，其特征在于，所述外壳和所述搅拌棒之间设有密封件。5.如权利要求1至4中任一项所述的3d打印头，其特征在于，所述3d打印头还包括喷嘴，所述喷嘴具有流出通道，所述喷嘴与所述挤出管背离所述容纳腔的另一开口可拆卸连接，以连通所述挤出通道和所述流出通道。6.一种3d打印设备，其特征在于，包括设备本体和3d打印头，所述3d打印头为如权利要求1至5中任一项所述的3d打印头，所述设备本体与所述3d打印头连接，所述设备本体读取预设程序以带动所述3d打印头沿预设路径运动。7.一种3d打印工艺，其特征在于，包括以下步骤：配置石膏浆体，所述石膏浆体包括溶解剂、基料剂、缓凝剂、超塑化剂和增稠剂；配置快速凝固组分，所述快速凝固组分包括激发剂、促凝剂、晶核剂和溶解剂；混合所述石膏浆体和所述快速凝固组分，得到混合浆体；使用所述混合浆体进行3d打印。8.如权利要求7所述的3d打印工艺，其特征在于，所述配置石膏浆体，所述石膏浆体包括溶解剂、基料剂、缓凝剂、超塑化剂和增稠剂的步骤中，所述石膏浆体中各项的质量百分比分别为：溶解剂16.42％-18.15％，基料剂78.19％-86.42％，缓凝剂0.0188％-0.0207％，超塑化剂0.3002％-0.3318％，增稠剂0.0751％-0.083％。9.如权利要求7所述的3d打印工艺，其特征在于，所述配置快速凝固组分，所述快速凝固组分包括激发剂、促凝剂、晶核剂和溶解剂的步骤中，所述快速凝固组分中各项的质量百分比分别为：激发剂16.625％-18.375％，促凝剂14.25％-15.75％，晶核剂4.75％-5.25％，溶解剂59.375％-65.625％。
10.如权利要求7所述的3d打印工艺，所述3d打印工艺使用如权利要求6所述的3d打印设备，其特征在于，所述配置快速凝固组分，所述快速凝固组分包括激发剂、促凝剂、晶核剂和溶解剂的步骤之后，还包括：分别放置所述石膏浆体和所述快速凝固组分于所述第一泵送组件和所述第二泵送组件；打开所述第一泵送组件和所述第二泵送组件，使两者以预定速度运转；所述设备本体读取预设程序，并带动所述3d打印头进行3d打印。

技术总结
本发明公开一种3D打印头、3D打印设备和3D打印工艺，其中，3D打印头应用于双组分3D打印，包括外壳、挤出管、第一泵送组件和第二泵送组件，所述外壳具有两端开口的容纳腔，所述外壳的侧壁开设有与所述容纳腔连通的第一进料口和第二进料口；所述挤出管具有挤出通道，所述挤出管的一端与所述容纳腔的一开口连接，以连通所述容纳腔和所述挤出通道；所述第一泵送组件的出口与所述第一进料口连通，用于泵送第一组分；所述第二泵送组件的出口与所述第二进料口连通，用于泵送第二组分。本发明技术方案提供的3D打印头和3D打印工艺能够提升打印件的精度。精度。精度。


技术研发人员：袁烽 宫垒 张立名 周轶凡 叶静
受保护的技术使用者：上海一造科技有限公司
技术研发日：2023.05.24
技术公布日：2023/7/27