Filament Transfer Buffer Device

Abstract

The present application discloses a filament transfer buffer device, including: a frame, including a first filament port and a second filament port; a filament switching module, configured to switch and transfer a filament from the first filament port; and a filament buffer module, configured to make an adjustment according to transfer states of filaments in transfer devices connected to the first filament port and the second filament port, respectively, where the filament buffer module includes a buffer chamber arranged on the frame, the buffer chamber includes a first wall and a second wall that are oppositely arranged, and the second wall is configured to have a greater curvature than the first wall. The filament buffer module plays an adjustment and buffer role in asynchronous transfer between different transfer devices, thereby ensuring stable and synchronous transfer of the filament and further ensuring stability and reliability of 3D printing.

Description

Filament Transfer Buffer Device

[0001] Cross-Reference to Related Applications

[0002] This present application claims priority to Chinese Patent Application No. 202410163081.0, filed on Feb. 05, 2024, which is incorporated herein by reference in its entirety.Technical Field

[0003] The present application relates to the technical field of 3D printing, and in particular, to a filament transfer buffer device.Background Art

[0004] 3D printing is a technology that uses filaments to construct a three-dimensional entity by layer-by-layer printing on the basis of a digital model file. When a 3D printer prints and constructs a three-dimensional product layer by layer, the filaments are placed in a 3D printing nozzle, heated and fused, and then ejected for deposition printing. A large 3D printer includes a plurality of filament transfer devices with different functions. In the prior art, defects such as filament breakage or even printing failure are usually caused by asynchronous transfer of filaments between the plurality of filament transfer devices with different functions. Therefore, how to ensure synchronous transfer of filaments between the plurality of filament transfer devices with different functions is vital to printing reliability and quality.Summary of Invention

[0005] The present application is intended to solve the foregoing problem and provides a filament transfer buffer device capable of buffering and adjusting asynchronous transfer between different filament transfer devices, thereby ensuring 3D printing reliability and quality.

[0006] In order to solve the foregoing technical problem, the technical solution adopted by the present application is as follows:

[0007] a filament transfer buffer device, including:

[0008] a frame, including a first filament port and a second filament port;

[0009] a filament switching module, configured to switch and transfer a filament from the  first filament port; and

[0010] a filament buffer module, configured to make an adjustment according to transfer states of filaments in transfer devices connected to the first filament port and the second filament port, respectively, where the filament buffer module includes a buffer chamber arranged on the frame, the buffer chamber includes a first wall and a second wall that are oppositely arranged, and the second wall is configured to have a greater curvature than the first wall.

[0011] In one embodiment, the second wall is streamlined.

[0012] In one embodiment, the filament buffer module further includes a first detector switch and a second detector switch; the first detector switch and the second detector switch are configured to detect whether the filament is proximate to the first wall or the second wall, respectively; and the first detector switch is arranged close to the first wall, and the second detector switch is arranged at a point of maximum curvature on the second wall.

[0013] In one embodiment, the first detector switch and the second detector switch are a photoelectric detector switch or a touch switch, respectively.

[0014] In one embodiment, the filament switching module includes a filament switching mechanism configured to selectively cut the filament and recycle the filament remaining after cutting; the filament switching mechanism includes a cutting assembly and a filament recycling assembly linked to the cutting assembly; and the cutting assembly and the filament recycling assembly are both mounted on the frame.

[0015] In one embodiment, the cutting assembly includes a first driving member, a rotary base driven by the first driving member, a filament cutting member arranged on the rotary base, and a fixed base arranged on the frame and connected to the rotary base; a filament through hole is formed in a central shaft of the rotary base; the fixed base includes a first part extending into the filament through hole and a second part arranged on the frame, the first part is provided with a filament cutting channel arranged eccentrically relative to the central shaft of the rotary base, and the second part is provided with a first filament main channel connected to the filament cutting channel; and the filament cutting member is arranged at an end portion of the rotary base.

[0016] In one embodiment, the filament recycling assembly includes an incomplete gear  arranged on the rotary base, a transmission member connected in a fitting manner to the incomplete gear, a filament pushing block arranged on the transmission member, and an elastic reset member connected to the filament pushing block; and the filament pushing block is arranged on a first side of the frame, a side of the filament pushing block facing the frame is provided with a second filament main channel, and the filament cutting channel is in communication with the second filament main channel.

[0017] In one embodiment, the filament pushing block moves between a first position and a second position along a second direction, the frame is provided with a filament blanking port arranged at or close to the second position, and the elastic reset member is arranged along the second direction.

[0018] In one embodiment, the transmission member is a gear rack connected in a fitting manner to the incomplete gear and arranged along the second direction; and two ends of the transmission member are provided with a guide portion, an area of the frame corresponding to the two ends of the transmission member is provided with a guide base connected to the guide portion, and a guide hole for the guide portion to pass through is formed in the guide base.

[0019] In one embodiment, the filament switching module further includes a filament transfer channel; the filament transfer channel includes a main transfer channel and a plurality of branch channels intersecting with the main transfer channel; and the first filament port is arranged corresponding to the branch channels.

[0020] The beneficial effects of the present application at least include the following:

[0021] the filament transfer buffer device provided by the present application includes a filament buffer module. When the transfer of filaments in upper-level and lower-level transfer devices of the filament transfer buffer device is asynchronous, the filaments are bent and buffered in the buffer chamber of the filament buffer module to adjust and buffer asynchronous transfer between different transfer devices, thereby ensuring stable and synchronous transfer of the filaments and further ensuring stability and reliability of 3D printing.Brief Description of Drawings

[0022] FIG. 1 is a schematic structural diagram of a filament transfer buffer device  according to the present application;

[0023] FIG. 2 is a top view of the filament transfer buffer device shown in FIG. 1;

[0024] FIG. 3 is a schematic structure diagram of a filament switching mechanism;

[0025] FIG. 4 is a schematic structural diagram of connection between a fixed base and a rotary base;

[0026] FIG. 5 is a schematic diagram of assembly of a filament cutting member and a transmission member;

[0027] FIG. 6 is a schematic diagram of states of a filament cutting member and a transmission member when no filament is cut; and

[0028] FIG. 7 is a schematic diagram of states of a filament cutting member and a transmission member when a filament is cut.

[0029] Reference signs: 1 -frame, 11 -first filament port, 12 -second filament port, 13 -filament blanking port, 14 -guide base, 2 -filament switching module, 21 -filament transfer channel, 211 -main transfer channel, 212 -branch channel, 22 -filament switching mechanism, 221 -first driving member, 222 -fixed base, 2221 -first part, 2222 -second part, 2223 -filament cutting channel, 2224 -first filament main channel, 223 -rotary base, 224 -filament cutting member, 225 -incomplete gear, 226 -transmission member, 227 -filament pushing block, 228 -elastic reset member, 3 -filament buffer module, 31 -buffer chamber, 311 -first wall, 312 -second wall, 32 -first detector switch, 33 -second detector switch, a -first end, b -second end, c -first side, d -first position, e -second position, x -first direction, y -second direction.Description of Embodiments

[0030] To facilitate understanding, the present application will be described in more detail below with reference to the accompanying drawings. The accompanying drawings show the exemplary embodiments of the present application. However, the present application can be implemented in many different forms and is not limited to the embodiments described herein. Rather, these embodiments are provided to facilitate a more thorough and comprehensive understanding of the disclosure of the present application.

[0031] It should be noted that, when an element is described to be "fixed to" another  element, it may be directly positioned on another element or there may be a centered element. When an element is described to be "connected to" another element, it may be directly connected to another element or there may additionally be a centered element.

[0032] Descriptions involving "first" , "second" , etc. in the present application are only intended for descriptive purposes and should not be construed as indicating or implying their relative importance or implying the number of technical features indicated.

[0033] In the description of the present application, orientations or positional relationships indicated are based on those shown in the accompanying drawings and intended only for the convenience of describing the present application and simplifying the description rather than for indicating or implying that the referred devices or elements must be provided with a particular orientation or constructed and operated in a particular orientation; therefore, they should not be construed as limiting the present application.

[0034] Embodiment 1

[0035] Referring to FIGs. 1-2, a filament transfer buffer device according to the present application includes:

[0036] a frame 1, including a first filament port 11 and a second filament port 12, where the first filament port 11 is arranged at a first end a of the frame 1, and the second filament port 12 is arranged at a second end b of the frame 1; optionally, the number of the first filament ports 11 is at least one and may be specifically set according to actual needs;

[0037] a filament switching module 2, configured to switch and transfer a filament from the first filament port 11; and

[0038] a filament buffer module 3, configured to make an adjustment according to transfer states of filaments in transfer devices connected to the first filament port 11 and the second filament port 12, respectively, so as to ensure synchronous and stable transfer of the filaments, where the filament buffer module 3 includes a buffer chamber 31 arranged on the frame 1, the buffer chamber 31 includes a first wall 311 and a second wall 312 that are oppositely arranged, and the second wall 312 is configured to have a greater curvature than the first wall 311.

[0039] During use, when the transfer of filaments in upper-level and lower-level transfer  devices of the filament transfer buffer device is asynchronous, the filaments are bent and buffered in the buffer chamber 31 of the filament buffer module 3. The filament buffer module 3 is provided to adjust and buffer asynchronous transfer between different transfer devices, thereby ensuring stable and synchronous transfer of the filaments and further ensuring stability and reliability of 3D printing.

[0040] In one embodiment, the filament buffer module 3 further includes a first detector switch 32 and a second detector switch 33; the first detector switch 32 and the second detector switch 33 are configured to detect whether the filament is proximate to the first wall 311 or the second wall 312, respectively; and the first detector switch 32 is arranged close to the first wall 311 while the second detector switch 33 is arranged at a point of maximum curvature on the second wall 312.

[0041] During use, when the filament is bent in the buffer chamber 31 and corresponds to the second detector switch 33, the second detector switch 33 is triggered to transmit a detection signal and the system adjusts the filament in the upper-level and / or lower-level transfer device according to the detection signal so that the filament is set corresponding to the first detector switch 32 to resume synchronous transfer.

[0042] In some embodiments, the first wall 311 is arranged along a first direction x, and the second wall 312 is bent in a direction away from the first wall 311.

[0043] In one embodiment, the second wall 312 is streamlined. The second wall 312 is arranged in a streamlined manner to play a guide role on the filament, thereby preventing the filament from being bent when passing through the second wall 312 to affect subsequent printing operations.

[0044] Optionally, the first detector switch 32 and the second detector switch 33 are a photoelectric detector switch or a touch switch, respectively.

[0045] Referring to FIGs. 3-5, the filament switching module 2 includes a filament switching mechanism 22 configured to selectively cut the filament and recycle the filament remaining after cutting; the filament switching mechanism 22 includes a cutting assembly and a filament recycling assembly linked to the cutting assembly; the cutting assembly and the filament  recycling assembly are both mounted on the frame 1; and the cutting assembly is configured to cut the filament, and the filament recycling assembly is configured to recycle the filament remaining after cutting by the cutting assembly.

[0046] The cutting assembly includes a first driving member 221, a rotary base 223 driven by the first driving member 221, a filament cutting member 224 arranged on the rotary base 223, and a fixed base 222 arranged on the frame 1 and connected to the rotary base 223; a filament through hole is formed in a central shaft of the rotary base 223; the fixed base 222 includes a first part 2221 extending into the filament through hole and a second part 2222 arranged on the frame 1, and a rotating bearing is arranged between an outer wall of the first part 2221 and an inner wall of the filament through hole; the first part 2221 is provided with a filament cutting channel 2223 arranged eccentrically relative to the central shaft of the rotary base 223, and the second part 2222 is provided with a first filament main channel 2224 connected to the filament cutting channel 2223; and the filament cutting member 224 is arranged at an end portion of the rotary base 223.

[0047] The cutting assembly further includes a filament cutting member detection assembly configured to detect a rotational position of the filament cutting member 224. In some embodiments, the filament cutting member detection assembly includes a stop piece arranged on the rotary base 223 and an induction member arranged on the frame 1 and cooperating with the stop piece, where the stop piece is arranged corresponding to the filament cutting member 224.

[0048] The filament recycling assembly includes an incomplete gear 225 arranged on the rotary base 223, a transmission member 226 connected in a fitting manner to the incomplete gear 225, a filament pushing block 227 arranged on the transmission member 226, and an elastic reset member 228 connected to the filament pushing block 227; and the filament pushing block 227 is arranged on a first side c of the frame 1, a side of the filament pushing block 227 facing the frame 1 is provided with a second filament main channel, and the filament cutting channel is in communication with the second filament main channel. The rotary base 223 protrudes out of the frame 1, and the frame 1 is provided with a hole structure for the rotary base 223 to pass through.

[0049] Referring to FIG. 2, the filament pushing block 227 moves between a first position  d and a second position e along a second direction y, the frame 1 is provided with a filament blanking port 13, the filament blanking port 13 is arranged at or close to the second position e, and the elastic reset member 228 is arranged along the second direction y.

[0050] Further, the frame 1 is provided with a mounting base for mounting the elastic reset member 228, and two ends of the elastic reset member 228 are connected to the mounting base and the filament pushing block 227, respectively. A side of the filament pushing block 227 away from the elastic reset member 228 is provided with a guide post arranged along the second direction y, the frame 1 is provided with a first guide base 14 fitting with the guide post, and a first guide hole for the guide post to pass through is formed in the first guide base 14. The first guide base 14 guides the filament pushing block 227 to prevent the filament pushing block 227 from shifting when moving along the second direction y. A second side of the frame 1 is provided with a filament blanking ramp in communication with the filament blanking port 13 to facilitate blanking of the filament remaining after cutting.

[0051] Referring to FIG. 5, the transmission member 226 is a gear rack connected in a fitting manner to the incomplete gear 225 and arranged along the second direction y; and two ends of the transmission member 226 are provided with a guide portion, an area of the frame 1 corresponding to the two ends of the transmission member 226 is provided with a guide base 14 connected to the guide portion, and a guide hole for the guide portion to pass through is formed in the guide base 14. The guide base 14 is provided to guide the two ends of the transmission member 226, thereby preventing the transmission member 226 from being bent under a centrifugal force of the incomplete gear 225 when cooperating with the incomplete gear 225 and further ensuring operational stability of the filament recycling assembly and a service life of the components thereof.

[0052] Referring to FIG. 6, the filament cutting member 224 is arranged to keep clear of the filament cutting member 2223 when no filament is cut, and the incomplete gear 225 does not cooperate with the transmission member 226. Referring to FIG. 7, the filament cutting member 224 is projected on the filament cutting channel 2223 when a filament is cut, and then the incomplete gear 225 cooperates with the transmission member 226 to drive the filament pushing  block 227 to move along the second direction y.

[0053] The filament switching module 2 further includes a filament transfer channel 21 arranged on the frame 1 and in communication with the first filament port 11; the filament transfer channel 21 includes a main transfer channel 211 and a plurality of branch channels 212 intersecting with the main transfer channel 211; and the first filament port 11 is arranged corresponding to the branch channels 212.

[0054] Further, the branch channels 212 intersect in pairs to form transitional intersection areas, and the transitional intersection areas further intersect to form the main transfer channel 211; the transitional intersection areas are provided with a guide section configured to prevent the filament from being bent when passing through the transitional intersection areas; and the guide section is recessed inward and arranged in a streamlined manner. It should be noted that "inward" refers to a side close to an axis of symmetry of the frame 1 along the first direction x. Further, an intersection of the transitional intersection areas is also provided with a guide section for preventing the filament from being bent; and after the filament is transferred to the guide section, the guide section guides the filament. The arrangement of the streamlined guide section prevents the filament from vertically contacting the walls of the transitional intersection areas so that the filament is transferred to the main transfer channel 211 after being buffered in the guide section, thereby guiding the filament and preventing it from being bent.

[0055] The number of the branch channels 212 is greater than or equal to two; and in the embodiment of the present application, the number of the branch channels 212 is four. Two adjacent branch channels 212 intersect in pairs to form a transitional intersection area, and then two adjacent transitional intersection areas further intersect and are connected to the main transfer channel 211. In one embodiment, the branch channels 212 include a branch channel I, a branch channel II, a branch channel III, and a branch channel IV that are arranged in sequence, where the branch channel I and the branch channel II intersect to form a first transitional intersection area, the branch channel III and the branch channel IV intersect to form a second transitional intersection area, and the first transitional intersection area and the second transitional intersection area intersect to form the main transfer channel 211; the branch channel I is arranged  symmetrically with the branch channel IV, and the branch channel II is arranged symmetrically with the branch channel III; the first transitional intersection area is arranged symmetrically with the second transitional intersection area, and adjacent walls of the first transitional intersection area and the second transitional intersection area are bent towards a symmetric line to form the guide section; and the arrangement of the guide section enables the filament from the branch channel I and the branch channel II having a large angle of deflection relative to the main transfer channel 211 to be smoothly transitionally transferred when being transferred to the first transitional intersection area and the second transitional intersection area, thereby preventing the filament from being bent due to the large angle of deflection.

[0056] In one embodiment, the filament transfer channel 21 is integrally formed with the frame 1 by recessing a first side c of the frame 1, and the first side c of the frame 1 is provided with a cover configured to cover the filament transfer channel 21.

[0057] When used, the filament transfer buffer device according to the present application executes the following operation steps:

[0058] when a filament is transferred, the filament is transferred through the first filament port 11 to pass through the first filament main channel 2224, the filament cutting channel 2223, and the filament buffer chamber 31, and then guided out from the second filament port 12. When the transfer of filaments in upper-level or lower-level transfer devices connected to the filament transfer buffer device is asynchronous, the filaments are bent along the second wall 312 in the buffer chamber 31, and trigger the second detector switch 33 to transmit a detection signal when being transferred along the second wall 312. After the second detector switch 33 has transmitted the detection signal, the upper-level and / or lower-level transfer devices connected to the filament transfer buffer device are adjusted to finally cause the filaments to be continuously transferred along the first wall 311.

[0059] When a filament is switched, the filament switching mechanism 22 cuts the filament, then the cut filament is returned, and then a filament for replacement continues to be transferred from the branch channel to the main transfer channel for printing.

[0060] The technical features of the above embodiments can be combined in any way. To  simplify the description, not all possible combinations of the technical features in the above embodiments are described. However, as long as there is no contradiction in the combinations of these technical features, all possible combinations should be considered to fall within the scope of the specification.

[0061] The above embodiments only express the exemplary embodiments of the present application and the description thereof is relatively specific and detailed but should not be construed as limiting the scope of the present application. It should be noted that, for those of ordinary skill in the art, several modifications and improvements can be made without departing from the concept of the present application and these modifications and improvements should all fall within the protection scope of the present application. Therefore, the protection scope of the present application shall be subject to the appended claims.

Claims

1.A filament transfer buffer device, comprising:a frame, comprising a first filament port and a second filament port;a filament switching module, configured to switch and transfer a filament from the first filament port; anda filament buffer module, configured to make an adjustment according to transfer states of filaments in transfer devices connected to the first filament port and the second filament port, respectively, wherein the filament buffer module comprises a buffer chamber arranged on the frame, the buffer chamber comprises a first wall and a second wall that are oppositely arranged, and the second wall is configured to have a greater curvature than the first wall.2.The filament transfer buffer device according to claim 1, characterized in that the second wall is streamlined.3.The filament transfer buffer device according to claim 1, characterized in that the filament buffer module further comprises a first detector switch and a second detector switch; the first detector switch and the second detector switch are configured to detect whether the filament is proximate to the first wall or the second wall, respectively; and the first detector switch is arranged close to the first wall while the second detector switch is arranged at a point of maximum curvature on the second wall.4.The filament transfer buffer device according to claim 3, characterized in that the first detector switch and the second detector switch are a photoelectric detector switch or a touch switch, respectively.5.The filament transfer buffer device according to claim 1, characterized in that the filament switching module comprises a filament switching mechanism configured to selectively cut the filament and recycle the filament remaining after cutting; and the filament switching mechanism comprises a cutting assembly and a filament recycling assembly linked to the cutting assembly.6.The filament transfer buffer device according to claim 5, characterized in that the cutting assembly comprises a first driving member, a rotary base driven by the first driving  member, a filament cutting member arranged on the rotary base, and a fixed base arranged on the frame and connected to the rotary base; a filament through hole is formed in a central shaft of the rotary base; the fixed base comprises a first part extending into the filament through hole and a second part arranged on the frame, the first part is provided with a filament cutting channel arranged eccentrically relative to the central shaft of the rotary base, and the second part is provided with a first filament main channel connected to the filament cutting channel; and the filament cutting member is arranged at an end portion of the rotary base.7.The filament transfer buffer device according to claim 6, characterized in that the filament recycling assembly comprises an incomplete gear arranged on the rotary base, a transmission member connected in a fitting manner to the incomplete gear, a filament pushing block arranged on the transmission member, and an elastic reset member connected to the filament pushing block; and the filament pushing block is arranged on a first side of the frame, a side of the filament pushing block facing the frame is provided with a second filament main channel, and the filament cutting channel is in communication with the second filament main channel.8.The filament transfer buffer device according to claim 7, characterized in that the filament pushing block moves between a first position and a second position along a second direction, the frame is provided with a filament blanking port arranged at or close to the second position, and the elastic reset member is arranged along the second direction.9.The filament transfer buffer device according to claim 8, characterized in that the transmission member is a gear rack connected in a fitting manner to the incomplete gear and arranged along the second direction; and two ends of the transmission member are provided with a guide portion, an area of the frame corresponding to the two ends of the transmission member is provided with a guide base connected to the guide portion, and a guide hole for the guide portion to pass through is formed in the guide base.10.The filament transfer buffer device according to claim 5, characterized in that the filament switching module further comprises a filament transfer channel; the filament  transfer channel comprises a main transfer channel and a plurality of branch channels intersecting with the main transfer channel; and the first filament port is arranged corresponding to the branch channels.

Images