Filament storage device, filament storage box, and 3D printer

Abstract

The present application provides a filament storage device, a filament storage box, and a 3D printer, where the filament storage device includes a housing (10), configured to store a filament and provided with a filament outlet; a feeding and returning unit (20), configured to connect the filament and feed the filament from the filament outlet or return the filament along a preset filament transfer path; a filament detection unit, configured to detect a filament breakage on the filament transfer path; and a filament recognition unit (40), including an information module configured to store filament information and a recognition module configured to recognize the information module; and the filament storage device further includes a filament drying unit (50), configured to dry the filament stored in the housing.

Description

Filament Storage Device, Filament Storage Box, and 3D Printer

[0001] Cross-Reference to Related Applications

[0002] This present application claims priority to Chinese Patent Application No. 202410162945.7, 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 storage device, a filament storage box, and a 3D printer.Background Art

[0004] Fused deposition modeling (FDM) is currently the most widely used 3D printing technology for forming an object by layer-by-layer printing from a molding material such as metals, plastics, or photosensitive resins based on a digital three-dimensional model file. An FDM-based 3D printer uses a thread-like filament for fusion, deposition, and finally modeling on a working platform, and has become the most common type of 3D printer owing to its relatively simple structure, low manufacturing, usage, and maintenance costs, and low material costs.

[0005] The filament used by existing 3D printing devices is generally a thread-like coil, most of which is wound around a tray before use. When the filament is extruded by an extrusion mechanism, a certain tensile force is applied to the filament and the tray rotates under the tensile force and then transfers the filament to the extrusion mechanism for extrusion. A conventional extrusion mechanism can only implement the feeding of the filament and cannot meet the requirement for returning the filament. In addition, there is a relatively large risk of filament breakage during the feeding and returning of the filament, the feeding condition cannot be  effectively detected, and current printing filament information cannot be recognized, thereby affecting the printing effect. Therefore, how to improve the feeding reliability of a filament while meeting the requirements of feeding and returning the filament is an urgent problem to be solved.Summary of Invention

[0006] The present application provides a filament storage device, a filament storage box, and a 3D printer to solve the above-mentioned problem of how to improve the feeding reliability of a filament while meeting the requirements of feeding and returning the filament.

[0007] To solve the above-mentioned technical problem, the present application provides a filament storage device, including:

[0008] a housing, configured to store a filament and provided with a filament outlet;

[0009] a feeding and returning unit, configured to connect the filament and feed the filament from the filament outlet or return the filament along a preset filament transfer path;

[0010] a filament detection unit, configured to detect a filament breakage on the filament transfer path; and

[0011] a filament recognition unit, including an information module configured to store filament information and a recognition module configured to recognize the information module.

[0012] In one embodiment of the present application, the feeding and returning unit includes a feeding assembly, including a filament transfer gear set configured to extrude the filament and a feeding gear connected to the filament transfer gear set;

[0013] a returning assembly, including a returning gear, and a transmission roller, where the transmission roller is connected to the returning gear and configured to place a tray and make the tray rotate; and

[0014] a switching assembly, including a driving device and a switching device, where the switching device is provided with a switching gear, and the driving device is connected to the switching device and the switching gear,

[0015] where the driving device is configured to selectively arrange the switching gear at a first position and a second position, at the first position, the switching gear is connected to the feeding gear; and at the second position, the switching gear is connected to the returning gear.

[0016] In one embodiment of the present application, the switching assembly further includes a drive gear connected to a driving shaft of the driving device and the drive gear is engaged with the switching gear;

[0017] the switching device includes a swing member arranged on the driving shaft of the driving device, and the drive gear and the switching gear are arranged on the swing member; and

[0018] by driving the switching device to rotate counterclockwise or clockwise via the driving device, the switching gear is selectively engaged with the feeding gear directly or indirectly, or engaged with the returning gear directly or indirectly.

[0019] In one embodiment of the present application, the feeding assembly further includes a filament guide device, the filament transfer gear set includes a filament transfer drive wheel drivingly connected to the feeding gear and a filament transfer driven wheel arranged on the filament guide device, and a compression gap is formed between the filament transfer driven wheel and the filament transfer drive wheel.

[0020] In one embodiment of the present application, the feeding gear is drivingly connected to the filament transfer drive wheel via a first transmission rod, a knurl is formed at a connection between the first transmission rod and the feeding gear, and an end of the first transmission rod connected to the filament transfer drive wheel is provided as a drive shaft so that when the feeding gear rotates, the first transmission  rod is driven to rotate, and the filament transfer drive wheel is driven to rotate on the first transmission rod, to extrude a filament arranged between the filament transfer drive wheel and the filament transfer driven wheel.

[0021] In one embodiment of the present application, the feeding assembly further includes an adjusting device configured to adjust the compression gap, and the adjusting device includes an adjusting member; and

[0022] one end of the adjusting member penetrates through a side wall of the filament guide device, the other end of the adjusting member extends in a direction away from the feeding gear, and the adjusting member is rotated to drive the filament guide device to approach or move away from the filament transfer drive wheel, so as to reduce or increase the compression gap.

[0023] In one embodiment of the present application, the adjusting device further includes an adjusting gear coaxially arranged with the adjusting member, and the adjusting gear is engaged with the feeding gear; and

[0024] the switching assembly is arranged between the adjusting gear and the returning gear so that the switching gear is driven by the driving device to be engaged with the adjusting gear to cooperate with an indirect engagement between the switching gear and the feeding gear.

[0025] In one embodiment of the present application, an end portion of the adjusting member is connected to the adjusting gear via a second transmission rod passing through the side wall of the filament guide device;

[0026] a knurl is formed at a connection between the second transmission rod and the filament guide device, and the adjusting member is rotated to drive the filament guide device to approach or move away from the filament transfer drive wheel, so as to reduce or increase the compression gap; and

[0027] an end of the second transmission rod connected to the adjusting gear is provided as a drive shaft so that the adjusting gear rotates on the second transmission rod under an action of the switching gear and drives the feeding gear to rotate.

[0028] In one embodiment of the present application, the returning assembly further includes a follow-up transmission roller arranged in parallel with the transmission roller, a distance between the transmission roller and the follow-up transmission roller is configured to be less than a diameter of the tray, and the tray is rotatably erected on the transmission roller and the follow-up transmission roller.

[0029] In one embodiment of the present application, the filament recognition unit includes an information module arranged on the tray, the information module stores information of a filament wound around the tray, the filament information includes at least one of the color, material, or diameter of the filament; and the recognition module is arranged close to the tray and configured to recognize information of a currently used filament.

[0030] In one embodiment of the present application, the filament detection unit includes a photoelectric transmitter and a photoelectric receiver that are oppositely arranged at two sides of the filament transfer path, and a filament breakage signal is transmitted when the filament is broken on the filament transfer path to result in that no filament is detected between the photoelectric transmitter and the photoelectric receiver.

[0031] In one embodiment of the present application, the filament storage device further includes a filament drying unit, configured to dry the filament stored in the housing;

[0032] the filament drying unit includes a frame, a heating assembly, and a blowing assembly that are arranged in the housing; and

[0033] the frame includes an air outlet, an air inlet, and a drying chamber, where the drying chamber is in communication with the air outlet and the air inlet, the heating assembly is configured to be arranged close to the air outlet, and the blowing assembly is configured to blow out air in the drying chamber from the air outlet.

[0034] In one embodiment of the present application, the drying chamber includes an upper chamber and a lower chamber that are in communication with each other, the upper chamber is provided with a first side wall inclined upward, and a plurality of drying holes are formed in the first side wall so that the air that rises after being heated by the heating assembly enters the upper chamber from the drying holes for drying, where the upper chamber is configured to be filled with a drying material.

[0035] In one embodiment of the present application, the blowing assembly is arranged in the lower chamber, and the air outlet is formed in a side wall of the lower chamber close to the heating assembly so that the blowing assembly blows the air in the upper chamber from the air outlet to the heating assembly.

[0036] The present application further provides a filament storage box, including the filament storage device according to any one of the foregoing, where the housing includes a housing base and an arc-shaped cover configured to cover the housing base, and one end of the arc-shaped cover is hinged to the housing base; and

[0037] a side surface of the arc-shaped cover away from the blowing assembly is an arc-shaped protrusion so that the air heated by the heating assembly rises along an arc-shaped guide direction of the arc-shaped cover.

[0038] In one embodiment of the present application, the filament storage box further includes a main control unit arranged inside the housing, and the main control unit is connected to the feeding and returning unit, the filament detection unit, the filament recognition unit, and the filament drying unit in a wireless / wired manner, respectively.

[0039] The present application further provides a 3D printer, including the filament storage device according to any one of the foregoing.

[0040] For the filament storage device, the filament storage box, and the 3D printer provided by some embodiments of the present application, the filament is connected to the feeding and returning unit so that the filament is fed from the filament outlet along the preset filament transfer path, thereby achieving the feeding of the filament; or the filament is returned so that the filament is rewound on the tray, thereby achieving the returning of the filament; the filament recognition unit is configured to recognize information of a currently used filament so that a control end of the 3D printer or a user end can learn the current printing information in time; the filament detection unit is arranged along the filament transfer path for detecting whether the filament is broken during feeding, thereby facilitating troubleshooting, improving the use stability and reliability of the filament storage device, and further improving 3D printing efficiency and printing quality compared with the prior art.Brief Description of Drawings

[0041] To describe the technical solutions in the embodiments of the present application or in the prior art more clearly, the following briefly introduces the accompanying drawings required for describing the embodiments or the prior art. Apparently, the accompanying drawings in the following description show only some embodiments of the present application, and a person of ordinary skill in the art may still derive other drawings from these accompanying drawings without creative efforts.

[0042] FIG. 1 is a schematic structural diagram of a filament storage device provided by an embodiment of the present application;

[0043] FIG. 2 is a three-dimensional assembly diagram of a filament storage device provided by an embodiment of the present application;

[0044] FIG. 3 is a schematic structural diagram of a housing base in a filament storage device provided by an embodiment of the present application;

[0045] FIG. 4 is a schematic structural diagram of a filament drying unit in a filament storage device provided by an embodiment of the present application;

[0046] FIG. 5 is a schematic structural diagram of a drying chamber in a filament storage device provided by an embodiment of the present application;

[0047] FIG. 6 is a schematic structural diagram of a feeding and returning unit in a filament storage device provided by an embodiment of the present application;

[0048] FIG. 7 is a schematic structural diagram of a feeding assembly in a filament storage device provided by an embodiment of the present application;

[0049] FIG. 8 is a three-dimensional assembly diagram of a rack in a filament storage device provided by an embodiment of the present application;

[0050] FIG. 9 is a schematic structural diagram of an elastic member in a filament storage device provided by an embodiment of the present application;

[0051] FIG. 10 is a schematic structural diagram of a first transmission rod in a filament storage device provided by an embodiment of the present application;

[0052] FIG. 11 is a schematic structural diagram of a filament transfer gear set in a filament storage device provided by an embodiment of the present application;

[0053] FIG. 12 is a schematic structural diagram of a filament guide channel in a filament storage device provided by an embodiment of the present application;

[0054] FIG. 13 is a schematic structural diagram of a switching assembly in a filament storage device provided by an embodiment of the present application;

[0055] FIG. 14 is a bottom view of a heating assembly in a filament storage device provided by an embodiment of the present application;

[0056] FIG. 15 is a schematic structural diagram of a filament detection unit in a filament storage device provided by an embodiment of the present application;

[0057] FIG. 16 is an implementation diagram of a filament storage device provided by an embodiment of the present application;

[0058] FIG. 17 is a schematic structural diagram of a filament storage box provided by an embodiment of the present application; and

[0059] FIG. 18 is a schematic structural diagram of an access panel in a filament storage box provided by an embodiment of the present application.

[0060] Reference signs:

[0061] 10 -housing; 110 -housing base; 111 -arc-shaped cover; 112 -hinge; 113 -hinge pivot; 114 -magnetic member; 115 -lifting handle; 116-filament outlet; 117 -control mainboard; 118 -display panel; 119 -butt joint male head; 120 -butt joint female head; 121 -access panel; 122 -power supply interface; 123 -power switch;

[0062] 20 -feeding and returning unit; 210 -feeding assembly; 211 -filament transfer gear set; 2111 -filament transfer drive wheel; 2112 -filament transfer driven wheel; 212 -feeding gear; 213 -filament guide device; 2131 -filament guide frame; 2132 -filament guide inlet; 2133 -filament guide outlet; 2134 -first limiting groove; 2135 -tube fitting; 2136-filament guide channel; 214 -first transmission rod; 215 -adjusting device; 2151 -adjusting member; 2152 -adjusting gear; 216 -second transmission rod; 217 -elastic member; 2171 -compression block; 2172 -pressing piece; 220 -returning assembly; 221 -returning gear; 222 -transmission  roller; 223 -follow-up transmission roller; 224 -filament support plate; 225 -end portion support frame; 230 -switching assembly; 231 -driving device; 2311 -driving shaft; 2312 -drive gear; 232 -switching device; 2321 -switching gear; 233 -swing member; 2331 -limiting wall; 2332 -switching rotating shaft; 240 -compression gap; 250 -rack; 251 -first support plate; 252-second support plate; 253 -third support plate; 254 -third transmission rod; 255 -extension plate; 256 -strip groove;

[0063] 30 -filament detection unit; 310 -photoelectric transmitter; 320 -photoelectric receiver; 40 -filament recognition unit; 410 -recognition module; 50 -filament drying unit; 510 -heating assembly; 511 -guide groove; 520-blowing assembly; 530 -frame; 540 -drying chamber; 541 -upper chamber; 542 -first side wall; 543 -drying hole; 544 -lower chamber; 545 -air inlet; 546 -air outlet; 60 -tray.Description of Embodiments

[0064] To make the objectives, technical solutions, and advantages of the present application more comprehensible, the present application will be further described in detail with reference to the accompanying drawings and embodiments. It should be understood that the embodiments described herein are only intended to explain rather than limit the present application.

[0065] In the description of the present application, "a plurality of" refers to at least two, for example, two or three, unless otherwise specifically defined. All directional indications (such as above, under, left, right, front, and rear) in the embodiments of the present application are only intended for explaining a relative position relationship, a motion condition, etc., between components in a certain posture (as shown in the accompanying drawings) , and if the posture changes, the directional indications change accordingly. In addition, the terms "including" , "having" , or any other variant thereof are intended for covering non-exclusive inclusions.

[0066] To make the description of the present disclosure more detailed and complete, the following provides illustrative descriptions of the implementation manners and embodiments of the present application. However, this is not the only form of implementing or applying the embodiments of the present application. The implementation manners cover features of multiple embodiments and method steps as well as the sequence thereof used to construct and operate these embodiments. However, other embodiments may also be used to achieve the same or equivalent function and sequence of steps.

[0067] Referring to FIGs. 1-18, in order to solve the problem in the prior art of how to improve the feeding reliability of a filament while meeting the requirements of feeding and returning the filament, some embodiments of the present application provide a filament storage device, a filament storage box, and a 3D printer, which are configured to transfer the filament required in a 3D printing process. Referring to FIG. 1, which is a schematic structural diagram of a filament storage device provided by an embodiment of the present application, the filament storage device includes a housing 10, a feeding and returning unit 20, a filament detection unit 30, and a filament recognition unit 40.

[0068] In some embodiment of the present application, the housing 10 is configured to store a filament. In the present application, a filament outlet 116 is formed on a side of the housing 10. The feeding and returning unit 20 is configured to connect the filament so that the filament is fed from the filament outlet 116to implement the feeding of the filament or the filament is returned to implement the returning of the filament along a preset filament transfer path. The filament detection unit 30 is configured to detect a filament breakage on the filament transfer path, so as to improve the reliability of filament output. The filament recognition unit 40 includes an information module configured to store filament information and a recognition  module 410 configured to recognize the information module, so as to recognize information of a currently used filament.

[0069] In an embodiment, referring to FIG. 6, which is a schematic structural diagram of a feeding and returning unit in a filament storage device provided by an embodiment of the present application, the feeding and returning unit 20 provided by the present application includes a feeding assembly 210, a returning assembly 220, and a switching assembly 230, where the feeding assembly 210 includes a filament transfer gear set 211 and a feeding gear 212, the feeding gear 212 is connected to the filament transfer gear set 211, and the filament is extruded through the filament transfer gear set 211 to implement the feeding of the filament.

[0070] In an embodiment, the returning assembly 220 includes a returning gear 221 and a transmission roller 222, the transmission roller 222 is connected to the returning gear 221, a tray 60 is placed on the transmission roller 222 to meet a rotatable requirement of the tray 60, and the transmission roller 222 is arranged to cooperate with the tray 60 to rotate, so as to meet the requirements of feeding and returning the filament.

[0071] Furthermore, the switching assembly 230 includes a driving device 231 and a switching device 232, the switching device 232 is provided with a switching gear 2321, and the driving device 231 is connected to the switching device 232 and a switching gear 2321, where the driving device 231 is configured to selectively arrange the switching gear 2321 at a first position and a second position, at the first position, the switching gear 2321 is connected to the feeding gear 212, and at this time, the filament is in a feeding state; at the second position, the switching gear 2321 is connected to the returning gear 221, and at this time, the filament is in a returning state.

[0072] In some embodiment of the present application, the tray 60 with the filament wound thereon is placed on the transmission roller 222. When the feeding of the filament needs to be implemented, the driving device 231 drives the switching device 232 to enable the switching gear 2321 to be connected to the feeding gear 212 in the feeding assembly 210, and at this time, the switching gear 2321 is arranged at the first position and engaged with the feeding gear 212, so as to drive the filament transfer gear set 211 to extrude the filament, thereby implementing the feeding of the filament. When the returning of the filament needs to be implemented, the driving device 231 drives the switching device 232 to enable the switching gear 2321 to be connected to the returning gear 221, and at this time, the switching gear 2321 is arranged at the second position and engaged with the returning gear 221, so as to drive the returning gear 221 to extract the filament, thereby implementing the returning of the filament.

[0073] Specifically, the switching assembly 230 further includes a drive gear 2312 connected to a driving shaft 2311 of the driving device 231, and the drive gear 2312 is engaged with the switching gear 2321. In an embodiment provided by the present application, referring to FIG. 13, which is a schematic structural diagram of a switching assembly 230 in a filament storage device provided by some embodiment of the present application, the switching device 232 provided by the present application includes a swing member 233 arranged on the driving shaft 2311 of the driving device 231, and it can be observed that the drive gear 2312 and the switching gear 2321 are arranged on the swing member 233.

[0074] In the present application, the driving device 231 drives the switching device 232 to rotate clockwise or counterclockwise so that the switching device 232 and the drive gear 2312 arranged on the driving shaft 2311 rotate. In this case, because of an engagement connection relationship between the drive gear 2312 and the switching gear 2321, the drive gear 2312 drives the switching gear 2321 to rotate during rotation, and the  driving shaft 2311 further drives the swing member 233 to rotate. The switching device 232 is driven to rotate counterclockwise so that the switching gear 2321 is selectively engaged with the feeding gear 212 directly or indirectly to implement the feeding of the filament, or engaged with the returning gear 221 directly or indirectly to implement the returning of the filament.

[0075] In an embodiment provided by the present application, further referring to FIG. 13, it can be observed that the swing member 233 includes two limiting walls 2331, and the two limiting walls 2331 are correspondingly arranged so that the drive gear 2312 and the switching gear 2321 are rotatably clamped between the two limiting walls 2331. In this case, an end portion of the driving shaft 2311 passes through one limiting wall 2331, the drive gear 2312, and the other limiting wall 2331 in sequence. In addition, because of the engagement connection relationship between the drive gear 2312 and the switching gear 2321, the drive gear 2312 and the switching gear 2321 are rotatably clamped between the two limiting walls 2331.

[0076] It should be noted that the drive gear 2312 is preferably arranged at a center position of the two limiting walls 2331, the switching gear 2321 is arranged at an end portion of the two limiting walls 2331, and a switching rotating shaft 2332 for rotating the switching gear 2321 is further provided between the two limiting walls 2331. The number of the switching rotating shafts 2332 can be set to one or two so that the switching gear 2321 is rotatably sleeved on one of the switching rotating shafts 2332, and the switching gear 2321 is rotated on the switching rotating shaft 2332 by engagement with the drive gear 2312. The end portion of the limiting wall 2331 is configured to not exceed an external tooth profile of the switching gear 2321 to avoid affecting the engagement connection relationship between the switching gear 2321 and the feeding gear 212 or the returning gear 221.

[0077] In the present application, the driving device 231 drives the driving shaft 2311 to rotate so that the switching device 232 and the drive gear 2312 that are arranged on the driving shaft 2311 rotate. In this case, because of the engagement connection relationship between the drive gear 2312 and the switching gear 2321, the drive gear 2312 drives the switching gear 2321 to rotate during rotation and the driving shaft 2311 further drives the two limiting walls 2331 to rotate. The switching device 232 is driven to rotate counterclockwise so that the switching gear 2321 is selectively engaged with the feeding gear 212 directly or indirectly to implement the feeding of the filament, or engaged with the returning gear 221 directly or indirectly to implement the returning of the filament.

[0078] Furthermore, referring to FIG. 6, which is a schematic structural diagram of a feeding assembly 210 in a feeding and returning device provided by an embodiment of the present application, the feeding assembly 210 further includes a filament guide device 213 configured to guide the filament. The filament transfer gear set 211 includes a filament transfer drive wheel 2111 coaxially arranged with the feeding gear 212, and a filament transfer driven wheel 2112 arranged on the filament guide device 213 and forming a compression gap 240 with the filament transfer drive wheel 2111.

[0079] In the present application, the filament transfer drive wheel 2111 is clamped to an inner side wall of the filament guide device 213 and the filament transfer driven wheel 2112 is arranged inside the filament guide device 213 so that the compression gap 240 is formed between the filament transfer drive wheel 2111 and the filament transfer driven wheel 2112 for the filament to pass through, and therefore, the filament is guided to the compression gap 240 through the filament guide device 213. In this case, after entering the compression gap 240, the filament inside the filament guide device 213 abuts against an external tooth profile of the filament transfer driven wheel 2112. When the switching gear 2321 is engaged with the feeding gear  212, the feeding gear 212 drives the filament transfer drive wheel 2111 to rotate. Since the filament abuts against the external tooth profile of the filament transfer driven wheel 2112, the filament transfer drive wheel 2111 is extruded downward during rotation and drives the filament transfer driven wheel 2112 to rotate synchronously, so as to implement the feeding of the filament.

[0080] In an embodiment provided by the present application, referring to FIG. 7, which is a schematic structural diagram of a feeding assembly 210 in a filament storage device provided by some embodiment of the present application, the filament guide device 213 provided in the present application includes a filament guide frame 2131 provided with a filament guide inlet 2132 and a filament guide outlet 2133, and the filament guide inlet 2132 is configured to guide the filament wound on the tray 60. Further referring to FIG. 8, which is a three-dimensional assembly diagram of a rack 250 in a filament storage device provided by some embodiment of the present application, it can be observed that a side wall of the filament guide frame 2131 provided in the present application is recessed inwards with a first limiting groove 2134, a notch of the first limiting groove 2134 is adapted to the filament transfer drive wheel 2111, the filament transfer drive wheel 2111 is rotatably erected at a position corresponding to the filament transfer driven wheel 2112 in the filament guide frame 2131 through the first transmission rod 214, and the filament transfer driven wheel 2112 is rotatably erected through the third transmission rod 254 at a position corresponding to the first limiting groove 2134 inside the filament guide frame 2131 so that the compression gap 240 is formed between the filament transfer drive wheel 2111 and the filament transfer driven wheel 2112 for the filament to pass through.

[0081] In an embodiment provided by the present application, referring to FIG. 10, which is a schematic structural diagram of a first transmission rod 214 in a filament storage device provided by some embodiment of the present application, the feeding gear 212 is drivingly connected to the foregoing filament transfer drive  wheel 2111 via the first transmission rod 214, and the first transmission rod 214 is preferably arranged as a knurled drive shaft. Specifically, a knurl is formed at a connection between the first transmission rod 214 and the feeding gear 212, and an end of the first transmission rod 214 connected to the filament transfer drive wheel 2111 is provided as a drive shaft so that when the switching gear 2321 drives the feeding gear 212 to rotate, the first transmission rod 214 is driven to rotate and the filament transfer drive wheel 2111 is driven to rotate on the first transmission rod 214 to extrude the filament arranged between the filament transfer drive wheel 2111 and the filament transfer driven wheel 2112.

[0082] Furthermore, the filament transfer driven wheel 2112 is rotatably erected through the third transmission rod 254 at a position corresponding to the first limiting groove 2134 inside the filament guide frame 2131. The third transmission rod 254 provided by the present application is preferably arranged as a knurled drive shaft, and a knurl is formed at an end of the third transmission rod 254 connected to the filament guide device 213. When the filament is extruded downward under an action of the filament transfer driven wheel 2111, the filament transfer driven wheel 2112 is driven to rotate synchronously so that the filament passes out from the filament guide outlet 2133 and cooperates with a 3D printer to perform a model printing.

[0083] Therefore, the filament erected on the transmission roller 222 enters the compression gap 240 through the filament guide inlet 2132 and then abuts against the external tooth profile of the filament transfer driven wheel 2112. When the filament transfer drive wheel 2111 rotates, the filament transfer driven wheel 2112 is driven to rotate synchronously so that the filament arranged between the filament transfer drive wheel 2111 and the filament transfer driven wheel 2112 is extruded and passes out from the filament guide outlet 2133.

[0084] In an embodiment, referring to FIG. 11, which is a schematic structural diagram of a filament transfer gear set 211 in a filament storage device provided by an embodiment of the present application, the used amount of the filament can be calculated by detecting the number of revolutions of the filament transfer driven wheel 2112. For example, a magnetic member capable of being rotated synchronously with the filament transfer driven wheel 2112 is provided, a Hall sensor is fixedly arranged at a position close to the filament transfer driven wheel 2112, and a corresponding pulse signal is output by the Hall sensor according to an intensity of change in a magnetic field of the magnetic member. The pulse signal is transmitted to a main controller (not shown) for signal processing, so as to calculate the transferred amount of the current filament according to the pulse signal.

[0085] Specifically, the magnetic member can be provided in a form of a permanent magnet and is mounted on the filament transfer driven wheel 2112 as required. The Hall sensor is fixedly arranged at a position close to the magnetic member. When the filament transfer driven wheel 2112 rotates, the magnetic member arranged thereon rotates synchronously. In this case, the magnetic member continuously passes through the Hall sensor. Because of a Hall effect, whenever either the S-pole (south pole) or the N-pole (north pole) of the magnetic member passes through the Hall sensor, the Hall sensor generates a corresponding electrical signal change according to the intensity of change in the magnetic field of the magnetic member, thereby generating a Hall voltage.

[0086] These changed electrical signals are converted into digital pulse signals by the Hall sensor. Each pulse signal represents a certain gear rotation angle or rotation stroke, and the digital pulse signals are transmitted to the main controller for signal processing. After receiving these pulse signals, the main controller calculates, based on a preset parameter such as a gear radius of the filament transfer driven wheel  2112, the number of revolutions of the gear per second and then converts it into the rotational speed of the gear, or calculates the transferred amount of the filament per second. Similarly, based on the number of these pulse signals accumulated and multiplied by the transferred length of the filament corresponding to each pulse, the transferred amount of the current filament can be calculated in real time, and the remaining amount of the filament can be obtained based on the transferred amount of the filament, thereby enabling to add a new filament in time.

[0087] Furthermore, the number of forward and reverse revolutions of the filament transfer driven wheel 2112 can be calculated through a pulse signal output by a Hall switch, and then an actual feeding length of the filament is determined according to the diameter of the filament transfer driven wheel 2112 and the number of forward and reverse revolutions of the filament transfer driven wheel 2112. The number of forward revolutions is the number of revolutions made by the filament transfer driven wheel 2112 when the filament is fed, and the number of reverse revolutions is the number of revolutions made by the filament transfer driven wheel 2112 reversely when the filament is returned. Here, the number of forward revolutions is the number of revolutions made by the filament transfer driven wheel 2112 when the filament is fed, and the number of reverse revolutions is the number of revolutions made by the filament transfer driven wheel 2112 reversely when the filament is returned, so as to obtain the amount of the filament used. Of course, the above-mentioned manner of obtaining the feeding amount of the filament in a 3D printing process by obtaining the rotation distance of the filament transfer driven wheel 2112 in conjunction with the magnetic member and the Hall sensor is only an exemplary embodiment of the present application for obtaining the feeding amount of the filament and should not be construed as a further limitation on the present application.

[0088] As for how the Hall switch senses the magnetic member and outputs a corresponding pulse signal, and how the main controller calculates the transferred amount of the current filament according to the pulse signal, a widely used technology of the Hall sensor in the field of mileage calculation in the prior art is adopted and thus not elaborated herein.

[0089] Referring to FIG. 12, which is a schematic structural diagram of a filament guide channel 2136 in a filament storage device provided by an embodiment of the present application, the filament guide inlet 2132 provided by the present application is preferably arranged in a contracting shape from top to bottom to guide the filament and is in communication with the compression gap 240 formed between the filament transfer drive wheel 2111 and the filament transfer driven wheel 2112 through a tube fitting 2135. The filament guide channel 2136 for the filament to pass through is arranged in the filament guide frame 2131 located below the compression gap 240. The top of the filament guide channel 2136 needs to be in communication with the upper compression gap 240, and the bottom of the filament guide channel 2136 needs to be in communication with the filament guide outlet 2133 so that the filament entering the filament guide frame 2131 passes through the filament guide inlet 2132, the tube fitting 2135, the compression gap 240, and the filament guide channel 2136 in sequence, and then passes out from the filament guide outlet 2133.

[0090] To prevent the feeding and returning of the filament from being affected due to an excessively large or small compression gap 240, the present application further provides an adjusting device 215 for adjusting a relative distance of the compression gap 240. The adjusting device 215 includes an adjusting member 2151 configured to penetrate through a side wall of the filament guide device 213. It can be observed that one end of the adjusting member 2151 is configured to penetrate through the side wall of the filament guide device 213, and the other end of the adjusting member 2151 extends in a direction away from the feeding gear 212.  Since the adjusting member 2151 is configured to penetrate through the side wall of the filament guide member 213 and the filament transfer driven wheel 2112 is arranged inside the filament guide frame 2131, the filament guide device 213 can be driven to get close to or away from the filament transfer drive wheel 2111 by rotating the adjusting member 2151. When the adjusting member 2151 gets close to the filament transfer drive wheel 2111, the compression gap 240 formed between the filament transfer drive wheel 2111 and the filament transfer driven wheel 2112 is decreased, and when the adjusting member 2151 gets away from the filament transfer drive wheel 2111, the compression gap 240 formed between the filament transfer drive wheel 2111 and the filament transfer driven wheel 2112 is increased, so as to meet the requirements of feeding and returning the filament.

[0091] Specifically, the compression gap 240 can be increased by rotating the adjusting member 2151 to separate the filament transfer drive wheel 2111 and the filament transfer driven wheel 2112 so that the feeding and returning of the filament are completed manually, and the adjusting member 2151 can also be rotated again after completing the manual adjustment to decrease the compression gap 240 so that the compression gap 240 between the filament transfer drive wheel 2111 and the filament transfer driven wheel 2112 is just enough to compress the filament without slipping to maintain normal feeding of the filament, thereby preventing the filament from slipping due to the excessively large or small compression gap 240 in the 3D printing process to affect the filament feeding and returning effect.

[0092] Furthermore, the adjusting device 215 further includes an adjusting gear 2152 that is engaged with the feeding gear 212. In an embodiment provided by the present application, the foregoing adjusting member 2151 is preferably provided in a rod-shaped structure and the adjusting gear 2152 is coaxially arranged with the adjusting member 2151. An end portion of the adjusting member 2151 is drivingly connected to the  adjusting gear 2152 via a second transmission rod 216 after passing through the side wall of the filament guide device 213. The switching assembly 230 needs to be arranged between the adjusting gear 2152 and the returning gear 221. When the switching gear 2321 is arranged at a first position, the switching gear 2321 is driven by the driving device 231 to be engaged with the adjusting gear 2152 to cooperate with an indirect engagement between the switching gear 2321 and the feeding gear 212.

[0093] In an embodiment provided by the present application, further referring to FIG. 10, the end portion of the adjusting member 2151 is connected to the adjusting gear 2152 via the second transmission rod 216 that passes through the side wall of the filament guide device 213. The second transmission rod 216 is also provided as a knurled drive shaft, and it can be observed that a knurl is formed at a connection between the second transmission rod 216 and the filament guide device 213. The filament guide device 213 can be driven to get close to or away from the filament transfer drive wheel 2111 by rotating the adjusting member 2151, so as to decrease or increase the compression gap 240. An end of the second transmission rod 216 connected to the adjusting gear 2152 is provided as a drive shaft so that the adjusting gear 2152 rotates on the second transmission rod 216 under an action of switching gear 2321 and drives the feeding gear 212 to rotate.

[0094] In this case, the driving device 231 drives the switching gear 2321 to be engaged with the adjusting gear 2152. Since the adjusting gear 2152 is engaged with the feeding gear 212, the rotation of the switching gear 2321 drives the adjusting gear 2152 to rotate and further drives the feeding gear 212 to rotate. In addition, since the feeding gear 212 is coaxially arranged with the filament transfer drive wheel 2111, the filament entering the compression gap 240 is extruded downward when the filament transfer drive wheel 2111 rotates and drives the filament transfer driven wheel 2112 abutting against a side wall of the filament to rotate, thereby implementing the feeding of the filament. At the same time, a relative spacing of the compression gap  240 can be adjusted by rotating the adjusting member 2151 to cooperate with the feeding or returning action of the filament.

[0095] It should be noted that when the adjusting gear 2152 is not provided, the driving device 231 drives the switching device 232 to rotate counterclockwise, in which case the switching gear 2321 is directly engaged with the feeding gear 212; when the adjusting gear 2152 is provided, the driving device 231 drives the switching gear 2321 to rotate counterclockwise, in which case the switching gear 2321 is directly engaged with the adjusting gear 2152, thereby meeting a selectively direct engagement relationship between the switching gear 2321 and the feeding gear 212. The adjusting gear 2152 is driven by the switching gear 2321 to rotate so that the feeding gear 212 is indirectly driven to rotate, thereby meeting a selectively indirect engagement relationship between the switching gear 2321 and the feeding gear 212.

[0096] Furthermore, referring to FIG. 9, which is a schematic structural diagram of an elastic member 217 in a filament storage device provided by an embodiment of the present application, the adjusting device 215 provided by the present application further includes an elastic member 217 arranged between the filament guide device 213 and the adjusting member 2151. One end of the elastic member 217 abuts against the filament guide device 213, and the other end of the elastic member 217 abuts against a compression block 2171 arranged on the adjusting member 2151. The elastic member 217 exerts a force in an opposite direction on the filament guide device 213 and the adjusting member 2151 to maintain the compression gap 240 formed between the filament transfer drive wheel 2111 and the filament transfer driven wheel 2112.

[0097] Furthermore, a rack 250 configured to erect the switching assembly 230 and the feeding assembly 210 is further included. Further referring to FIG. 8, the rack 250 includes a first support plate 251, a second support plate 252, and a third support plate 253 connected in sequence at a bottom thereof, where the driving  device 231 is erected between the first support plate 251 and the second support plate 252 after passing through the first support plate 251 and the second support plate 252, the driving shaft 2311 of the driving device 231 is drivingly connected to the switching device 232 and the drive gear 2312 after passing through a side wall of the second support plate 252. An end portion of the driving shaft 2311 is rotatably matched with a side wall of the third support plate 253 after passing through the third support plate 253 so that the driving device 231 is erected in the rack 250. The driving shaft 2311 of the driving device 231 drives the switching device 232 to swing clockwise or counterclockwise and drives the drive gear 2312 to rotate.

[0098] In an embodiment provided by the present application, the driving device 231 may be provided in a form of a driving motor. As long as it is capable of providing a driving force for the switching device 232 and the drive gear 2312 to rotate clockwise or counterclockwise, any form of the driving device 231 selected for the feeding and returning of the filament is feasible, which is not further limited herein.

[0099] In an embodiment, the filament guide device 213 may also be erected in the rack 250. Specifically, the filament guide device is erected between the first support plate 251 and the second support plate 252. In this case, the filament transfer drive wheel 2111 is connected to the feeding gear 212 via the first transmission rod 214 arranged between the first support plate 251 and the third support plate 253. Further referring to FIG. 8, it can be observed that one end of the first transmission rod 214 is rotatably matched with a side wall of the first support plate 251, and the other end of the first transmission rod 214 rotatably cooperates with a side wall of the third support plate 253 after passing through the second support plate 252 and the feeding gear 212. The first transmission rod 214 is a knurled drive shaft, and a knurl is formed at a connection between the first transmission rod 214 and the feeding gear 212. Therefore, when the feeding gear 212 rotates, the first  transmission rod 214 is driven to rotate, and the filament transfer drive wheel 2111 is further driven to rotate, so as to implement the feeding of the filament.

[0100] Furthermore, in the present application, an extension plate 255 is provided extending outward from an outer side wall of the first support plate 251. Specifically, the extension plate 255 is arranged on the side wall of the first support plate 251 away from the second support plate 252. Since the adjusting member 2151 is arranged on the outer side wall of the first support plate 251 and provided with a compression block 2171, and the compression block 2171 is also arranged on the outer side wall of the first support plate 251, the elastic member 217 in the present application is preferably arranged between the extension plate 255 and the compression block 2171 to maintain a relative gap between the filament transfer drive wheel 2111 and the filament transfer driven wheel 2112, so as to prevent the filament from slipping in the filament feeding and returning process.

[0101] Specifically, in the present application, a strip groove 256 is arranged between the extension plate 255 and the outer side wall of the first support plate 251 for the elastic member 217 to pass through. One end of the elastic member 217 abuts against an inner side wall of the extension plate 255 after passing through the strip groove 256, and the other end of the elastic member 217 abuts against the compression block 2171 arranged on the adjusting member 2151. The elastic member 217 exerts a force in an opposite direction on the filament guide device 213 and the adjusting member 2151 to maintain a relative gap between the filament transfer drive wheel 2111 and the filament transfer driven wheel 2112, so as to compress the filament and ensure that the filament does not slip in a 3D printing process.

[0102] Preferably, the elastic member 217 uses an elastically deformable spring. Of course, as long as it is capable of being arranged between the rack 250 and the adjusting member 2151 and exerting a force on the  rack 250 and the adjusting member 2151 in an opposite direction to maintain the relative gap between the filament transfer drive wheel 2111 and the filament transfer driven wheel 2112, any form or structure of the elastic member 217 selected is feasible, the specific implementation manner of which is not further limited herein.

[0103] To facilitate pressing the adjusting member 2151, in the present application, one end of the adjusting member 2151 away from the adjusting gear 2152 is provided with a pressing piece 2172 having a relatively large area for pressing and rotating the adjusting member 2151. The adjusting member 2151 can be driven to rotate by pressing the pressing piece 2172, thereby implementing manual feeding and returning of the filament.

[0104] The filament required for 3D printing is wound on the tray 60. In the process of feeding or returning the filament, the tray 60 rotates along an axis thereof. Therefore, in the present application, a transmission roller 222 is provided to cooperate with the rotation of the tray 60 to prevent the tray 60 from significantly shifting from a spatial position and thus affecting the feeding and returning of the filament. In addition, to better erect the tray 60 on the transmission roller 222, the present application further provides a follow-up transmission roller 223 arranged in parallel with the transmission roller 222. The transmission roller 222 and the follow-up transmission roller 223 are rotatably arranged, and a distance between the transmission roller 222 and the follow-up transmission roller 223 is configured to be less than a diameter of the tray 60 so that the drive roller 60 is rotatably erected on the transmission roller 222 and the follow-up transmission roller 223. When the switching gear 2321 is engaged with the returning gear 221, the transmission roller 222 is driven to rotate, and the tray 60 and the follow-up transmission roller 223 are further driven to rotate, so as to meet the requirement of returning the filament.

[0105] In addition, in an actual 3D printing process, more than one tray 60 is used. When a plurality of trays 60 are used at the same time, generally the plurality of trays 60 are erected in parallel between the corresponding transmission roller 222 and follow-up transmission roller 223. It can be observed that at the bottoms of two adjacent trays 60 are provided with a filament support plate 224, and the top of the filament support plate 224 is provided with an arc-shaped groove for the transmission roller 222 and the follow-up transmission roller 223 to rotate so that end portions of the transmission roller 222 and the follow-up transmission roller 223 arranged below the tray 60 are rotatably erected on the filament support plate 224.

[0106] In an embodiment, when a plurality of trays 60 are used at the same time, each of the trays 60 needs to be provided with a corresponding feeding assembly 210, a returning assembly 220, and a switching assembly 230, and each of the foregoing assemblies needs to be arranged in one-to-one correspondence with the tray 60 at a corresponding position, thereby implementing simultaneous feeding and returning of the plurality of trays 60.

[0107] It should be noted that when the feeding and returning device provided by the present application is arranged inside the housing 10 for use, the end portions of the transmission roller 222 and the follow-up transmission roller 223 arranged below the tray 60 need to be rotatably connected to the inner side wall of the housing 10. In this case, the end portions of the transmission roller 222 and the follow-up transmission roller 223 are both provided with an end portion support frame 225 in a semi-arc structure. The end portion support frame 225 is fixedly connected to the housing 10, and the end portion support frame 225 is also provided with an arc-shaped groove for rotatably erecting the end portions of the transmission roller 222 and the follow-up transmission roller 223 so that the tray 60 is rotatably erected inside the housing 10 through the end portion support frame 225.

[0108] In an embodiment, the filament detection unit 30 provided by the present application includes a photoelectric transmitter 310 and a photoelectric receiver 320 that are oppositely arranged at two sides of the filament transfer path, which are configured to detect whether the filament is broken on the filament transfer path, and a filament breakage early-warning is given if no filament is detected between the photoelectric transmitter 310 and the photoelectric receiver 320 when the filament is fed.

[0109] Further referring to FIG. 6, the filament recognition unit 40 provided by the present application includes an information module (not shown) configured to store filament information and a recognition module 410 configured to recognize the information module. The information of a currently used filament is recognized through the recognition module 410, where the filament information includes, but is not limited to, a filament color, a filament material, or a filament diameter, and may also include other types of filament information, which is not further limited herein.

[0110] In an embodiment, preferably, the information module is affixed to the tray 60 and the recognition module 410 is arranged on the filament support plate 224. The filament support plate 224 is arranged close to the tray 60, and the information module that records label information such as the color, material, and diameter of the filament is arranged on the tray 60 in advance. Therefore, the information module can be recognized by the recognition module 410 in a non-contact radio frequency identification manner such as radio frequency identification (RFID) and near field communication (NFC) , to recognize the label information of the filament currently wound on the tray 60. It should be noted that as long as it is capable of obtaining the information of the currently used filament so that a 3D printing control end or a user end identifies the currently used filament, other non-contact radio frequency identification manners are also feasible, and those skilled in the art should be aware of it.

[0111] In an embodiment, the filament storage device provided by the present application further includes a filament drying unit 50. In the present application, the filament drying unit 50 is provided to dry the filament stored in the housing 10. Referring to FIG. 4, which is a schematic structural diagram of a filament drying unit 50 in a filament storage device provided by an embodiment of the present application, the filament drying unit 50 provided by the present application includes a heating assembly 510, a blowing assembly 520, and a frame 530, where the frame 530 includes an air outlet 546, an air inlet 545, and a drying chamber 540 in communication with the air outlet 546 and the air inlet 545.

[0112] Specifically, the heating assembly 510 is arranged close to the air outlet 546, and the blowing assembly 520 is arranged to blow out the air in the drying chamber 540 from the air outlet 546, so as to dry the filament through the heating assembly 510, the blowing assembly 520, and the drying material filled in the drying chamber 540.

[0113] In some embodiment of the present application, the heating assembly 510 is arranged close to the air outlet 546, and the blowing assembly 520 blows out drying air in the drying chamber 540 through the air outlet 546. In this case, the heating assembly 510 heats the air blown out and then the air starts to rise after being heated. After absorbing water molecules in the outside air, the air becomes humid and enters the drying chamber 540 due to factors such as a decrease in temperature or an increase in mass. Then, the humid air is dried by a drying material filled in the drying chamber 540, and then the dried air is blown out from the air outlet 546 by the blowing assembly 520, thereby forming a self-circulating air drying channel.

[0114] It should be noted that the heating assembly 510 provided by the present application can be arranged not only inside the frame 530 on a side close to the air outlet 546 but also outside the frame 530 on a side close to the air outlet 546. Since the tray 60 is generally large in volume, it needs to be arranged outside the  frame 530. To better dry the filament, in the present application, the heating assembly 510 is preferably arranged outside the frame 530 on the side close to the air outlet 546, and the tray 60 is erected above the heating assembly 510, in which case the heating assembly 510 can not only properly heat the air around the tray 60 but also cause the temperature of the filament to increase so that the moisture in the filament is volatilized and reduced, thereby fast drying the filament.

[0115] Of course, it is also feasible to arrange the heating assembly 510 inside the frame 530 on the side close to the air outlet 546, which can also achieve the effect of drying the filament. In some embodiment, the blowing assembly 520 blows the dry air in the drying chamber 540 directly to the heating assembly 510 for heating, and the air outlet 546 blows out the heated air. In this case, the air that starts to rise after being heated can also dry the filament.

[0116] Apparently, no matter whether the heating assembly 510 is arranged inside the frame 530 on the side close to the air outlet 546 or outside the frame 530 on the side close to the air outlet 546, it is capable of drying the filament, the specific position of which is not further limited herein, as long as it is capable of heating the air blown by the blowing assembly 520.

[0117] In the present application, the heating assembly 510 is preferably arranged outside the frame 530 on the side close to the air outlet 546 to heat the air while heating the air around the tray 60. The following explanation of the present application will be described based on that the heating assembly 510 is arranged outside the frame 530 on the side close to the air outlet 546. However, it does not constitute a limitation on the specific position of the heating assembly 510 herein, and those skilled in the art should be aware of it.

[0118] In an embodiment, referring to FIG. 5, which is a schematic structural diagram of a drying chamber 540 in a filament storage device provided by an embodiment of the present application, in some embodiment  of the present application, the foregoing drying chamber 540 includes an upper chamber 541 and a lower chamber 544 that are in communication with each other, where the upper chamber 541 is provided with a first side wall 542 inclined upward, and a plurality of drying holes 543 are formed in the first side wall 542 so that the air that rises after being heated enters the upper chamber 541 through the drying holes 543 formed in the first side wall 542. The upper chamber 541 is configured to be filled with a drying material, and therefore, the air entering the upper chamber 541 completes drying under an action of the drying material. In addition, the inclined upward structure also facilitates the air, which becomes humid after absorbing water molecules, to enter the upper chamber 541.

[0119] Specifically, the drying material filled in the upper chamber 541 refers to a substance capable of removing moisture from the humid air, such as commonly used chemical desiccants including calcium sulfate and calcium chloride, which realizes the drying effect by combining with water to generate a hydrate, or commonly used physical desiccants including silica gel and activated aluminum oxide, which realizes the drying effect by physically adsorbing water. As long as it is capable of absorbing the moisture in the humid air entering the upper chamber 541, any type of drying material selected is feasible, or multiple types of drying materials can be mixed for use, the specific form of which is not further described herein.

[0120] To make better use of the internal space of the drying chamber 540, referring to FIG. 2, which is a three-dimensional assembly diagram of a filament storage device provided by an embodiment of the present application, it can be observed that in the present application, the blowing assembly 520 is arranged in the lower chamber 544. Since the upper chamber 541 and the lower chamber 544 are in communication with each other, in the present application, the air inlet 545 is arranged at a connection between the blowing assembly 520 and the upper chamber 541, and the air outlet 546 is arranged on a side of the lower chamber 544 close to  the heating assembly 510 so that the air completing drying in the upper chamber 541 is extracted from the air inlet 545 into the lower chamber 544 through the blowing assembly 520 and then blown out to the heating assembly 510 through the air outlet 546, and finally the blown air is heated by the heating assembly 510.

[0121] It should be noted that although the blowing assembly 520 is arranged in the lower chamber 544 in the present application, actually the air-blowing flow is not directed at the drying material filled in the upper chamber 541 to affect the drying of the humid air by the drying material.

[0122] In practice, there is more than one tray 60 used inside the housing 10, and each of the trays 60 needs to be provided with a heating assembly 510, a blowing assembly 520, and a drying chamber 540 correspondingly. Therefore, at least one heating assembly 510, at least one blowing assembly 520, and at least one drying chamber 540 are provided by some embodiment of the present application, and the number of the heating assemblies 510, the blowing assemblies 520, and the drying chambers 540 is required to be not less than that of the trays 60 to dry the plurality of trays 60 simultaneously.

[0123] Since the plurality of trays 60 are arranged adjacent to each other, a plurality of drying chambers 540 also need to be arranged adjacent to the positions corresponding to the plurality of trays 60. In addition, a plurality of heating assemblies 510 and blowing assemblies 520 also need to be arranged in one-to-one correspondence with the corresponding drying chambers 540. Therefore, the number of the heating assemblies 510, the blowing assemblies 520, and the drying chambers 540 is not specifically limited herein.

[0124] In an embodiment provided by the present application, the foregoing blowing assembly 520 may be a fan or any other air extraction device such as an air extraction pump. The foregoing heating assembly 510 may be an electric heating wire or any other heating assembly such as a heating film, and any form of the  heating assembly 510 selected is feasible as long as it is capable of heating the air, which is not further limited herein.

[0125] Preferably, in the present application, the housing 10 is configured to form a confined space to prevent external humid air from entering the filament box to affect the tray 60 placed therein. The housing 10 includes a housing base 110 and an arc-shaped cover 111 configured to cover the housing base 110. Referring to FIG. 17, which is a schematic structural diagram of a filament storage box provided by an embodiment of the present application, it can be observed that the bottom of the arc-shaped cover 111 is hinged to the housing base 110 through a hinge 112 and a hinge pivot 113. Of course, the arc-shaped cover 111 may be hinged to the housing base 110 through another structure in practice, which is not further limited herein.

[0126] A magnetic member 114 is arranged at a connection between the top of the arc-shaped cover 111 and the housing base 110. Specifically, the magnetic member 114 may be in a form of a magnetic induction sheet so that fast fixation and adsorption with the housing base 110 can be implemented through the magnetic member 114. An outer side wall of the arc-shaped cover 111 is provided with an inwardly recessed lifting handle 115. The arc-shaped cover 111 can be opened and closed quickly by pulling up the lifting handle 115 to cooperate with magnetic attraction of the magnetic member 114, thereby facilitating the adjustment of devices inside the housing 10.

[0127] In an embodiment, in the present application, the frame 530 is arranged on a side of the housing 10 and forms a cavity for accommodating the blowing assembly 520 and the drying chamber 540 with a side wall of the housing 10. The heating assembly 510 is arranged outside the frame 530 but inside the housing 10 and close to the air outlet 546, and the tray 60 is erected above the heating assembly 510. Since the blowing assembly 520 blows air from the air outlet 546 to a position above the heating assembly 510, dry and hot air is  generated above the heating assembly 510. The dry and hot air rises to absorb water molecules in the outside air to become humid and then enters the drying chamber 540 to complete drying.

[0128] Furthermore, in the present application, a side surface of the arc-shaped cover 111 away from the blowing assembly 520 is provided as an arc-shaped protrusion so that the air heated by the heating assembly 510 rises along an arc-shaped guide direction of the arc-shaped protrusion, and therefore a self-circulating air drying channel is formed inside the housing 10. The air drying channel includes at least a first drying channel extending in a direction from the air outlet 546 to the heating assembly 510, a second drying channel extending upwards from the heating assembly 510 along the arc-shaped guide direction of the arc-shaped cover 111, and a third drying channel extending in a direction from the top of the arc-shaped cover 111to the drying chamber 540.

[0129] It should be noted that the air drying channel provided by the present application includes at least any one of the first drying channel, the second drying channel, and the third drying channel described above. In principle, the air needs to pass through the first drying channel, the second drying channel, and the third drying channel for drying. However, it is not excluded that the air directly enters the third drying channel through the first drying channel, or directly enters the third drying channel through the second drying channel, or directly enters the drying chamber 540 through the third drying channel.

[0130] In an embodiment provided by the present application, referring to FIG. 14, which is a bottom view of a heating assembly 510 in a filament storage device provided by some embodiment of the present application. In the present application, a guide groove 511 for the filament fed to pass through is arranged under the heating assembly 510. FIG. 15 is a schematic structural diagram of a filament detection unit 30 in a filament storage device provided by some embodiment of the present application. In the present application,  the photoelectric transmitter 310 and the photoelectric receiver 320 are correspondingly arranged at a position close to a guide groove 511 under the heating assembly 510, and the filament goes below the heating assembly 510 through the guide groove 511 after passing out from the filament guide outlet 2133. For example, when the photoelectric receiver 320 can receive an optical signal transmitted by the photoelectric transmitter 310 at this time, a trigger signal is transmitted to a control mainboard 117 so that the control mainboard 117 gives a filament breakage early-warning to the client according to the trigger signal or by providing an external display screen or an audible alarm.

[0131] In some embodiment of the present application, referring to FIG. 3, which is a schematic structural diagram of a housing base 110 in a filament storage device provided by some embodiment of this application, it can be observed that a transmission roller 222 and a follow-up transmission roller 223 that are arranged in parallel are rotatably mounted on an inner side wall of the housing 10. In the present application, the transmission roller 222 and the follow-up transmission roller 223 are arranged in the housing 10 so that the tray 60 with the filament wound thereon is erected above the heating assembly 510, and the filament wound on the tray 60 is further dried through cooperation between the blowing assembly 520, the heating assembly 510, and the drying chamber 540. At the same time, the tray 60 self-rotates on the transmission roller 222 and the follow-up transmission roller 223 to meet the requirements of feeding and returning the filament.

[0132] It should be noted that the inclination degree of the first side wall 542 arranged in the drying chamber 540 should be adapted to the self-rotation direction of the tray 60 but cannot affect the normal rotation of the tray 60 due to an excessively close distance. When a plurality of trays 60 are arranged in an array inside the housing 10, a transmission roller 222 and a follow-up transmission roller 223 need to be correspondingly arranged at the bottom of each of the trays 60.

[0133] Furthermore, referring to FIG. 18, which is a schematic structural diagram of an access panel 121 in a filament storage box provided by an embodiment of this application, the filament storage device provided by the present application further includes a display panel 118 and an access panel 121 that are arranged on an outer side wall of the housing 10. In the present application, a main control unit and a control mainboard 117 configured to accommodate the main control unit are further provided inside the housing 10. The control mainboard 117 corresponds to the access panel 121 so that maintenance or control of the control mainboard 117 can be implemented by opening the access panel 121. The main control unit is connected to the returning unit 20, the filament detection unit 30, the filament recognition unit 40, and the filament drying unit 50 described above in a wired or wireless manner so that working states of the feeding and returning unit 20, the filament detection unit 30, the filament recognition unit 40, and the filament drying unit 50 described above can be controlled by the control mainboard 117. The display panel 118 displays working states of electrical devices in the housing 10 in real time. Of course, the control mainboard 117 can also be connected to another electrical device that needs to be powered or controlled in the housing 10, which will not be elaborated herein.

[0134] Furthermore, a power supply interface 122 connected to the control mainboard 117 is further provided at the bottom of the housing 10 to connect an external power supply, and a power supply switch 123 is further provided on the power supply interface 122 to control a usage state of a power supply inside the housing 10.

[0135] In an embodiment, further referring to FIG. 1, the housing 10 provided by the present application further includes a butt joint male head 119 and a butt joint female head 120 that are oppositely arranged on a side wall of the housing 10. The butt joint male head 119 of the current filament storage device is plug-connected to the butt joint female head 120 of another filament storage device, and / or the butt joint  female head 120 of the current filament storage device is plug-connected to the butt joint male head 119 of another filament storage device so that the plug-connected use of a plurality of filament storage devices arranged in an array can be implemented.

[0136] Referring to FIG. 16, which is an implementation diagram of a filament storage device provided by an embodiment of the present application, in some embodiment of the present application, four trays 60 may be arranged in one filament storage device to meet the requirements of feeding and returning the filament by the four trays 60 simultaneously. Each of the trays 60 is provided with a feeding and returning unit 20, a filament detection unit 30, a filament recognition unit 40, and a filament drying unit 50 correspondingly. Of course, in practice, the number of the trays 60 used inside the housing 10 can be more than one, two, or the foregoing four, and can be adapted to the shape and size of the housing 10, which is not further limited herein.

[0137] In an embodiment, the present application further provides a filament storage box. Further referring to FIG. 17, the housing 10 provided by the present application includes a housing base 110 and an arc-shaped cover 111 configured to cover the housing base, and one end of the arc-shaped cover 111 is hinged to the housing base 110. Specifically, the bottom of the arc-shaped cover 111 is hinged to the housing base 110 through a hinge 112 and a hinge pivot 113 that are arranged on the housing base 110. Of course, the arc-shaped cover 111 may be hinged to the housing base 110 through another structure, which is not further limited herein.

[0138] Furthermore, a side surface of the arc-shaped cover 111 away from the blowing assembly 520 is provided as an arc-shaped protrusion so that the air heated by the heating assembly 510 rises along an arc-shaped guide direction of the arc-shaped protrusion.

[0139] In the present application, a confined space is formed by the top of the housing base 110 and the arc-shaped cover 111 hinged to the bottom thereof to prevent external humid air from entering the housing 10 to affect the tray 60 placed inside, and a self-circulating air drying channel is formed inside the housing to cooperate with the heating assembly 510, the blowing assembly 520, and the drying chamber 540 so that air convection in the housing is accelerated to greatly reduce drying time.

[0140] Further referring to FIG. 18, in the present application, a display panel 118 and an access panel 121 are further provided on an outer side wall of the housing 10. In the present application, a main control unit and a control mainboard 117 configured to accommodate the main control unit are further provided inside the housing 10. The control mainboard 117 corresponds to the access panel 121 so that maintenance or control of the control mainboard 117 can be implemented by opening the access panel 121. The main control unit is connected to the returning unit 20, the filament detection unit 30, the filament recognition unit 40, and the filament drying unit 50 described above in a wired or wireless manner so that working states of the feeding and returning unit 20, the filament detection unit 30, the filament recognition unit 40, and the filament drying unit 50 can be controlled by the control mainboard 117. The display panel 118 displays working states of electrical devices in the housing 10 in real time. Of course, the control mainboard 117 can also be connected to another electrical device that needs to be powered or controlled in the housing 10, which will not be elaborated herein.

[0141] Based on the filament storage device and the filament storage box described above, the present application further provides a 3D printer connected to the filament storage device or the filament storage box described above for use. Since the filament wound on the tray 60 needs to be used in a 3D printing process, a drying degree of the filament needs to be ensured in the printing process, and functions of automatic feeding  and returning as well as detection of the filament need to be achieved, a conventional 3D printer can be supplemented by the filament storage device or the filament storage box provided by the present application.

[0142] Specifically, a self-circulating air drying channel is arranged inside the housing 10 to accelerate air convection in the housing 10 by cooperating with the heating assembly 510, the blowing assembly 520, and the drying chamber 540. Since the air inside the housing 10 is constantly blown by the blowing assembly 520 to a position above the heating assembly 510, the dried hot air rises along an arc-shaped guide direction of the arc-shaped cover 111, and the humid air having absorbed water molecules in the outside air drops into the drying chamber 540 due to factors such as a decrease in temperature or an increase in mass, and the humid air is dried by a drying agent filled in the drying chamber 540. The blowing assembly 520 continuously blows air to the position above the heating assembly 510 through the air outlet 546 so that the circulation and drying of the air inside the housing 10 are accelerated to greatly reduce drying time. At the same time, the tray 60 with the filament wound thereon is erected above the heating assembly 510. Therefore, the heating assembly 510 also causes the temperature of the filament to increase so that moisture in the filament is volatilized and reduced. The filament wound on the tray 60 is fed to the feeding and returning unit 20 through the filament guide inlet 2132 to implement feeding and returning operations.

[0143] When it is required to return the filament, the driving device 231 drives the switching device 232 to rotate counterclockwise so that the switching gear 2321 between the swing members 233 is engaged with the returning gear 221 of the returning assembly 220. By driving the drive gear 2312 to rotate, the switching gear 2321 is driven to rotate and the returning gear 221 is further driven to rotate. Since the returning gear 221 is arranged on the transmission roller 222, and the tray 60 is erected between the transmission roller 222 and the follow-up transmission roller 223, the rotation of the returning gear 221 drives the transmission roller 222, the  tray 60 erected on the transmission roller 222, and the follow-up transmission roller 223 to rotate so that the filament is re-wound on the tray 60, and the returning of the filament is implemented.

[0144] When it is required to feed the filament, the driving device 231 drives the switching device 232 to rotate clockwise so that the switching gear 2321 between the swing members 233 is engaged with the adjusting gear 2152 of the feeding assembly 210. Since the adjusting gear 2152 is engaged with the feeding gear 212, and the feeding gear 212 is coaxially arranged with the feeding drive gear 2111, when the driving device 231 drives the drive gear 2312 to rotate, the adjusting gear 2152 is driven to rotate, and the feeding gear 212 and the feeding drive gear 2111 coaxially arranged with feeding gear 212 are further driven to rotate. Since the filament enters the compression gap 240 formed between the filament transfer drive wheel 2111 and the filament transfer driven wheel 2112 through the filament guide inlet 2132, the filament moves downward relatively under the rotation of the filament transfer drive wheel 2111 to implement the feeding of the filament.

[0145] Furthermore, in the present application, an adjusting member 2151 is further provided to implement manual feeding and returning of the filament. An end portion of the adjusting member 2151 is drivingly connected to the adjusting gear 2152 after passing through the filament guide frame 2131. By pressing the adjusting member 2151, the filament transfer driven wheel 2112 can be driven to be close to or away from the filament transfer drive wheel 2111, thereby decreasing or increasing the compression gap 240 formed between the filament transfer drive wheel 2111 and the filament transfer driven wheel 2112 to meet requirements of manual feeding and returning of the filament.

[0146] When it is required to manually complete the feeding and returning of the filament, the filament transfer drive wheel 2111 and the filament transfer driven wheel 2112 can be separated from each other by  pressing the adjusting member 2151, and conditions of the feeding and returning of the filament can be manually adjusted. The adjusting member 2151 is pressed again after the manual adjustment is completed to reduce the compression gap 240 so that the compression gap 240 between the filament transfer drive wheel 2111 and the filament transfer driven wheel 2112 just compresses the filament without slipping to maintain normal feeding of the filament, thereby preventing the filament from slipping or breakage due to the excessively large or small compression gap 240 in the 3D printing process to affect the filament feeding and returning effect.

[0147] Furthermore, a filament detection unit 30 is further provided below the heating assembly 510 to detect whether the filament is broken and give an early warning. When the filament is fed, it enters the guide groove 511 arranged below the heating assembly 510 through the filament guide outlet 2133 and then enters a channel formed between the photoelectric transmitter 310 and the photoelectric receiver 320. The detection of filament breakage is implemented through the photoelectric transmitter 310 and the photoelectric receiver 320 arranged corresponding to the filament transfer path. When no exception is detected, the filament continues to travel along the filament transfer path to pass through the guide groove 511 arranged on the other side below the heating assembly 510 and the guide groove 511 arranged below the drying chamber 540, and then passes out from the corresponding filament outlet 116 to feed the filament to the 3D printer.

[0148] Since each housing 10 is provided with at least one main control unit, when a plurality of housings 10 are used by splicing a butt joint male head 119 and a butt joint male head 120, if the feeding condition inside a certain housing 10 is abnormal, the specific filament used in the housing 10 may be directly located, thereby facilitating troubleshooting and achieving a high degree of freedom in operation. In addition, in the present application, the recognition module 410 configured to recognize the information module is further  provided on a side wall of the filament support plate 224 to recognize information of a currently used filament. Of course, the filament information can also be directly displayed through the display panel 118 on the housing 10 so that a 3D printing control end or a user end can learn the current printing information in time.

[0149] For the filament storage device, the filament storage box, and the 3D printer provided by some embodiments of the present application, the heating assembly and the blowing assembly are arranged to accelerate the circulation and drying of air, greatly reducing drying time. In addition, the tray with a filament wound thereon is erected above the heating assembly so that the temperature of the filament is increased and moisture in the filament is volatilized and reduced. The switching device is selectively arranged at a first position through the driving device so that the switching gear is connected to the feeding gear to further drive the feeding gear and the filament transfer gear set coaxially arranged with the feeding gear to rotate, thereby implementing the feeding of the filament; alternatively, the switching device is selectively arranged at a second position through the driving device so that the switching gear is connected to the returning gear to further drive the returning gear, the transmission roller connected to the returning gear, and the tray erected on the transmission roller to driven to rotate to cause the filament to be rewound on the tray, thereby implementing the returning of the filament and improving the feeding reliability of the filament. The filament recognition unit is arranged to recognize information of a currently used filament so that a control end of the 3D printer or a user end learns the current printing information in time. The filament detection unit is arranged along a filament transfer path to detect whether the filament is broken during feeding. When the feeding of a certain filament is abnormal, the filament can be located directly, thereby facilitating troubleshooting, achieving high use stability and reliability, and further improving 3D printing efficiency and quality.

[0150] 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.

[0151] The foregoing implementation manners are only exemplary for describing the principle of the present application, but the present application is not limited thereto. For a person of ordinary skill in the art, various variations and improvements can be made without departing from the spirit and essence of the present application, and these variations and improvements shall also fall within the protection scope of the present application.

Claims

1.A filament storage device, comprising:a housing, configured to store a filament and provided with a filament outlet;a feeding and returning unit, configured to connect the filament and feed the filament from the filament outlet or return the filament along a preset filament transfer path or return the filament;a filament detection unit, configured to detect a filament breakage on the filament transfer path; anda filament recognition unit, comprising an information module configured to store filament information and a recognition module configured to recognize the information module.2.The filament storage device according to claim 1, characterized in that the feeding and returning unit comprises a feeding assembly, comprising a filament transfer gear set configured to extrude the filament and a feeding gear connected to the filament transfer gear set;a returning assembly, comprising a returning gear, and a transmission roller, wherein the transmission roller is connected to the returning gear and configured to place a tray and make the tray rotate; anda switching assembly, comprising a driving device and a switching device, wherein the switching device is provided with a switching gear, and the driving device is connected to the switching device and the switching gear,wherein the driving device is configured to selectively arrange the switching gear at a first position and a second position, at the first position, the switching gear is connected to the feeding gear; and at the second position, the switching gear is connected to the returning gear.3.The filament storage device according to claim 2, characterized in that the switching assembly further comprises a drive gear connected to a driving shaft of the driving device, and the drive gear is engaged with the switching gear;the switching device comprises a swing member arranged on the driving shaft of the driving device, and the drive gear and the switching gear are arranged on the swing member; andby driving the switching device to rotate counterclockwise or clockwise via the driving device, the switching gear is selectively engaged with the feeding gear directly or indirectly, or engaged with the returning gear directly or indirectly.4.The filament storage device according to claim 3, characterized in that the feeding assembly further comprises a filament guide device, the filament transfer gear set comprises a filament transfer drive wheel drivingly connected to the feeding gear and a filament transfer driven wheel arranged on the filament guide device, and a compression gap is formed between the filament transfer driven wheel and the filament transfer drive wheel.5.The filament storage device according to claim 4, characterized in that the feeding gear is drivingly connected to the filament transfer drive wheel via a first transmission rod, a knurl is formed at a connection between the first transmission rod and the feeding gear, and an end of the first transmission rod connected to the filament transfer drive wheel is provided as a drive shaft so that when the feeding gear rotates, the first transmission rod is driven to rotate, and the  filament transfer drive wheel is driven to rotate on the first transmission rod, to extrude a filament arranged between the filament transfer drive wheel and the filament transfer driven wheel.6.The filament storage device according to claim 4, characterized in that the feeding assembly further comprises an adjusting device configured to adjust the compression gap, and the adjusting device comprises an adjusting member; andone end of the adjusting member penetrates through a side wall of the filament guide device, the other end of the adjusting member extends in a direction away from the feeding gear, and the adjusting member is rotated to drive the filament guide device to approach or move away from the filament transfer drive wheel, so as to reduce or increase the compression gap.7.The filament storage device according to claim 6, characterized in that the adjusting device further comprises an adjusting gear coaxially arranged with the adjusting member, and the adjusting gear is engaged with the feeding gear; andthe switching assembly is arranged between the adjusting gear and the returning gear so that the switching gear is driven by the driving device to be engaged with the adjusting gear to cooperate with an indirect engagement between the switching gear and the feeding gear.8.The filament storage device according to claim 7, characterized in that an end portion of the adjusting member is connected to the adjusting gear via a second transmission rod passing through the side wall of the filament guide device;a knurl is formed at a connection between the second transmission rod and the filament guide device, and the adjusting member is rotated to drive the filament guide device to approach or move away from the filament transfer drive wheel, so as to reduce or increase the compression gap; andan end of the second transmission rod connected to the adjusting gear is provided as a drive shaft so that the adjusting gear rotates on the second transmission rod under an action of the switching gear and drives the feeding gear to rotate.9.The filament storage device according to claim 2, characterized in that the returning assembly further comprises a follow-up transmission roller arranged in parallel with the transmission roller, a distance between the transmission roller and the follow-up transmission roller is configured to be less than a diameter of the tray, and the tray is rotatably erected on the transmission roller and the follow-up transmission roller.10.The filament storage device according to claim 2, characterized in that the filament recognition unit comprises an information module arranged on the tray, the information module stores information of a filament wound around the tray, the filament information comprises at least one of the color, material, or diameter of the filament; and the recognition module is arranged close to the tray and configured to recognize information of a currently used filament.11.The filament storage device according to claim 1, characterized in that the filament detection unit comprises a photoelectric transmitter and a photoelectric receiver that are oppositely arranged at two sides of the filament transfer path, and a filament breakage signal is transmitted when the filament is broken on the filament transfer path to result in that no filament is detected between the photoelectric transmitter and the photoelectric receiver.12.The filament storage device according to claim 1, characterized in that the filament storage device further comprises a filament drying unit, configured to dry the filament stored in the housing;the filament drying unit comprises a frame, a heating assembly, and a blowing assembly that are arranged in the housing; andthe frame comprises an air outlet, an air inlet, and a drying chamber, wherein the drying chamber is in communication with the air outlet and the air inlet, the heating assembly is configured to be arranged close to the air outlet, and the blowing assembly is configured to blow out air in the drying chamber from the air outlet.13.The filament storage device according to claim 12, characterized in that the drying chamber comprises an upper chamber and a lower chamber that are in communication with each other, the upper chamber is provided with a first side wall inclined upward, and a plurality of drying holes are formed in the first side wall so that the air that rises after being heated by the heating assembly enters the upper chamber from the drying holes for drying, wherein the upper chamber is configured to be filled with a drying material.14.The filament storage device according to claim 13, characterized in that the blowing assembly is arranged in the lower chamber, and the air outlet is formed in a side wall of the lower chamber close to the heating assembly so that the blowing assembly blows the air in the upper chamber from the air outlet to the heating assembly.15.A filament storage box, characterized in that the filament storage box comprises the filament storage device according to any one of claims 1-14;the housing comprises a housing base and an arc-shaped cover configured to cover the housing base, and one end of the arc-shaped cover is hinged to the housing base; anda side surface of the arc-shaped cover away from the blowing assembly is an arc-shaped protrusion so that the air heated by the heating assembly rises along an arc-shaped guide direction of the arc-shaped cover.16.The filament storage box according to claim 15, characterized in that the filament storage box further comprises a main control unit arranged inside the housing, and the main control unit is connected to the feeding and returning unit, the filament detection unit, the filament recognition unit, and the filament drying unit in a wireless / wired manner, respectively.17.A 3D printer, comprising the filament storage device according to any one of claims 1-14.

Images