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一種桌面級3D打印機.pdf

摘要
申請專利號:

CN201510809662.8

申請日:

2015.11.19

公開號:

CN105235224A

公開日:

2016.01.13

當前法律狀態:

實審

有效性:

審中

法律詳情: 實質審查的生效IPC(主分類):B29C 67/00申請日:20151119|||公開
IPC分類號: B29C67/00; B22F3/115; B33Y30/00(2015.01)I; B33Y40/00(2015.01)I 主分類號: B29C67/00
申請人: 江蘇派恩信息科技有限公司
發明人: 章錦晶; 李健喆; 張培月; 于江; 封華; 任宜航; 武啟航; 錢欣辰; 陳鈺水; 陸靈琳
地址: 226300江蘇省南通市濱海園區黃河路8號
優先權:
專利代理機構: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙)11350 代理人: 湯東鳳
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法律狀態
申請(專利)號:

CN201510809662.8

授權公告號:

|||

法律狀態公告日:

2016.02.10|||2016.01.13

法律狀態類型:

實質審查的生效|||公開

摘要

本發明公開了一種桌面級3D打印機,包括機架、控制器、物料傳輸裝置、XYZ軸運動裝置、進料裝置、噴頭裝置,物料傳輸裝置和XYZ軸運動裝置安裝在機架上,進料裝置和噴頭裝置安裝在XYZ軸運動裝置上,物料傳輸裝置與進料裝置連接,所述進料裝置與所述噴頭裝置連接,所述控制器與所述物料傳輸裝置、XYZ軸運動裝置、進料裝置、噴頭裝置電連接,本發明提供一種桌面級3D打印機,實現有效的多色打印,打印出的模型精度高,打印效果好,能做到近似零誤差的切換顏色。同時能夠達到類似ABS需要恒溫打印材料的環境特性,讓需要打ABS的客戶有了技術支持,含有目前市場最大有效打印面積的產品,能滿足各種客戶的需求。

權利要求書

權利要求書
1.  一種桌面級3D打印機,包括機架(1)、控制器、物料傳輸裝置(3)、XYZ軸運動裝置(4)、進料裝置(5)、噴頭裝置(6),所述控制器、物料傳輸裝置和XYZ軸運動裝置安裝在機架上,所述進料裝置和噴頭裝置安裝在XYZ軸運動裝置上,所述物料傳輸裝置與所述進料裝置連接,所述進料裝置與所述噴頭裝置連接,所述控制器與所述物料傳輸裝置、XYZ軸運動裝置、進料裝置、噴頭裝置電連接,其特征在于,
XYZ軸運動裝置,所述XYZ軸運動裝置包括X軸運動組件(41)、Y軸運動組件(42)、Z軸升降組件(43)、用于裝設3D打印頭的打印頭載架(44)和固定框(45),所述固定框安裝在機架上,所述固定框包括呈四邊形的上框(451)和底座(452),所述X軸運動組件和Y軸運動組件固定于上框,所述Z軸升降組件固定于上框和底座上;所述Z軸升降組件包括Z軸平臺(431)、Z軸絲桿(432)、絲桿基座(433)和Z軸電機(434),所述Z軸絲桿貫穿所述絲桿基座,并與絲桿基座螺紋連接,所述Z軸絲桿的一端固定在所述上框,另一端與所述Z軸電機連接,所述Z軸平臺與所述絲桿基座固定連接。

2.  根據權利要求1所述的一種桌面級3D打印機,其特征在于,所述進料裝置包括進料槽(51);所述噴頭裝置(6)包括噴料裝置(61)和散熱裝置(62),所述進料裝置貫穿所述打印頭載架與所述噴料裝置連接,所述散熱裝置固定安裝在打印頭載架上,所述噴料裝置包括加熱塊(611)和與所述加熱塊連接的噴嘴(612),所述噴嘴貫穿所述加熱塊,所述噴嘴的數量為2~15個,所述進料槽數量與所述噴嘴數量相同,每個進料槽的輸出端與1個噴嘴的輸入端連接。

3.  根據權利要求1所述的一種桌面級3D打印機,其特征在于,所述控制器上安裝有觸控屏(2)。

4.  根據權利要求1所述的一種桌面級3D打印機,其特征在于,所述X軸運動組件包括光軸I(411)、X驅動裝置(412)和在上框相對的兩個邊對稱設置的兩個X光軸(413)、兩個X軸滑塊(414),所述X光軸貫穿X軸滑塊,且兩端固定在上框,所述光軸I與X光軸垂直設置,所述光軸I貫穿所述打印頭載架,且兩端固定在X軸滑塊上,所述X驅 動裝置與所述X軸滑塊固定連接;
所述Y軸運動組件包括光軸II(421)、Y驅動裝置(422)和在上框相對的另外兩個邊對稱設置的兩個Y光軸(423)、兩個Y軸滑塊(424),所述Y光軸貫穿Y軸滑塊,且兩端固定在上框,所述光軸II與Y光軸垂直設置,所述光軸II貫穿所述打印頭載架,且兩端固定在Y軸滑塊上,所述Y驅動裝置與所述Y軸滑塊固定連接;
所述Z軸平臺上安裝有打印平臺(7),所述Z軸平臺與打印平臺通過正反螺絲組件連接。

5.  根據權利要求4所述的一種桌面級3D打印機,其特征在于,所述的X驅動裝置包括X軸電動機(4121)和與所述X軸電動機連接的X軸同步帶(4122),所述X軸同步帶鎖定在所述X軸滑塊上;所述的Y驅動裝置包括Y軸電動機(4221)和與所述Y軸電動機連接的Y軸同步帶(4222),所述Y軸同步帶鎖定在所述Y軸滑塊上;
所述X光軸和Y光軸的兩端均安裝有同步帶輪(46),每個所述X軸同步帶套接在兩個Y光軸上相對的兩個同步帶輪上,每個所述Y軸同步帶套接在兩個X光軸相對的兩個同步帶輪上;
其中一個X光軸上的一個同步帶輪與所述Y軸電動機的輸出端連接,其中一個Y光軸上的一個同步帶輪與所述X軸電動機的輸出端連接。

6.  根據權利要求5所述的一種桌面級3D打印機,其特征在于,所述X軸滑塊由上至下依次分為X光軸連接塊(4141)、X軸同步帶夾塊(4142)和光軸I固定塊(4143),所述Y軸滑塊由上至下依次分為Y軸同步帶夾塊(4241)、Y光軸連接塊(4242)和光軸II固定塊(4243)。

7.  根據權利要求6所述的一種桌面級3D打印機,其特征在于,與所述Z軸絲桿相鄰安裝有光軸(435),所述光軸套設有直線轉軸(436),所述直線轉軸固定在所述Z軸平臺上,所述光軸一端固定在所述上框,另一端貫穿所述Z軸平臺,并固定在底座上。

8.  根據權利要求2所述的一種桌面級3D打印機,其特征在于,所述的進料裝置還包括進料機體(52)和安裝在進料機體上的導料組件(53),所述進料槽設置在進料機體內,所述進料槽與所述導料組件的 數量相同,所述導料組件包括進料電機(531)、進料齒輪(532)和進料導向輪(533),所述進料電機和進料導向輪固定在所述進料機體上,所述進料電機的輸出端與所述進料齒輪連接,每個所述進料槽緊貼設置在進料齒輪與進料導向輪之間。

9.  根據權利要求2所述的一種桌面級3D打印機,其特征在于,所述的加熱塊上安裝有散熱器(613);所述每個進料槽的輸出端連接有1個導向喉管(54),每個所述導向喉管貫穿所述散熱器與1個所述噴嘴的輸入端連接。

10.  根據權利要求2所述的一種桌面級3D打印機,其特征在于,所述散熱裝置包括喉管散熱風扇(621)和出料散熱風扇(622),所述的喉管散熱風扇數量為2個,相對固定安裝在打印頭載架的兩側。

說明書

說明書一種桌面級3D打印機
技術領域
本發明涉及3D打印機技術領域,具體涉及一種桌面級3D打印機。
背景技術
3D打印即快速成型技術的一種,它是一種以數字模型文件為基礎,運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料,通過逐層打印的方式來構造物體的技術。3D打印通常是采用數字技術材料打印機來實現的。常在模具制造、工業設計等領域被用于制造模型,后逐漸用于一些產品的直接制造,已經有使用這種技術打印而成的零部件。該技術在珠寶、鞋類、工業設計、建筑、工程和施工(AEC)、汽車,航空航天、牙科和醫療產業、教育、地理信息系統、土木工程、槍支以及其他領域都有所應用。打印機通過位于截面厚度方向(即Z方向)以及平面方向(即X-Y方向)的三個步進電機控制噴頭在X-Y-Z三個方向的運動,從而使得噴頭按照一定的路徑出絲,噴出的熔融狀絲材黏結到工作臺上,每加工完一層,工作臺下降一層的高度,反復逐層沉積,直至完成一個3D模型的打印。
現有的3D打印機主要存在以下幾方面的弊端:1、在需要打印多色模型時,在一個機頭載架上,多增加幾個進料電機,每個進料電機控制進一種料,所有的料全部是進入一個噴嘴容器內,當需要打A種顏色料時,控制A顏色的進料電機工作,其它進料電機停止,這樣出來的就是A顏色,需要B顏色時,控制B顏色的進料電機工作,其它進料電機停止,需要AB顏色混合時,控制AB顏色的進料機同時工作,其它進料機停止,這樣雖然也能起到多色打印的效果,但因所有顏色都在同一個容器里,容器里有上一個顏色的一定量殘留,當切換顏色時,不能立馬改變顏色,也就是看似多色效果,但與實際設計顏色位置相比,是存在誤差的,同時這種打印出來的多色是分層的。2、在桌面級3D打印行業,普遍打印精度不高,因為設備本身的機械運動精度不高,因為其運動X、Y、Z軸沒有相對的基準,大多數的做法是上框通過鈑金結構折彎而成,或是通過開塑料模具注塑而成,亦或是拼接而成,不管通過以上哪種方式,同心度、平行度、垂直度等誤差要求控制在 0.03mm之內,都是非常困難的,且一致性無法保證,其工藝性質決定誤差性比較大,且這樣做出來的產品,對安裝調整要求也很高,耗工時、返工率高,間接成本上升,直接反饋在打印成品上的精度不高。3、現有的桌面級3D打印機,有效打印面積以MakerBot的Z18這一款設備為例,它的打印成型尺寸為305*305*457mm,多數現有的桌面級3D打印機打印尺寸均在上述尺寸左右,想要打印更大尺寸的模型,存在運行及打印精度低的問題。
由此可見,能否發明出一種新型的桌面級3D打印機,使其在實現多色打印的同時,且能夠打印出大尺寸模型,具有打印精度高、效果好、切換顏色方便優點,成為本領域技術人員亟待解決的技術難題。
發明內容
為了解決上述技術問題,本發明提供一種桌面級3D打印機,實現有效的多色打印,打印出的模型精度高,打印效果好,能做到近似零誤差的切換顏色。同時能夠達到類似ABS需要恒溫打印材料的環境特性,讓需要打ABS的客戶有了技術支持,含有目前市場最大有效打印面積的產品,能滿足各種客戶的需求。
為了達到上述技術效果,本發明技術方案包括:
一種桌面級3D打印機,包括機架、控制器、物料傳輸裝置、XYZ軸運動裝置、進料裝置、噴頭裝置,所述控制器、物料傳輸裝置和XYZ軸運動裝置安裝在機架上,所述進料裝置和噴頭裝置安裝在XYZ軸運動裝置上,所述物料傳輸裝置與所述進料裝置連接,所述進料裝置與所述噴頭裝置連接,所述控制器與所述物料傳輸裝置、XYZ軸運動裝置、進料裝置、噴頭裝置電連接:
XYZ軸運動裝置,所述XYZ軸運動裝置包括X軸運動組件、Y軸運動組件、Z軸升降組件、用于裝設3D打印頭的打印頭載架和固定框,所述固定框安裝在機架上,所述固定框包括呈四邊形的上框和底座,所述X軸運動組件和Y軸運動組件固定于上框,所述Z軸升降組件固定于上框和底座上;所述Z軸升降組件包括Z軸平臺、Z軸絲桿、絲桿基座和Z軸電機,所述Z軸絲桿貫穿所述絲桿基座,并與絲桿基座螺紋連接,所述Z軸絲桿的一端固定在所述上框,另一端與所述Z軸電機連接,所 述Z軸平臺與所述絲桿基座固定連接。
進一步的,所述進料裝置包括進料槽;所述噴頭裝置包括噴料裝置和散熱裝置,所述進料裝置貫穿所述打印頭載架與所述噴料裝置連接,所述散熱裝置固定安裝在打印頭載架上,所述噴料裝置包括加熱塊和與所述加熱塊連接的噴嘴,所述噴嘴貫穿所述加熱塊,所述噴嘴的數量為2~15個,所述進料槽數量與所述噴嘴數量相同,每個進料槽的輸出端與1個噴嘴的輸入端連接。
本發明的桌面級3D打印機,各結構設計合理,其中XYZ軸運動裝置在打印時精度更高,調節定位更方便,打印時運動平穩,以保證機器的XYZ軸各項運動誤差控制在0.03mm之以;在中XYZ軸運動裝置上加裝進料裝置和噴頭裝置,設置有多個進料槽和多個噴嘴,即每種顏色單獨控制進料和出料,有效解決現有技術中更換顏色打印時,不能及時停止前一個打印噴頭釋放打印材料,經常會出現殘余的打印材料繼續噴出的問題,本發明的噴頭裝置進料和出料控制方便且可及時更換不同顏色打印材料,能做到近似零誤差的切換顏色。本發明以Z軸絲桿作為傳遞動力,以光軸作為向導,同時同步帶將Z軸絲桿形成同步,保證了Z軸憑條的平整性,同步帶可以使Z軸絲桿同步,不受打印產品重量及擺放位置的影響。保證3D打印機的Z軸運動平穩,尺寸精確。
進一步的,所述控制器上安裝有觸控屏。采用觸控屏進行打印設置及操作,操作更具人性化。
進一步的,本發明桌面級3D打印機外表安裝全透明外罩,以保證打印室的溫度能維持在20-60攝氏度,以適應多種材料的打印特性。可以很好的解決類似ABS需要恒溫打印材料的特性,讓需要打ABS的客戶有了技術支持。
所述X軸運動組件包括光軸I、X驅動裝置和在上框相對的兩個邊對稱設置的兩個X光軸、兩個X軸滑塊,所述X光軸貫穿X軸滑塊,且兩端固定在上框,所述光軸I與X光軸垂直設置,所述光軸I貫穿所述打印頭載架,且兩端固定在X軸滑塊上,所述X驅動裝置與所述X軸滑塊固定連接;
所述Y軸運動組件包括光軸II、Y驅動裝置和在上框相對的另外兩個邊對稱設置的兩個Y光軸、兩個Y軸滑塊,所述Y光軸貫穿Y軸滑塊,且兩端固定在上框,所述光軸II與Y光軸垂直設置,所述光軸II貫穿所述打印頭載架,且兩端固定在Y軸滑塊上,所述Y驅動裝置與所述Y軸滑塊固定連接;
所述Z軸平臺上安裝有打印平臺,所述Z軸平臺與打印平臺通過正反螺絲組件連接。
本發明的運動裝置,其中,X軸運動組件、Y軸運動組件結構設計合理。使得在打印時精度更高,調節定位更方便。在需要運動X軸時,X驅動組件驅動X軸滑塊沿X光軸運動,進一步驅動固定在X軸滑塊上的光軸I,光軸I帶動打印頭載架沿X光軸運動;在需要運動Y軸時,Y驅動組件驅動Y軸滑塊沿Y光軸運動,進一步驅動固定在Y軸滑塊上的光軸II,光軸II帶動打印頭載架沿Y光軸運動。Z軸升降組件安裝有打印平臺,方便客戶使用,通過正反螺絲與打印平臺、Z軸平臺連接在一起,3D打印設備在安裝調試時,一次性調平,后續做到免維護,能保證3D打印機的Z軸運動平穩,尺寸精確,對3D打印機的打印產品質量有很大的幫助。使得本發明在Z軸打印平臺上做了調平后鎖死結構,免去了后續客戶再調平,給客戶使用上帶來方便。
進一步的,所述的X驅動裝置包括X軸電動機和與所述X軸電動機連接的X軸同步帶,所述X軸同步帶鎖定在所述X軸滑塊上;所述的Y驅動裝置包括Y軸電動機和與所述Y軸電動機連接的Y軸同步帶,所述Y軸同步帶鎖定在所述Y軸滑塊上;
所述X光軸和Y光軸的兩端均安裝有同步帶輪,每個所述X軸同步帶套接在兩個Y光軸上相對的兩個同步帶輪上,每個所述Y軸同步帶套接在兩個X光軸相對的兩個同步帶輪上;
其中一個X光軸上的一個同步帶輪與所述Y軸電動機的輸出端連接,其中一個Y光軸上的一個同步帶輪與所述X軸電動機的輸出端連接。
所述X軸電動機和Y軸電動機的輸出端通過聯軸器與所述同步帶輪連接,所述同步帶輪上還設置有限位柱,用于限定X軸同步帶和Y軸同 步帶,避免X軸同步帶和Y軸同步帶脫離同步帶輪。所述X軸電動機驅動一個Y光軸的一端上的同步帶輪轉動,進一步驅動該同步帶輪上套接的X同步帶運動,所述X同步帶驅動X軸滑塊沿X光軸移動,進一步驅動固定在X軸滑塊上的光軸I,最終使光軸I帶動打印頭載架沿光軸II運動。所述Y軸電動機驅動一個X光軸的一端上的同步帶輪轉動,進一步驅動該同步帶輪上套接的Y同步帶運動,所述Y同步帶驅動Y軸滑塊沿Y光軸移動,進一步驅動固定在Y軸滑塊上的光軸II,最終使光軸II帶動打印頭載架沿光軸I運動。
進一步的,所述X軸滑塊由上至下依次分為X光軸連接塊、X軸同步帶夾塊和光軸I固定塊,所述Y軸滑塊由上至下依次分為Y軸同步帶夾塊、Y光軸連接塊和光軸II固定塊。
所述X光軸貫穿所述X光軸連接塊,所述X軸同步夾塊鎖定X軸同步帶,所述光軸I固定塊固定光軸I。所述Y光軸貫穿所述Y光軸連接塊,所述Y軸同步夾塊鎖定Y軸同步帶,所述光軸II固定塊固定光軸II。
進一步的,所述X軸電動機和Y軸電動機通過電機托架固定在上框。
進一步的,與所述Z軸絲桿相鄰安裝有光軸,所述光軸套設有直線轉軸,所述直線轉軸固定在所述Z軸平臺上,所述光軸一端固定在所述上框,另一端貫穿所述Z軸平臺所述光軸一端固定在所述上框,另一端貫穿所述Z軸平臺,并固定在底座上。
進一步的,所述的進料裝置還包括進料機體和安裝在進料機體上的導料組件,所述進料槽設置在進料機體內,所述進料槽與所述導料組件的數量相同,所述導料組件包括進料電機、進料齒輪和進料導向輪,所述進料電機和進料導向輪固定在所述進料機體上,所述進料電機的輸出端與所述進料齒輪連接,每個所述進料槽緊貼設置在進料齒輪與進料導向輪之間。
本發明與噴料裝置相匹配連接的進料裝置,可進料多種打印材料,滿足打印多色彩需求,使得打印產品色彩更加多樣化,改進了以往多進料口的進料裝置,使其結構簡單,設計合理,容易組裝。通過進料電機帶動進料齒輪轉動,當進料齒輪順時針轉動時,其配套運作的進料導向 輪設置在進料齒輪的右邊,當進料齒輪逆時針轉動時,其配套運作的進料導向輪設置在進料齒輪的左邊。當進料槽內有打印材料進入時,啟動進料電機,使得進料齒輪與進料導向輪擠住打印材料,產生旋轉摩擦力,將打印材料沿導向槽出料口運動。打印材料的進料速度與進料量由進料電機的速度和旋轉圈數控制。
進一步的,所述的加熱塊上安裝有散熱器;所述每個進料槽的輸出端連接有1個導向喉管,每個所述導向喉管貫穿所述散熱器與1個所述噴嘴的輸入端連接。
本發明通過加熱塊、噴嘴、散熱器組合在一起的3D打印機噴料裝置,能保證3D打印機在進料時,只有噴嘴的噴料端的局部生產高溫并軟化打印材料,每個所述導向喉管貫穿所述散熱器與1個所述噴嘴的輸入端連接,使得打印材料進入導向喉管里時,能迅速散熱降溫,可以保證其原本硬度,從而不影響進料量,保證品質穩定;而導向喉管我們采用了兩種特殊材料選擇,分別為不銹鋼材料內鑲特氟龍和鈦合金直接加工,這兩種方式均可以使得喉管迅速導熱,將加熱塊處傳導過來的溫度散發掉,具有耐磨性、光滑性及不粘性的優點,導向喉管下端是打印加熱噴料組件,其耐熱性可以滿足工況;耐磨性是保證長時間使用,不磨損,能保證不改變設計尺寸精度要求;光滑性使得進料順利,減少摩擦阻力;不粘性是因加熱后,打印材料變成稠狀,冷卻后,導向喉管上不產生粘結,不造成堵料。本發明具有結構簡單、安裝方便、精度高、品質穩定等優點。
進一步的,所述散熱裝置包括喉管散熱風扇和出料散熱風扇,所述的喉管散熱風扇數量為2個,相對固定安裝在打印頭載架的兩側。
本發明在設置的喉管散熱風扇位于導向喉管與噴嘴之間,出料散熱風扇位于噴頭出料口處,有效實現打印材料的冷卻,該結構的設計,使得3D打印效果更好,準確度更佳,有效實現高質量的多色打印。
本發明所述的桌面級3D打印機,有效打印尺寸包括:長為305mm、寬為305mm、高為305mm;長為305mm、寬為305mm、高為610mm;長為205mm、寬為205mm、高為205mm。含有目前市場最大有效打印面 積的產品,能滿足各種客戶的需求。
采用上述技術方案,本發明包括以下有益效果:本發明的一種用于3D打印機的噴頭裝置,可有效實現多色打印,其結構設計簡單,安裝方便,實用性強,在降低成本的可同時大大增加使用效果。其中XYZ軸動裝置包括X軸運動裝置、Y軸運動裝置和Z軸運動裝置,其結構設計合理簡單,安裝起來方便,產品一致性強,打印出來的工作精度高、穩定性好。其中X軸運動組件、Y軸運動組件直接安裝即可不需要再調整,固定框的同心度、平行度垂直度等誤差在0.03mm之內,Z軸運動裝置通過正反螺絲與打印平臺、Z軸平臺連接在一起,本發明在Z軸的打印平臺上做了調平后鎖死結構,免去了后續客戶再調平,給客戶在使用上帶來方便。本發明裝置在3D打印機上,對設備的打印質量起到非常重要的作用,綜上本發明具有結構簡單,運行平穩,存載負載大、精度高等優點。
附圖說明
圖1為本發明桌面級3D打印機結構示意圖;
圖2為本發明X軸運動組件和Y軸運動組件的結構示意圖;
圖3為本發明Z軸運動組件結構示意圖;
圖4為本發明安裝有打印平臺的Z軸平臺結構示意圖;
圖5為本發明進料裝置和噴頭裝置組合后的結構示意圖;
圖6為本發明圖7所示結構的后視圖;
圖7為本發明進料組件內部結構示意圖。
圖中,
1、機架;2、觸控屏;3、物料傳輸裝置;4、XYZ軸運動裝置;41、X軸運動組件;411、光軸I;412、X驅動裝置;4121、X軸電動機;4122、X軸同步帶;413、X光軸;414、X軸滑塊;4141、X光軸連接塊、4142、X軸同步帶夾塊、4143、光軸I固定塊;42、Y軸運動組件;421、光軸II;422、Y驅動裝置;4221、Y軸電動機;4222、Y軸同步帶;423、Y光軸;424、Y軸滑塊;4241、Y軸同步帶夾塊;4242、Y光軸連接塊;4243、光軸II固定塊;43、Z軸升降組件;431、Z軸平臺;432、Z軸絲桿;433、絲桿基 座、434、Z軸電機;435、光軸;436、直線轉軸;44、打印頭載架;45、固定框;451、上框;452、底座;46、同步帶輪;461、限位柱;5、進料裝置;51、進料槽;52、進料機體;53、導料組件;531、進料電機;532、進料齒輪;533、進料導向輪;54、導向喉管;6、噴頭裝置;61、噴料裝置;611、加熱塊;612、噴嘴;613、散熱器;62、散熱裝置;621、喉管散熱風扇;622、出料散熱風扇;7、打印平臺。
具體實施方式
下面通過具體的實施例并結合附圖對本發明做進一步的詳細描述。
實施例一:如圖1、圖2和圖3所示,一種桌面級3D打印機,包括機架1、控制器、物料傳輸裝置3、XYZ軸運動裝置4、進料裝置5、噴頭裝置6,所述物料傳輸裝置和XYZ軸運動裝置安裝在機架上,所述進料裝置和噴頭裝置安裝在XYZ軸運動裝置上,所述物料傳輸裝置與所述進料裝置連接,所述進料裝置與所述噴頭裝置連接,所述控制器與所述物料傳輸裝置、XYZ軸運動裝置、進料裝置、噴頭裝置電連接,其特征在于,
XYZ軸運動裝置,所述XYZ軸運動裝置包括X軸運動組件41、Y軸運動組件42、Z軸升降組件43、用于裝設3D打印頭的打印頭載架44和固定框45,所述固定框安裝在機架上,所述固定框包括呈四邊形的上框451和底座452,所述X軸運動組件和Y軸運動組件固定于上框,所述Z軸升降組件固定于上框和底座上;所述Z軸升降組件包括Z軸平臺431、Z軸絲桿432、絲桿基座433和Z軸電機434,所述Z軸絲桿貫穿所述絲桿基座,并與絲桿基座螺紋連接,所述Z軸絲桿的一端固定在所述上框,另一端與所述Z軸電機連接,所述Z軸平臺與所述絲桿基座固定連接。
實施例二:如圖1~7所示,一種桌面級3D打印機,包括機架、控制器、物料傳輸裝置、XYZ軸運動裝置、進料裝置、噴頭裝置,所述物料傳輸裝置和XYZ軸運動裝置安裝在機架上,所述進料裝置和噴頭裝置安裝在XYZ軸運動裝置上,所述物料傳輸裝置與所述進料裝置連接,所述進料裝置與所述噴頭裝置連接,所述控制器與所述物料傳輸裝置、XYZ軸 運動裝置、進料裝置、噴頭裝置電連接,其特征在于,
XYZ軸運動裝置,所述XYZ軸運動裝置包括X軸運動組件、Y軸運動組件、Z軸升降組件、用于裝設3D打印頭的打印頭載架和固定框,所述固定框安裝在機架上,所述固定框包括呈四邊形的上框和底座,所述X軸運動組件和Y軸運動組件固定于上框,所述Z軸升降組件固定于上框和底座上;所述Z軸升降組件包括Z軸平臺、Z軸絲桿、絲桿基座和Z軸電機,所述Z軸絲桿貫穿所述絲桿基座,并與絲桿基座螺紋連接,所述Z軸絲桿的一端固定在所述上框,另一端與所述Z軸電機連接,所述Z軸平臺與所述絲桿基座固定連接。
所述進料裝置包括進料槽51;所述噴頭裝置6包括噴料裝置61和散熱裝置62,所述進料裝置貫穿所述打印頭載架與所述噴料裝置連接,所述散熱裝置固定安裝在打印頭載架上,所述噴料裝置包括加熱塊611和與所述加熱塊連接的噴嘴612,所述噴嘴貫穿所述加熱塊,所述噴嘴的數量為2~15個,所述進料槽數量與所述噴嘴數量相同,每個進料槽的輸出端與1個噴嘴的輸入端連接。
所述控制器上安裝有觸控屏2。
所述X軸運動組件包括光軸1411、X驅動裝置412和在上框相對的兩個邊對稱設置的兩個X光軸413、兩個X軸滑塊414,所述X光軸貫穿X軸滑塊,且兩端固定在上框,所述光軸I與X光軸垂直設置,所述光軸I貫穿所述打印頭載架,且兩端固定在X軸滑塊上,所述X驅動裝置與所述X軸滑塊固定連接;
所述Y軸運動組件包括光軸II421、Y驅動裝置422和在上框相對的另外兩個邊對稱設置的兩個Y光軸423、兩個Y軸滑塊424,所述Y光軸貫穿Y軸滑塊,且兩端固定在上框,所述光軸II與Y光軸垂直設置,所述光軸II貫穿所述打印頭載架,且兩端固定在Y軸滑塊上,所述Y驅動裝置與所述Y軸滑塊固定連接;
所述Z軸平臺上安裝有打印平臺7,所述Z軸平臺與打印平臺通過正反螺絲組件連接。
所述的X驅動裝置包括X軸電動機4121和與所述X軸電動機連接 的X軸同步帶4122,所述X軸同步帶鎖定在所述X軸滑塊上;所述的Y驅動裝置包括Y軸電動機4221和與所述Y軸電動機連接的Y軸同步帶4222,所述Y軸同步帶鎖定在所述Y軸滑塊上;
所述X光軸和Y光軸的兩端均安裝有同步帶輪46,所述同步帶輪與所述X軸電動機或Y軸電動機的輸出端連接,每個所述X軸同步帶套接在兩個Y光軸上相對的兩個同步帶輪上,每個所述Y軸同步帶套接在兩個X光軸相對的兩個同步帶輪上;
其中一個X光軸上的一個同步帶輪與所述Y軸電動機的輸出端連接,其中一個Y光軸上的一個同步帶輪與所述X軸電動機的輸出端連接。
所述X軸滑塊由上至下依次分為X光軸連接塊4141、X軸同步帶夾塊4142和光軸I固定塊4143,所述Y軸滑塊由上至下依次分為Y軸同步帶夾塊4241、Y光軸連接塊4242和光軸II固定塊4243。
所述Z軸絲桿相鄰安裝有光軸435,所述光軸套設有直線轉軸436,所述直線轉軸固定在所述Z軸平臺上,所述光軸一端固定在所述上框,另一端貫穿所述Z軸平臺所述光軸一端固定在所述上框,另一端貫穿所述Z軸平臺,并固定在底座上。
實施例三:如圖1~7所示,一種桌面級3D打印機,包括機架、控制器、物料傳輸裝置、XYZ軸運動裝置、進料裝置、噴頭裝置,所述物料傳輸裝置和XYZ軸運動裝置安裝在機架上,所述進料裝置和噴頭裝置安裝在XYZ軸運動裝置上,所述物料傳輸裝置與所述進料裝置連接,所述進料裝置與所述噴頭裝置連接,所述控制器與所述物料傳輸裝置、XYZ軸運動裝置、進料裝置、噴頭裝置電連接。
XYZ軸運動裝置,所述XYZ軸運動裝置包括X軸運動組件、Y軸運動組件、Z軸升降組件、用于裝設3D打印頭的打印頭載架和固定框,所述固定框安裝在機架上,所述固定框包括呈四邊形的上框和底座,所述X軸運動組件和Y軸運動組件固定于上框,所述Z軸升降組件固定于上框和底座上;所述Z軸升降組件包括Z軸平臺、Z軸絲桿、絲桿基座和Z軸電機,所述Z軸絲桿貫穿所述絲桿基座,并與絲桿基座螺紋連接,所述Z軸絲桿的一端固定在所述上框,另一端與所述Z軸電機連接,所 述Z軸平臺與所述絲桿基座固定連接。
所述進料裝置包括進料槽;所述噴頭裝置包括噴料裝置和散熱裝置,所述進料裝置貫穿所述打印頭載架與所述噴料裝置連接,所述散熱裝置固定安裝在打印頭載架上,所述噴料裝置包括加熱塊和與所述加熱塊連接的噴嘴,所述噴嘴貫穿所述加熱塊,所述噴嘴的數量為2~15個,所述進料槽數量與所述噴嘴數量相同,每個進料槽的輸出端與1個噴嘴的輸入端連接。
所述控制器上安裝有觸控屏2。
所述X軸運動組件包括光軸I、X驅動裝置和在上框相對的兩個邊對稱設置的兩個X光軸、兩個X軸滑塊,所述X光軸貫穿X軸滑塊,且兩端固定在上框,所述光軸I與X光軸垂直設置,所述光軸I貫穿所述打印頭載架,且兩端固定在X軸滑塊上,所述X驅動裝置與所述X軸滑塊固定連接;
所述Y軸運動組件包括光軸II、Y驅動裝置和在上框相對的另外兩個邊對稱設置的兩個Y光軸、兩個Y軸滑塊,所述Y光軸貫穿Y軸滑塊,且兩端固定在上框,所述光軸II與Y光軸垂直設置,所述光軸II貫穿所述打印頭載架,且兩端固定在Y軸滑塊上,所述Y驅動裝置與所述Y軸滑塊固定連接;
所述Z軸平臺上安裝有打印平臺,所述Z軸平臺與打印平臺通過正反螺絲組件連接。
所述的X驅動裝置包括X軸電動機和與所述X軸電動機連接的X軸同步帶(,所述X軸同步帶鎖定在所述X軸滑塊上;所述的Y驅動裝置包括Y軸電動機和與所述Y軸電動機連接的Y軸同步帶,所述Y軸同步帶鎖定在所述Y軸滑塊上;
所述X光軸和Y光軸的兩端均安裝有同步帶輪,所述同步帶輪與所述X軸電動機或Y軸電動機的輸出端連接,每個所述X軸同步帶套接在兩個Y光軸上相對的兩個同步帶輪上,每個所述Y軸同步帶套接在兩個X光軸相對的兩個同步帶輪上;
其中一個X光軸上的一個同步帶輪與所述Y軸電動機的輸出端連接, 其中一個Y光軸上的一個同步帶輪與所述X軸電動機的輸出端連接。
所述X軸滑塊由上至下依次分為X光軸連接塊、X軸同步帶夾塊和光軸I固定塊,所述Y軸滑塊由上至下依次分為Y軸同步帶夾塊、Y光軸連接塊和光軸II固定塊。
所述Z軸絲桿相鄰安裝有光軸,所述光軸套設有直線轉軸,所述直線轉軸固定在所述Z軸平臺上,所述光軸一端固定在所述上框,另一端貫穿所述Z軸平臺所述光軸一端固定在所述上框,另一端貫穿所述Z軸平臺,并固定在底座上。
所述的進料裝置還包括進料機體52和安裝在進料機體上的導料組件53,所述進料槽設置在進料機體內,所述進料槽與所述導料組件的數量相同,所述導料組件包括進料電機531、進料齒輪532和進料導向輪533,所述進料電機和進料導向輪固定在所述進料機體上,所述進料電機的輸出端與所述進料齒輪連接,每個所述進料槽緊貼設置在進料齒輪與進料導向輪之間。
所述的加熱塊上安裝有散熱器613;所述每個進料槽的輸出端連接有1個導向喉管54,每個所述導向喉管貫穿所述散熱器與1個所述噴嘴的輸入端連接。
所述散熱裝置62包括喉管散熱風扇621和出料散熱風扇622,所述的喉管散熱風扇數量為2個,相對固定安裝在打印頭載架的兩側。
本發明實施例三3D打印機的XYZ軸運動裝置安裝過程,包括以下步驟:
步驟一:固定框包含了X、Y軸的運動組件及Z軸的安裝孔位,固定框采用機加工、治具、焊接和線割的工藝,可以保證其同心度、平行度垂直度等誤差在0.03mm之內;固定框作為安裝基準,先將8套法蘭軸承安裝在上框的四個邊,其次分別將每根X光軸穿上1個銅套、1個X光軸連接塊、2個同步帶輪、2個限位柱461,再插入X軸方向的法蘭軸承內,X光軸與法蘭軸承齊平,通過鎖緊限位柱,使得X光軸不產生軸向竄動,依次方法,將Y運動組件的相應部件固定在上框。
步驟二:將光軸I和光軸II插入打印頭載架,光軸I固定在X軸滑 塊上的光軸I固定塊上,X軸方向上安裝X軸同步帶夾塊,在X軸方向,兩同步帶輪之間,通過X軸同步帶套接在一起,由X軸同步帶夾塊鎖緊同步帶;光軸II固定在Y軸滑塊上的光軸II固定塊上,Y軸方向上安裝Y軸同步帶夾塊,在Y軸方向,兩同步帶輪之間,通過Y軸同步帶套接在一起,由Y軸同步帶夾塊鎖緊同步帶。通過拉動X軸同步帶和Y軸同步帶,帶動同步帶輪旋轉,調整X、Y軸運動同步,然后鎖緊同步帶輪,在X光軸和Y光軸上分別安裝聯軸器、電機托架、X軸電機、Y軸電動機,調整到電機軸心與運動軸心同心,然后鎖緊聯軸器,組成機體。
步驟三:將Z軸絲桿裝入底座中,將直線軸承安裝在Z軸平臺內,然后將Z軸平臺安裝在Z軸絲桿上,再把上框與Z軸絲桿、底座連接在一起,將光軸傳入上框、直線軸承,固定底座上。將Z軸同步帶輪安裝在Z轉軸絲桿上,調整Z軸平臺兩側到底座上的尺寸一致,將同步帶套在Z軸同步帶輪上,再次確認Z轉軸平臺兩側到底座的尺寸一致,然后緊鎖Z軸同步帶輪,在Z軸絲桿連接好Z軸同步帶輪后,安裝上Z軸電機,安裝成Z方向升降組件;
步驟四:將打印平臺放在步驟三安裝好的Z軸升降組件的Z軸平臺正面上,所述正反螺絲組件包括左頂螺絲、右頂螺絲、拉緊螺絲、大墊片和鎖緊螺母。將左頂螺絲、右頂螺絲從Z軸平臺底面擰入,再將拉緊螺絲從打印平臺穿入到Z軸平臺內,把大墊片、鎖緊螺母從Z軸平臺底面與拉緊螺絲擰在一起,通過測量3D打印機的噴嘴到打印平臺的9個點高度,調整左頂螺絲、右頂螺絲,使得噴嘴到打印平臺9個點的高度相同,最后鎖緊鎖緊螺母及左頂螺絲與右頂螺絲,安裝好打印平臺。
步驟五,將步驟一安裝后的上框和步驟二的機體安裝固定,將步驟四安裝完成的組件插入Z軸固定孔,安裝完本發明的運動裝置。
以上所述僅為本發明的優選實施例而已,并不用于限制本發明,對于本領域的技術人員來說,本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內,所作的任何修改、等同替換、改進等,均應包含在本發明的保護范圍之內。

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