本實用新型涉及3D打印技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種陶泥3D打印機擠出限位裝置。

背景技術(shù)：

隨著“全球第三次工業(yè)革命”的到來，智能數(shù)字化技術(shù)已經(jīng)悄然出現(xiàn)在我們的日常工作和生活當中。3D打印技術(shù)就是一項將虛擬的智能數(shù)字化技術(shù)與現(xiàn)代工業(yè)生產(chǎn)緊密結(jié)合在一起的新型技術(shù)。3D打印技術(shù)是一種直接從計算機模型產(chǎn)生三維物體的成形技術(shù)，涉及機械工程、自動控制、激光、計算機、材料等多個領(lǐng)域。

隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展，市場上也相繼推出了專門用于陶瓷材料的陶泥陶藝3D打印機。根據(jù)3D打印所用材料的狀態(tài)及成形方法，3D打印技術(shù)可以分為熔融沉積成形(Fused Deposition Modeling，F(xiàn)DM)、光固化立體成形(SLA)、分層實體制造(LOM)、電子束選區(qū)熔化(EBM)、激光選區(qū)熔化(SLM)、金屬激光熔融沉積(LDMD)、電子束熔絲沉積成形(EBF)。其中FDM是3D打印起源時的設(shè)計類型，也是現(xiàn)在應(yīng)用最廣泛的類型；其原理是絲材加熱熔融擠出成形，原料為PLA、ABS塑料。

陶泥陶藝3D打印是FDM的簡略版，省卻噴頭和底板加熱，利用陶泥為原料，做絲狀擠出沉積成型。與傳統(tǒng)陶瓷生產(chǎn)工藝相較，陶泥3D打印體現(xiàn)出如下優(yōu)勢：1)無論是在注漿成形工藝中的石膏鑄模工序還是拉胚利坯工序，3D打印都省卻了大量的人力；2)在拉坯、利坯及刻花、修坯等工序中，對人工技術(shù)要求降低到最低；3)在拉坯利坯工序中相比人工操作能實現(xiàn)更為精確的造型；4)在刻花、修坯等工序中，3D打印能打印出更精確的陶瓷表面紋理。

2013年以來，國內(nèi)陸續(xù)出現(xiàn)了許多種商品化的陶泥打印機。市場上所售的陶泥打印機，其構(gòu)造不管是何種形式：例如XYZ型或Delta型，其陶泥擠出裝置無外乎機外大容量擠出裝置和機內(nèi)注射器型小容量擠出裝置兩種，這兩種擠出裝置都是基于絲杠推動活塞的原理?，F(xiàn)今，打印機中的絲杠推動活塞的擠出結(jié)構(gòu)沒有限位裝置，在陶泥打印機無人看守的打印過程中，就可能出現(xiàn)模型未打印完時，陶泥料已全部擠出，活塞已經(jīng)推壓到料筒最底部，而擠出電機仍在正轉(zhuǎn)作擠出功能，這就有可能導(dǎo)致活塞超限位擠壓料筒底部，造成擠出裝置及擠出輔助裝置的損壞，存在安全風險。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的是提供一種陶泥3D打印機擠出限位裝置，針對現(xiàn)有陶泥3D打印機擠出裝置無擠出限位的問題，通過加裝限位開關(guān)來保障陶泥3D打印機在工作過程中的安全性。

為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了如下方案：

一種陶泥3D打印機擠出限位裝置，所述裝置包括：擠出電機、擠出絲杠、套筒、擋板、活塞、料筒、支撐桿、平臺、橫板和限位開關(guān)；所述擠出絲杠與所述擠出電機通過聯(lián)軸器連接；所述套筒套在所述擠出絲杠上；所述套筒和所述擋板垂直連接；所述擋板與所述活塞垂直連接，所述活塞一端固定于所述擋板底部；所述活塞位于所述料筒內(nèi)部；所述支撐桿與所述平臺垂直連接；所述橫板與所述支撐桿垂直連接；所述擠出電機固定于所述橫板上，所述支撐桿通過所述橫板支撐所述擠出電機；所述擠出電機帶動所述擠出絲杠旋轉(zhuǎn)，所處擠出絲杠帶動所述套筒向下運動，所述套筒帶動所述擋板向下運動，所述擋板推動所述活塞將所述料筒中的陶泥擠出；所述支撐桿前板底部安裝有限位開關(guān)，所述限位開關(guān)安裝的下限位置距離所述平臺的高度為h，當所述擋板向下運動至所述下限位置時，觸發(fā)所述限位開關(guān)，所述限位開關(guān)控制所述擠出電機停止運轉(zhuǎn)。

可選的，所述套筒與所述擋板為一體連接的金屬結(jié)構(gòu)。

可選的，所述橫板、所述支撐桿以及所述平臺為一體連接的金屬結(jié)構(gòu)。

可選的，所述限位開關(guān)為機械式限位開關(guān)。

可選的，所述機械式限位開關(guān)為直動式限位開關(guān)、滾輪式限位開關(guān)、微動式限位開關(guān)或組合式限位開關(guān)。

可選的，所述限位開關(guān)包括常開端、常閉端和信號輸出端。

可選的，所述限位開關(guān)的所述常開端接地，所述常閉端接5V電源，所述信號輸出端連接至Arduino Mega2560電路板的擠出限位信號引腳。

可選的，所述Arduino Mega2560電路板的數(shù)字IO管腳連接所述擠出電機，用于控制所述擠出電機的啟動或停止。

可選的，所述限位開關(guān)安裝的下限位置距離所述平臺的高度為h，所述高度h和所述擠出電機停止運轉(zhuǎn)動作的延遲時間T成正比。

根據(jù)本實用新型提供的具體實施例，本實用新型公開了以下技術(shù)效果：

1、在陶泥3D打印機擠出裝置擠出運動的下限位置處，加裝了一個限位開關(guān)，此限位開關(guān)與擠出電機相關(guān)聯(lián)。在陶泥打印機持續(xù)的擠出動作進程中，當其擠出裝置運動到擠出限位開關(guān)處時，限位開關(guān)動作，引發(fā)擠出電機和相應(yīng)的其他電機延時若干后停止運轉(zhuǎn)，保證了擠出活塞不會在料筒底部持續(xù)無行程擠壓，進而避免了陶泥打印機擠出裝置的損壞。

2、陶泥3D打印機擠出限位裝置中所述限位開關(guān)安裝的下限位置與所述平臺相距h的高度，允許所述陶泥3D打印機的停止打印動作有一個延遲，能夠保障打印完一條輪徑之后再停止所有電機的動作。

3、所述限位開關(guān)動作時，控制所述擠出電機及所有擠出相關(guān)電機暫時停止運轉(zhuǎn)，再次按下開始打印按鈕時，打印機繼續(xù)剩余模型的打印。這樣在暫時停止運轉(zhuǎn)階段，就可以更換打印料筒，添加陶泥泥料，在更換添加完成后，還可以繼續(xù)打印，避免了浪費原來的工作。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對實施例中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本實用新型的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型一種陶泥3D打印機擠出限位裝置實施例的側(cè)視圖；

圖2為本實用新型一種陶泥3D打印機擠出限位裝置實施例的主視圖；

圖3為本實用新型一種陶泥3D打印機擠出限位裝置實施例的工作流程圖；

圖4為本實用新型一種陶泥3D打印機擠出限位裝置實施例中限位開關(guān)的形狀示意圖；

圖5為本實用新型一種陶泥3D打印機擠出限位裝置實施例中限位開關(guān)的引腳示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本實用新型實施例中的附圖，對本實用新型實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├绢I(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護的范圍。

本實用新型的目的是提供一種陶泥3D打印機擠出限位裝置。

為使本實用新型的上述目的、特征和優(yōu)點能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本實用新型作進一步詳細的說明。

圖1為本實用新型一種陶泥3D打印機擠出限位裝置實施例的側(cè)視圖。

圖2為本實用新型一種陶泥3D打印機擠出限位裝置實施例的主視圖。

參見圖1和圖2，一種陶泥3D打印機擠出限位裝置，包括：擠出電機1、擠出絲杠2、套筒3、擋板4、活塞5、料筒6、支撐桿7、平臺8、橫板9和限位開關(guān)10。所述擠出絲杠2與所述擠出電機1通過聯(lián)軸器連接。所述套筒3套在所述擠出絲杠2上。所述套筒3和所述擋板4互相垂直連接。所述擋板4與所述活塞5互相垂直連接，所述活塞5一端固定于所述擋板4底部。所述活塞5位于所述料筒6內(nèi)部。所述支撐桿7與所述平臺8互相垂直連接。所述橫板9與所述支撐桿7互相垂直連接。所述擠出電機1固定于所述橫板9上，所述支撐桿7通過所述橫板9支撐所述擠出電機1。

所述擠出電機1帶動所述擠出絲杠2旋轉(zhuǎn)，所處擠出絲杠2帶動所述套筒3向下運動，所述套筒3帶動所述擋板4向下運動，所述擋板4推動所述活塞5將所述料筒6中的陶泥擠出；所述支撐桿7前板底部安裝有限位開關(guān)10，所述限位開關(guān)10安裝的下限位置距離所述平臺的高度為h，當所述擋板4向下運動至所述下限位置時，觸發(fā)所述限位開關(guān)10，所述限位開關(guān)10控制所述擠出電機1停止運轉(zhuǎn)。

其中，所述套筒3與所述擋板4為一體連接的金屬結(jié)構(gòu)。

其中，所述橫板9、所述支撐桿7以及所述平臺8為一體連接的金屬結(jié)構(gòu)。所述支撐桿7材料為金屬鋁。

其中，所述限位開關(guān)安裝的下限位置距離所述平臺的高度為h，所述距離h和所述擠出電機1停止運轉(zhuǎn)動作的延遲時間T成正比。

陶泥3D打印機暫停打印，是打印完一條輪徑之后再停止所有電機的動作，譬如G1X Y打印，是從上一坐標點運動到XY坐標點，再停止所有電機動作，所以按完暫停打印按鈕之后，3D打印機的停止打印動作有一個延遲。基于這樣的原因，在設(shè)置擠出限位開關(guān)時，不能把限位開關(guān)設(shè)置在支撐桿的最底部位置，要稍靠上一點，以便于打印動作的緩沖延遲。因此在本實施例中，將所述限位開關(guān)10安裝在距離所述平臺8高度為h的地方，所述距離h和所述擠出電機1停止運轉(zhuǎn)動作的延遲時間T成正比。所述擠出電機1停止運轉(zhuǎn)動作的延遲時間T越長，所述h越大，即所述限位開關(guān)10安裝的下限位置距離所述平臺8越遠。

圖3為本實用新型一種陶泥3D打印機擠出限位裝置實施例的工作流程圖。

如圖3所示，步驟301：擠出電機運轉(zhuǎn)。

步驟302：擠出裝置動作。

所述擠出電機1帶動所述擠出絲杠2旋轉(zhuǎn)，所處擠出絲杠2帶動所述套筒3向下運動，所述套筒3帶動所述擋板4向下運動，所述擋板4推動所述活塞5將所述料筒6中的陶泥擠出。

步驟303：判斷限位開關(guān)是否動作。

所述支撐桿7前板底部安裝有限位開關(guān)10，所述限位開關(guān)10安裝的下限位置與所述平臺8相距h的高度。

當所述擋板4未向下運動至所述下限位置時，所述限位開關(guān)10不動作，所述擠出電機1持續(xù)運轉(zhuǎn)。

當所述擋板4向下運動至所述下限位置時，觸發(fā)所述限位開關(guān)10，所述限位開關(guān)10動作。

步驟304：所有擠出相關(guān)電機停止或延時停止運轉(zhuǎn)。

當所述限位開關(guān)10動作時，所述限位開關(guān)10控制所述擠出電機1及所有擠出相關(guān)電機即時停止或延時停止運轉(zhuǎn)。

圖4為本實用新型一種陶泥3D打印機擠出限位裝置實施例中限位開關(guān)的形狀示意圖。

本實施例中，所述限位開關(guān)10為機械式限位開關(guān)。所述機械式限位開關(guān)可以為直動式限位開關(guān)、滾輪式限位開關(guān)、微動式限位開關(guān)或組合式限位開關(guān)。所述限位開關(guān)10通過COM端作為信號輸出端，輸出限位信號到相應(yīng)芯片引腳，通過芯片內(nèi)部的固件進行程序運作，從而輸出控制信號完成控制動作。

圖5為本實用新型一種陶泥3D打印機擠出限位裝置實施例中限位開關(guān)的引腳示意圖。

參見圖5，所述限位開關(guān)10的引腳包括常開端NO、常閉端NC和信號輸出端COM。

陶泥3D打印機控制核心采用的是具有USB接口的Arduino Mega2560電路板，該芯片板最大的特點就是具有多達54路數(shù)字輸入輸出(其中16路可作為PWM輸出)，特別適合需要大量IO接口的設(shè)計。

本實施例中，所述限位開關(guān)10的COM端作為信號輸出端，接所選擇的Arduino Mega2560電路板芯片擠出限位信號引腳。所述Arduino Mega2560電路板的某一數(shù)字IO管腳連接所述擠出電機，用于控制所述擠出電機的啟動或停止。將擠出限位功能設(shè)定為引腳的低電平觸發(fā)，則所述限位開關(guān)10的NO端接地(0V)，NC端接5V。即正常情況下(未觸發(fā)時)，擠出限位引腳端為高電平；當擠出限位開關(guān)觸發(fā)時，擠出限位引腳端為低電平，觸發(fā)擠出限位的各種功能(停止擠出電機動作等)。本實施例中，當所述擋板4向下運動至所述下限位置時，觸發(fā)所述限位開關(guān)10，所述限位開關(guān)10動作，控制所述擠出電機1及所有擠出相關(guān)電機暫時停止運轉(zhuǎn)。再次按下開始打印按鈕時，打印機繼續(xù)剩余模型的打印。這樣在暫時停止運轉(zhuǎn)階段，就可以更換打印料筒，添加陶泥泥料，在更換添加完成后，還可以繼續(xù)打印，避免了浪費原來的工作。

本實用新型一種陶泥3D打印機擠出限位裝置，通過加裝限位開關(guān)、進行限位開關(guān)引腳接線，保障了陶泥3D打印機在工作過程中的安全性。

本文中應(yīng)用了具體個例對本實用新型的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本實用新型的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本實用新型的思想，在具體實施方式及應(yīng)用范圍上均會有改變之處。綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本實用新型的限制。