一種熱熔成型三維打印裝置的硬件結(jié)構(gòu)及其使用方法
【專利摘要】一種熱熔成型三維打印裝置的硬件結(jié)構(gòu)及其使用方法，包括方形主框架，方形主框架的底部有支架，側(cè)面有固定板，固定板上有垂直滾珠絲杠直線導(dǎo)軌，垂直滾珠絲杠直線導(dǎo)軌有L形固定架，L形固定架有水平滾珠絲杠直線導(dǎo)軌，水平滾珠絲杠直線導(dǎo)軌的滑塊上有三維打印裝置加熱底板。方形主框架的頂部橫梁的底部有直線導(dǎo)軌，其上有Z形固定板，Z形固定板上有控制三維打印裝置噴頭的電機(jī)；頂部橫梁的上部有電機(jī)，電機(jī)上連接有傳送帶。本發(fā)明涉及的硬件結(jié)構(gòu)簡單明了，能夠?qū)崿F(xiàn)快速拆卸、零件更換和維護(hù)修理，并操作方法簡單。
【專利說明】一種熱熔成型三維打印裝置的硬件結(jié)構(gòu)及其使用方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種熱熔成型三維打印裝置的硬件結(jié)構(gòu)及其使用方法，用于小型三維打印裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)搭建以及實(shí)驗(yàn)室三維打印裝置實(shí)驗(yàn)平臺的機(jī)械結(jié)構(gòu)搭建。
【背景技術(shù)】
[0002]20世紀(jì)80年代末、90年代初發(fā)展起來的快速成型RP技術(shù)，突破了傳統(tǒng)的加工模式，是近20年制造【技術(shù)領(lǐng)域】的一次重大突破，為設(shè)計(jì)者、制造者與用戶之間提供了一種可測量、可觸摸的新手段。
[0003]快速成型工藝比較突出的特點(diǎn)就是采用增加材料的方法加工零件，材料是逐層堆加制作出所需要的零件。目前主要的快速成型工藝有:立體光造型SLA、迭層實(shí)體制造L0M、選擇性激光燒結(jié)SLS、熱熔堆積固化成型FDM、粉末材料選擇性粘結(jié)TDP和微滴噴射成型MJM。
[0004]熱熔成型(FDM)技術(shù)是將絲狀的熱熔性材料加熱融化，同時三維噴頭在計(jì)算機(jī)的控制下，根據(jù)截面輪廓信息，將材料選擇性地涂敷在工作臺上，快速冷卻后形成一層截面。一層成型完成后，機(jī)器工作臺下降一個高度(即分層厚度)再成型下一層，直至形成整個實(shí)體造型。其成型材料種類多，一般是熱塑性材料，如蠟材、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)、聚碳酸酯(PC)、尼龍等，以絲狀供料。熱熔成型(FDM)技術(shù)的最大特點(diǎn)是速度快(一般模型僅需幾小時即可成型)、無污染，在原型開發(fā)和精鑄蠟?zāi)５确矫娴玫綇V泛應(yīng)用，但是現(xiàn)有的熱熔成型三維打印裝置靈活度低，機(jī)械結(jié)構(gòu)復(fù)雜，機(jī)械組件難拆卸且成本昂貴，無法滿足現(xiàn)有三維打印裝置的需求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]有鑒于現(xiàn)有熱熔成型三維打印裝置的上述缺陷，本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種熱熔成型三維打印裝置的硬件結(jié)構(gòu)及其使用方法，使用簡單的零件組成硬件結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)機(jī)械組件的快速拆卸、零件更換和維護(hù)修理，為小型三維打印裝置提供可靠的機(jī)械結(jié)構(gòu)并為三維打印相關(guān)實(shí)驗(yàn)提供可靠的實(shí)驗(yàn)平臺。
[0006]本發(fā)明通過以下技術(shù)方案解決解決上述技術(shù)問題:
[0007]提供一種熱熔成型三維打印裝置的硬件結(jié)構(gòu)，包括方形主框架(I)。方形主框架
(I)底部設(shè)置有支架(2);方形主框架(I)側(cè)面設(shè)置有固定板(3)，該固定板(3)上設(shè)置有垂直滾珠絲杠直線導(dǎo)軌(4)和與垂直滾珠絲杠直線導(dǎo)軌(4)連接的第一電機(jī)(14)，該垂直滾珠絲杠直線導(dǎo)軌設(shè)置有L形固定架(5)，該L形固定架(5)設(shè)置有水平滾珠絲杠直線導(dǎo)軌
(6)和與水平滾珠絲杠直線導(dǎo)軌(6)連接的第二電機(jī)(15)，該水平滾珠絲杠直線導(dǎo)軌(6)的滑塊上設(shè)置有三維打印裝置加熱底板(16);方形主框架(I)頂部橫梁的底部設(shè)置有直線導(dǎo)軌(7)，該直線導(dǎo)軌(7)上設(shè)置有Z形固定板(8)，該Z形固定板(8)上設(shè)置有控制三維打印裝置噴頭的第三電機(jī)(9 );方形主框架(I)頂部橫梁上設(shè)置有第四電機(jī)(10 )，第四電機(jī)(10 )上連接有傳動帶(11 )，傳送帶(11)的第一端與電機(jī)(10 )連接，傳動帶(11)的第二端通過從動輪(12 )和軸承(13 )連接在方形主框架(I)的頂部橫梁上。
[0008]進(jìn)一步地，固定板(3)的厚度為3?6mm，固定板(3)上對稱地分布有三對螺栓通孔?？蛇x的，固定板(3)的材質(zhì)為不銹鋼。
[0009]進(jìn)一步地，L形固定架(5)的厚度為8?12mm，L形固定架(5)的兩個側(cè)面上分別對稱地分布有兩對螺栓通孔?？蛇x的，L形固定架的材質(zhì)為鋁合金。
[0010]進(jìn)一步地，Z形固定板(8)的厚度為3?5mm，Z形固定板(8)上對稱地分布有兩個螺栓通孔?？蛇x的，Z形固定板的材質(zhì)為不銹鋼。
[0011]進(jìn)一步地，軸承(13)嵌入在厚度為6_的不銹鋼板內(nèi)。
[0012]本發(fā)明還提供一種使用該硬件結(jié)構(gòu)執(zhí)行三維打印的方法，包括:
[0013]將第一電機(jī)(14)與電源和第一控制卡連接，第二電機(jī)(15)與該電源和第二控制卡連接，第四電機(jī)(15)與該電源和第三控制卡連接，開啟電源，輸入控制指令，使得第一電機(jī)(14)帶動三維打印裝置加熱底板(16)沿垂直滾珠絲杠直線導(dǎo)軌(4)上下運(yùn)動，第二電機(jī)(15)帶動三維打印裝置加熱底板(16)沿水平滾珠絲杠直線導(dǎo)軌(6)前后運(yùn)動，第四電機(jī)
(10)帶動Z字型固定板(8)及控制三維打印裝置噴頭的第三電機(jī)(9)沿直線導(dǎo)軌(7)左右運(yùn)動，執(zhí)行三維打印。
[0014]本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)和效果:
[0015]1、靈活度高，機(jī)械結(jié)構(gòu)簡單明了，便于運(yùn)輸以及快速的組裝、拆卸，方形框架與T形底座結(jié)合，更加穩(wěn)定。
[0016]2、兼容性強(qiáng)，可在本硬件結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)上加裝各種型號的三維打印噴頭、三維打印加熱底板的三維打印組件模塊，滿足不同的實(shí)驗(yàn)條件，實(shí)現(xiàn)不同的打印功能。
[0017]3、采用簡單的零件組成打印裝置的硬件結(jié)構(gòu)，是一套低成本高性能的熱熔成形三維打印裝置機(jī)械結(jié)構(gòu)，并且執(zhí)行三維打印時操作方法簡單。
[0018]以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明的構(gòu)思、具體結(jié)構(gòu)及產(chǎn)生的技術(shù)效果作進(jìn)一步說明，以充分地了解本發(fā)明的目的、特征和效果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明熱熔成型三維打印裝置硬件結(jié)構(gòu)的主視圖。
[0020]圖2是本發(fā)明熱熔成型三維打印裝置硬件結(jié)構(gòu)的左視圖。
[0021]圖3是本發(fā)明熱熔成型三維打印裝置硬件結(jié)構(gòu)的俯視圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]如圖1-圖3所示，本發(fā)明的熱熔成型三維打印裝置的硬件結(jié)構(gòu)，包括方形框架(O,方形主框架(I)底部設(shè)置有支架(2)。
[0023]方形主框架(I)側(cè)面設(shè)置有固定板(3),其中固定板(3)的厚度為3?6mm,材質(zhì)為不銹鋼，固定板(3)上對稱地分布有三對螺栓通孔。固定板(3)上設(shè)置有垂直滾珠絲杠直線導(dǎo)軌(4)和與垂直滾珠絲杠直線導(dǎo)軌(4)連接的電機(jī)(14)。垂直滾珠絲杠直線導(dǎo)軌(4)設(shè)置有L形固定架(5),其中L形固定架(5)的厚度為8?12mm,材質(zhì)為招合金,L形固定架
(5)的兩個側(cè)面上分別對稱地分布有兩對螺栓通孔。L形固定架(5)設(shè)置有水平滾珠絲杠直線導(dǎo)軌(6)與水平滾珠絲杠直線導(dǎo)軌(6)連接的電機(jī)(15)，水平滾珠絲杠直線導(dǎo)軌(6)的滑塊上設(shè)置有三維打印裝置加熱底板(16)。L形固定架(5)將水平滾珠絲杠直線導(dǎo)軌(6)和垂直滾珠絲杠直線導(dǎo)軌(4)兩導(dǎo)軌連接，達(dá)到控制三維打印裝置加熱底板(16)的前后、上下運(yùn)動。
[0024]方形主框架(I)頂部橫梁的底部設(shè)置有直線導(dǎo)軌(7)，直線導(dǎo)軌(7)上設(shè)置有Z形固定板(8)，Z形固定板(8)上設(shè)置有控制三維打印裝置噴頭的電機(jī)(9)，電機(jī)(9)固定在Z形固定板(8)的第一端，第二端設(shè)置有傳動帶(11)，由電機(jī)(10)帶動傳動帶(11)從而帶動Z形固定板(8)運(yùn)動。Z形固定板(8)的厚度為3?5mm,材質(zhì)為不銹鋼，Z形固定板(8)上對稱地分布有兩個螺栓通孔。
[0025]方形主框架(I)頂部橫梁的上部設(shè)置有電機(jī)(10)，電機(jī)(10)上連接有傳送帶
(11)。傳送帶(11)的第一端與電機(jī)(10)連接,傳動帶(11)的第二端通過從動輪(12)和軸承(13)連接在方形主框架(I)的頂部橫梁上，軸承(13)嵌入在厚度為6mm的不銹鋼板內(nèi)。
[0026]基于該硬件結(jié)構(gòu)執(zhí)行三維打印的方法，包括:
[0027]將第一電機(jī)(14)與電源和第一控制卡連接，第二電機(jī)(15)與該電源和第二控制卡連接，第四電機(jī)(15)與該電源及第三控制卡連接，開啟電源，輸入控制指令，使得第一電機(jī)(14)帶動三維打印裝置加熱底板(16)沿垂直滾珠絲杠直線導(dǎo)軌(4)上下運(yùn)動，第二電機(jī)(15)帶動三維打印裝置加熱底板(16)沿水平滾珠絲杠直線導(dǎo)軌(6)前后運(yùn)動，第四電機(jī)
(10)帶動Z字型固定板(8)及控制三維打印裝置噴頭的第三電機(jī)(9)沿直線導(dǎo)軌(7)左右運(yùn)動，三維打印裝置噴頭運(yùn)動到三維打印裝置加熱底板所對應(yīng)空間中的任意位置，執(zhí)行三維打印。
[0028]采用本發(fā)明提供硬件結(jié)構(gòu)，能夠用于小型熱熔成型三維打印裝置的機(jī)械機(jī)構(gòu)，通過更換不同的三維打印裝置噴頭及其他組件實(shí)現(xiàn)不同的打印功能；也可以用于各種熱熔成型三維打印裝置實(shí)驗(yàn)平臺的機(jī)械結(jié)構(gòu)，零部件少便于運(yùn)輸、裝配和拆卸，并且可以加裝不同功能的三維打印裝置組件，滿足不同的實(shí)驗(yàn)條件。
[0029]以上詳細(xì)描述了本發(fā)明的較佳具體實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)理解，本領(lǐng)域的普通技術(shù)無需創(chuàng)造性勞動就可以根據(jù)本發(fā)明的構(gòu)思做出諸多修改和變化。因此，凡本【技術(shù)領(lǐng)域】中技術(shù)人員依本發(fā)明的構(gòu)思在現(xiàn)有技術(shù)的基礎(chǔ)上通過邏輯分析、推理或者有限的實(shí)驗(yàn)可以得到的技術(shù)方案，皆應(yīng)在由權(quán)利要求書所確定的保護(hù)范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種熱熔成型三維打印裝置的硬件結(jié)構(gòu)，包括方形主框架(1)，其特征在于:所述方形主框架(I)底部設(shè)置有支架(2 ); 所述方形主框架(I)側(cè)面設(shè)置有固定板(3)，所述固定板(3)上設(shè)置有垂直滾珠絲杠直線導(dǎo)軌(4)和與所述垂直滾珠絲杠直線導(dǎo)軌連接的第一電機(jī)(14)，所述垂直滾珠絲杠直線導(dǎo)軌設(shè)置有L形固定架(5)，所述L形固定架(5)設(shè)置有水平滾珠絲杠直線導(dǎo)軌(6)和與所述水平滾珠絲杠直線導(dǎo)軌連接的第二電機(jī)(15)，所述水平滾珠絲杠直線導(dǎo)軌(6)的滑塊上設(shè)置有三維打印裝置加熱底板(16)； 所述方形主框架(I)頂部橫梁的底部設(shè)置有直線導(dǎo)軌(7)，所述直線導(dǎo)軌(7)上設(shè)置有Z形固定板(8)，所述Z形固定板(8)上設(shè)置有控制三維打印裝置噴頭的第三電機(jī)(9); 所述方形主框架(I)頂部橫梁的上部設(shè)置有第四電機(jī)(10 )，所述第四電機(jī)(10 )上連接有傳送帶(11)，所述傳送帶(11)的第一端與所述第四電機(jī)(10 )連接，所述傳動帶(11)的第二端通過從動輪(12 )和軸承(13 )連接在所述方形主框架(I)的頂部橫梁上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱熔成型三維打印裝置的硬件結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述固定板(3)的厚度為3?6mm，所述固定板(3)上對稱地分布有三對螺栓通孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的熱熔成型三維打印裝置的硬件結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述固定板(3)的材質(zhì)為不銹鋼。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱熔成型三維打印裝置的硬件結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述L形固定架(5)的厚度為8?12mm，所述L形固定架(5)的兩個側(cè)面上分別對稱地分布有兩對螺栓通孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或4所述的熱熔成型三維打印裝置的硬件結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述L形固定架(5)的材質(zhì)為招合金。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱熔成型三維打印裝置的硬件結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述Z形固定板(8)的厚度為3?5mm,所述Z形固定板(8)上對稱地分布有兩個螺栓通孔。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的熱熔成型三維打印裝置的硬件結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述Z形固定板(8)的材質(zhì)為不銹鋼。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的熱熔成型三維打印裝置的硬件結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述軸承(13)嵌入在厚度為6mm的不銹鋼板內(nèi)。
9.一種使用如權(quán)利要求1所述的硬件結(jié)構(gòu)執(zhí)行三維打印的方法，其特征在于包括: 將所述第一電機(jī)(14)與電源和第一控制卡連接，所述第二電機(jī)(15)與所述電源和第二控制卡連接，所述第二電機(jī)(15)與所述電源和第三控制卡連接,開啟電源，輸入控制指令，使得所述第一電機(jī)(14)帶動所述三維打印裝置加熱底板(16)沿所述垂直滾珠絲杠直線導(dǎo)軌(4)上下運(yùn)動，所述第二電機(jī)(15)帶動所述三維打印裝置加熱底板(16)沿所述水平滾珠絲杠直線導(dǎo)軌(6)前后運(yùn)動，所述第四電機(jī)(10)帶動所述Z字型固定板(8)及控制三維打印裝置噴頭的所述第三電機(jī)(9)沿所述直線導(dǎo)軌(7)左右運(yùn)動，執(zhí)行三維打印。
【文檔編號】B29C67/00GK103862677SQ201410100718
【公開日】2014年6月18日 申請日期:2014年3月18日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月18日
【發(fā)明者】謝明朗, 張樂楠, 李盼, 裴景玉 申請人:上海交通大學(xué)