一種3d打印的制造方法
【專利摘要】一種3D打印機(jī)，機(jī)架上方安裝有工作滑塊水平移動(dòng)平臺(tái)，打印頭安裝在工作滑塊上；在機(jī)架上還安裝有托物盤，托物盤呈水平放置，托物盤下通過絲桿螺母與豎直安裝在機(jī)架上的絲桿活動(dòng)連接；水平移動(dòng)平臺(tái)包括外框架、X、Y向驅(qū)動(dòng)電機(jī)、導(dǎo)軌、導(dǎo)套、滑塊，以及同步帶，第一同步帶與第二同步帶安裝于不同的水平面。在水平移動(dòng)平臺(tái)上設(shè)有X、Y向水平限位開關(guān)，在托物盤上設(shè)有Z向豎直位置的限位開關(guān)。本實(shí)用新型位置初始化操作方便、可靠，結(jié)構(gòu)合理、剛度強(qiáng)、空間利用率高。
【專利說明】一種3D打印機(jī)

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于打印機(jī)領(lǐng)域，尤其涉及一種3D打印機(jī)。

【背景技術(shù)】
[0002]3D打印機(jī)是新興的技術(shù)發(fā)展產(chǎn)業(yè)，有著越來越廣泛的用途和龐大的市場需求?，F(xiàn)有的打印機(jī)基本為驅(qū)動(dòng)電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)X，Y，Z軸來工作，其在X、Y平面為串聯(lián)機(jī)構(gòu)，現(xiàn)有三維打印機(jī)機(jī)構(gòu)成本高、結(jié)構(gòu)不緊湊，為了節(jié)省材料，很多廠商采用國外開源的3D打印機(jī)工程，大部分非工業(yè)機(jī)都采用木制外殼機(jī)構(gòu)，這樣一來其機(jī)構(gòu)穩(wěn)定性很差。
[0003]同時(shí)現(xiàn)有的打印頭平面二自由度并聯(lián)機(jī)構(gòu)也存在空間占有率過高的問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]為解決現(xiàn)有技術(shù)3D打印機(jī)剛度不夠、成本過高、速度慢、空間利用率低等問題，提供一種3D打印機(jī)，這種打印機(jī)結(jié)構(gòu)合理、剛度高、成本低、速度快、空間利用率高。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型所采用以下技術(shù)方案:
[0006]一種3D打印機(jī)，包括機(jī)架，機(jī)架上方安裝有工作滑塊水平移動(dòng)平臺(tái)，打印頭安裝在工作滑塊上；在機(jī)架上還安裝有托物盤，托物盤呈水平放置，托物盤下方與托物盤支架固定連接，托物盤支架上固定有絲桿螺母，絲桿螺母與豎直安裝在機(jī)架上的絲桿活動(dòng)連接，絲桿一端與機(jī)架活動(dòng)連接，另一端與Z軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接；
[0007]所述的水平移動(dòng)平臺(tái)包括外框架、Χ、Υ向驅(qū)動(dòng)電機(jī)、導(dǎo)軌、導(dǎo)套、滑塊，以及同步帶，
[0008]驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝在水平移動(dòng)平臺(tái)兩側(cè)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出端安裝有帶輪；兩支Y向?qū)к壈惭b在水平移動(dòng)平臺(tái)兩側(cè)，在兩支Y向?qū)к壣细靼惭b有一只Y向移動(dòng)滑塊，兩只Y向移動(dòng)滑塊間安裝有X向?qū)к?，工作滑塊安裝在X向?qū)к壣希?br> [0009]在兩只Y向移動(dòng)滑塊上各安裝有一只換向軸套，換向軸套為上下兩層導(dǎo)套結(jié)構(gòu)；水平移動(dòng)平臺(tái)在兩側(cè)Y向?qū)?yīng)于帶輪的另一端安裝有傳動(dòng)軸套，這兩只傳動(dòng)軸套為上下兩層導(dǎo)套結(jié)構(gòu)；
[0010]第一同步帶連接于工作滑塊兩端，第一同步帶從工作滑塊一端依次從這一側(cè)的換向軸套的下層導(dǎo)套、同側(cè)的第一帶輪、同側(cè)的傳動(dòng)軸套、異側(cè)的傳動(dòng)軸套、異側(cè)的換向軸套的下層導(dǎo)套繞過，再固定于工作滑塊的另一端；
[0011]第二同步帶連接于工作滑塊兩端，第二同步帶從工作滑塊一端依次從這一側(cè)的換向軸套的上層導(dǎo)套、同側(cè)的傳動(dòng)軸套、異側(cè)的傳動(dòng)軸套、異側(cè)的第二帶輪、異側(cè)的換向軸套的上層導(dǎo)套繞過，再固定于工作滑塊的另一端；
[0012]第一同步帶與第二同步帶安裝于不同的水平面。
[0013]上述的一種3D打印機(jī)，水平移動(dòng)平臺(tái)在兩側(cè)Y向?qū)к墝?duì)應(yīng)于帶輪的另一端分別安裝有一只傳動(dòng)軸套；
[0014]第一同步帶連接于工作滑塊兩端，第一同步帶從工作滑塊一端依次從這一側(cè)的換向軸套的下層導(dǎo)套、同側(cè)的第一帶輪、同側(cè)的傳動(dòng)軸套的下層導(dǎo)套、異側(cè)的傳動(dòng)軸套的下層導(dǎo)套、異側(cè)的換向軸套的下層導(dǎo)套繞過，再固定于工作滑塊的另一端；
[0015]第二同步帶連接于工作滑塊兩端，第二同步帶從工作滑塊一端依次從這一側(cè)的換向軸套的上層導(dǎo)套、同側(cè)的傳動(dòng)軸套的上層導(dǎo)套、異側(cè)的傳動(dòng)軸套的上層導(dǎo)套、異側(cè)的第二帶輪、異側(cè)的換向軸套的上層導(dǎo)套繞過，再固定于工作滑塊的另一端。
[0016]上述的一種3D打印機(jī)，水平移動(dòng)平臺(tái)在兩側(cè)Y向?qū)к墝?duì)應(yīng)于帶輪的另一端分別安裝有兩只傳動(dòng)軸套；
[0017]第一同步帶連接于工作滑塊兩端，第一同步帶從工作滑塊一端依次從這一側(cè)的換向軸套的下層導(dǎo)套、同側(cè)的第一帶輪、同側(cè)的傳動(dòng)軸套、異側(cè)的傳動(dòng)軸套、異側(cè)的換向軸套的下層導(dǎo)套繞過，再固定于工作滑塊的另一端；
[0018]第二同步帶連接于工作滑塊兩端，第二同步帶從工作滑塊一端依次從這一側(cè)的換向軸套的上層導(dǎo)套、同側(cè)的傳動(dòng)軸套、異側(cè)的傳動(dòng)軸套、異側(cè)的第二帶輪、異側(cè)的換向軸套的上層導(dǎo)套繞過，再固定于工作滑塊的另一端。
[0019]上述的一種3D打印機(jī)，水平移動(dòng)平臺(tái)由整塊板材加工而成。
[0020]上述的一種3D打印機(jī)，托物盤支架在絲桿兩側(cè)固定有軸承，這兩只軸承分別與豎直安裝在機(jī)架上的光軸滑動(dòng)配合。
[0021]上述的一種3D打印機(jī)，托物盤下方緊固安裝有加熱板。
[0022]上述的一種3D打印機(jī)，在水平移動(dòng)平臺(tái)的內(nèi)側(cè)的其中一個(gè)對(duì)角上安裝有用于工作滑塊初始化時(shí)定位用的X、Y向限位開關(guān)，在托物盤上設(shè)有打印頭初始化時(shí)定位用的Z向限位開關(guān)。
[0023]上述的一種3D打印機(jī)，所述的Z向限位開關(guān)為薄膜開關(guān)，在托物盤上開設(shè)通孔，薄膜開關(guān)安裝在加熱板上暴露于托物盤通孔處。
[0024]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0025]本實(shí)用新型水平移動(dòng)平臺(tái)上安裝的驅(qū)動(dòng)件處在同一水平面上，與打印擠出頭大致處于同一水平面，因此可提高打印機(jī)的Z向空間利用率。
[0026]本實(shí)用新型水平移動(dòng)平臺(tái)用整塊的材料加工，如采用整塊的鋁合金材料加工而成，提高了機(jī)構(gòu)剛度以及其定位精度，簡化了加工和裝配難度。
[0027]本實(shí)用新型外罩直接可以安裝在打印機(jī)外框支架上，這樣一來方便安裝，另一方面增加了其強(qiáng)度。
[0028]Z軸限位開關(guān)安裝在加熱PCB板上，兩者不發(fā)生相對(duì)運(yùn)動(dòng)，在托物盤上開一個(gè)通孔，將限位開關(guān)安裝其間。Z軸限位開關(guān)采用薄膜開關(guān)，托物盤、PCB加熱板、薄膜開關(guān)厚度一定。
[0029]工作初始化時(shí)，通過觸碰X、Y兩處限位開關(guān)，工作滑塊帶動(dòng)打印頭首先找到XY平面的相對(duì)位置，然后驅(qū)動(dòng)托物盤在Z向移動(dòng)，使薄膜開關(guān)與打印頭下方的擠出頭觸碰找到Z軸的起始位置。而現(xiàn)有的3D打印機(jī)一般都是在Z平臺(tái)支架上安裝Z軸限位開關(guān)，本實(shí)用新型3D打印機(jī)噴嘴在Z向找到相對(duì)位置的情況下，不會(huì)隨著托物盤距離支架的相對(duì)位置改變而改變。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0030]圖1為本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0031]圖2為本實(shí)用新型安裝在加熱板上的Z軸限位開關(guān)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0032]圖3為本實(shí)用新型Z軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)示意圖。
[0033]圖4為本實(shí)用新型水平移動(dòng)平臺(tái)實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0034]圖5為本實(shí)用新型水平移動(dòng)平臺(tái)實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0035]圖中標(biāo)記:101機(jī)構(gòu)外框支架，102、103水平移動(dòng)平臺(tái)固定支架，104機(jī)構(gòu)外框支架固定架，200豎向的Z軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)，201、202豎向的Z軸光軸，203、204豎向Z軸的軸承，205絲桿螺母，207托物盤，208豎向Z軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)絲桿，209豎向Z軸的限位薄膜開關(guān)，210PCB加熱板，211托物盤支架，300水平移動(dòng)平臺(tái)，301、302水平移動(dòng)平臺(tái)上的同步帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)，303、304水平移動(dòng)平臺(tái)Y方向工作滑塊，305工作滑塊，306打印頭進(jìn)料機(jī)構(gòu)，307X方向限位開關(guān)，308Y向限位開關(guān)，309第二同步帶，310第一同步帶，311、312帶輪，313、314換向軸套，315、316、317、318轉(zhuǎn)向軸套，319、320Y向?qū)к墸?21、322 X向?qū)к墸?36打印頭。

【具體實(shí)施方式】
[0036]實(shí)施例一
[0037]參照附圖，一種3D打印機(jī)，包括機(jī)架，機(jī)架包括豎向的外框支架101、下方的固定架104及上方水平移動(dòng)平臺(tái)固定架103，機(jī)架上方安裝有工作滑塊水平移動(dòng)平臺(tái)300，水平移動(dòng)平臺(tái)由整塊板材加工而成；打印頭336安裝在工作滑塊305上；在機(jī)架上還安裝有托物盤207，托物盤呈水平放置，托物盤下方與托物盤支架211固定連接，托物盤支架上固定有絲桿螺母205，絲桿螺母與豎直安裝在機(jī)架上的絲桿208活動(dòng)連接，絲桿一端與機(jī)架活動(dòng)連接，另一端與Z軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)200連接；托物盤支架在絲桿兩側(cè)固定有軸承203、204，這兩只軸承分別與豎直安裝在機(jī)架上的光軸201、202滑動(dòng)配合；托物盤下方緊固安裝有PCB加熱板210 ；
[0038]水平移動(dòng)平臺(tái)包括外框固定架103、同步帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)301、302、導(dǎo)軌、導(dǎo)套、滑塊，以及同步帶，同步帶驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝在水平移動(dòng)平臺(tái)兩側(cè)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出端安裝有帶輪311、312 ;兩支Y向?qū)к?19、320安裝在水平移動(dòng)平臺(tái)兩側(cè)，在兩支Y向?qū)к壣细靼惭b有一只Y向移動(dòng)滑塊303、304，兩只Y向移動(dòng)滑塊間安裝有X向?qū)к?21、322，工作滑塊安裝在X向?qū)к壣希?br> [0039]在兩只Y向移動(dòng)滑塊上各安裝有一只換向軸套313、314，換向軸套為上下兩層導(dǎo)套結(jié)構(gòu)；水平移動(dòng)平臺(tái)在兩側(cè)Y向?qū)?yīng)于帶輪的另一端分別安裝有一只傳動(dòng)軸套316和
315；
[0040]圖4中，是從水平工作平臺(tái)的底面向上看的視圖，第一同步帶310連接于工作滑塊兩端，第一同步帶從工作滑塊一端圖中的左側(cè)依次從這一側(cè)的換向軸套314的下層導(dǎo)套(由于視圖是從底面向上看，圖中所示導(dǎo)套314的上層實(shí)為實(shí)際使用中的下層導(dǎo)套)、同側(cè)的第一帶輪312、同側(cè)的傳動(dòng)軸套316的下層導(dǎo)套、異側(cè)的傳動(dòng)軸套315的下層導(dǎo)套、異側(cè)的換向軸套的下層導(dǎo)套繞過，再固定于工作滑塊的另一端即圖4所示的工作滑塊的右側(cè)；
[0041]第二同步帶309也是連接于工作滑塊兩端，第二同步帶從工作滑塊一端(圖4所示的工作滑塊的左側(cè))依次從這一側(cè)的換向軸套314的上層導(dǎo)套(由于視圖是從底面向上看，圖中所示導(dǎo)套314的下層實(shí)為實(shí)際使用中的上層導(dǎo)套)、同側(cè)的傳動(dòng)軸套316的上層導(dǎo)套、異側(cè)的傳動(dòng)軸套315的上層導(dǎo)套、異側(cè)第二帶輪311、導(dǎo)側(cè)換向軸套313的上層導(dǎo)套繞過，再固定于工作滑塊的另一端即圖4所示工作滑塊的右側(cè)。
[0042]第一、第二同步帶不在同一水平面，不會(huì)產(chǎn)生干涉。
[0043]在水平移動(dòng)平臺(tái)的內(nèi)側(cè)的其中一個(gè)對(duì)角上安裝有用于工作滑塊初始化時(shí)定位用的x、Y向限位開關(guān)，在托物盤上設(shè)有打印頭初始化時(shí)定位用的Z向限位開關(guān)，Z向限位開關(guān)為薄膜開關(guān)，在托物盤上開設(shè)通孔，薄膜開關(guān)安裝在加熱板上暴露于托物盤通孔處。
[0044]打印機(jī)初始化時(shí)，通過301和302驅(qū)動(dòng)同步帶，從而帶動(dòng)工作滑塊在水平面上的移動(dòng)，觸碰X、Y限位開關(guān)，對(duì)X、Y向進(jìn)行找零；再通過Z軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)托物盤在豎直方向移動(dòng)，使薄膜開關(guān)與打印頭下方的噴嘴觸碰，找到Z軸的起始位置，然后可以開始移動(dòng)打印頭進(jìn)行打印。
[0045]打印頭向下噴打物料，通常物料在進(jìn)料腔中的溫度在200度以上，PCB板加熱后將溫度傳導(dǎo)到托物盤上的溫度在本例中控制在70度左右，使得物料滴落于托物盤上降溫到70度時(shí)的性狀為粘稠狀，易于打印完畢之后，將打印物從托物盤上進(jìn)行分離。如果不設(shè)加熱板，打印物在常溫環(huán)境下冷卻凝固，剝離的難度會(huì)比較大。而PCB板加熱方式是加熱領(lǐng)域內(nèi)的常用方法，結(jié)構(gòu)輕巧，可編程進(jìn)行溫度控制。
[0046]實(shí)施例二
[0047]參照附圖，本例中與實(shí)施例一不同的是，所述水平移動(dòng)平臺(tái)在兩側(cè)Y向?qū)к墝?duì)應(yīng)于帶輪的另一端分別安裝兩只傳動(dòng)軸套316、318和315、317 ；
[0048]第一同步帶310連接于工作滑塊兩端，第一同步帶從工作滑塊305 —端(圖5的工作滑塊的左側(cè))，依次從這一側(cè)的換向軸套314的下層導(dǎo)套(由于視圖是從底面向上看，圖中所示導(dǎo)套314的上層實(shí)為實(shí)際使用中的下層導(dǎo)套)、同側(cè)的第一帶輪312、同側(cè)的傳動(dòng)軸套
316的、異側(cè)的傳動(dòng)軸套315、異側(cè)的換向軸套313的下層導(dǎo)套繞過，再固定于工作滑塊的另一端即圖5中的工作滑塊的右側(cè)；
[0049]第二同步帶309連接于工作滑塊兩端，第二同步帶從工作滑塊305 —端(圖5中的工作滑塊的左側(cè))依次從這一側(cè)的換向軸套的上層導(dǎo)套(由于視圖是從底面向上看，圖中所示導(dǎo)套314的下層實(shí)為實(shí)際使用中的上層導(dǎo)套)、同側(cè)的傳動(dòng)軸套318、異側(cè)的傳動(dòng)軸套317、異側(cè)的第二帶輪311、異側(cè)的換向軸套的上層導(dǎo)套繞過，再固定于工作滑塊的另一端即圖5中的工作滑塊的右側(cè)。
[0050]第一、第二同步帶不在同一水平面，不會(huì)產(chǎn)生干涉。
【權(quán)利要求】
1.一種3D打印機(jī)，包括機(jī)架，機(jī)架上方安裝有工作滑塊水平移動(dòng)平臺(tái)，打印頭安裝在工作滑塊上；在機(jī)架上還安裝有托物盤，托物盤呈水平放置，托物盤下方與托物盤支架固定連接，托物盤支架上固定有絲桿螺母，絲桿螺母與豎直安裝在機(jī)架上的絲桿活動(dòng)連接，絲桿一端與機(jī)架活動(dòng)連接，另一端與Z軸驅(qū)動(dòng)電機(jī)連接；其特征在于: 所述的水平移動(dòng)平臺(tái)包括外框架、X、Y向驅(qū)動(dòng)電機(jī)、導(dǎo)軌、導(dǎo)套、滑塊，以及同步帶， 驅(qū)動(dòng)電機(jī)安裝在水平移動(dòng)平臺(tái)兩側(cè)，驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出端安裝有帶輪；兩支Y向?qū)к壈惭b在水平移動(dòng)平臺(tái)兩側(cè)，在兩支Y向?qū)к壣细靼惭b有一只Y向移動(dòng)滑塊，兩只Y向移動(dòng)滑塊間安裝有X向?qū)к?，工作滑塊安裝在X向?qū)к壣希? 在兩只Y向移動(dòng)滑塊上各安裝有一只換向軸套，換向軸套為上下兩層導(dǎo)套結(jié)構(gòu)；水平移動(dòng)平臺(tái)在兩側(cè)Y向?qū)?yīng)于帶輪的另一端安裝有傳動(dòng)軸套，這兩只傳動(dòng)軸套為上下兩層導(dǎo)套結(jié)構(gòu)； 第一同步帶連接于工作滑塊兩端，第一同步帶從工作滑塊一端依次從這一側(cè)的換向軸套的下層導(dǎo)套、同側(cè)的第一帶輪、同側(cè)的傳動(dòng)軸套、異側(cè)的傳動(dòng)軸套、異側(cè)的換向軸套的下層導(dǎo)套繞過，再固定于工作滑塊的另一端； 第二同步帶連接于工作滑塊兩端，第二同步帶從工作滑塊一端依次從這一側(cè)的換向軸套的上層導(dǎo)套、同側(cè)的傳動(dòng)軸套、異側(cè)的傳動(dòng)軸套、異側(cè)的第二帶輪、異側(cè)的換向軸套的上層導(dǎo)套繞過，再固定于工作滑塊的另一端； 第一同步帶與第二同步帶安裝于不同的水平面； 在水平移動(dòng)平臺(tái)的內(nèi)側(cè)的其中一個(gè)對(duì)角上安裝有用于工作滑塊初始化時(shí)定位用的X、Y向限位開關(guān)，在托物盤上設(shè)有打印頭初始化時(shí)定位用的Z向限位開關(guān)。
2.如權(quán)利要求1所述的一種3D打印機(jī)，其特征在于水平移動(dòng)平臺(tái)在兩側(cè)Y向?qū)к墝?duì)應(yīng)于帶輪的另一端分別安裝有一只傳動(dòng)軸套； 第一同步帶連接于工作滑塊兩端，第一同步帶從工作滑塊一端依次從這一側(cè)的換向軸套的下層導(dǎo)套、同側(cè)的第一帶輪、同側(cè)的傳動(dòng)軸套的下層導(dǎo)套、異側(cè)的傳動(dòng)軸套的下層導(dǎo)套、異側(cè)的換向軸套的下層導(dǎo)套繞過，再固定于工作滑塊的另一端； 第二同步帶連接于工作滑塊兩端，第二同步帶從工作滑塊一端依次從這一側(cè)的換向軸套的上層導(dǎo)套、同側(cè)的傳動(dòng)軸套的上層導(dǎo)套、異側(cè)的傳動(dòng)軸套的上層導(dǎo)套、異側(cè)的第二帶輪、異側(cè)的換向軸套的上層導(dǎo)套繞過，再固定于工作滑塊的另一端。
3.如權(quán)利要求1所述的一種3D打印機(jī)，其特征在于水平移動(dòng)平臺(tái)在兩側(cè)Y向?qū)к墝?duì)應(yīng)于帶輪的另一端分別安裝有兩只傳動(dòng)軸套； 第一同步帶連接于工作滑塊兩端，第一同步帶從工作滑塊一端依次從這一側(cè)的換向軸套的下層導(dǎo)套、同側(cè)的第一帶輪、同側(cè)的傳動(dòng)軸套、異側(cè)的傳動(dòng)軸套、異側(cè)的換向軸套的下層導(dǎo)套繞過，再固定于工作滑塊的另一端； 第二同步帶連接于工作滑塊兩端，第二同步帶從工作滑塊一端依次從這一側(cè)的換向軸套的上層導(dǎo)套、同側(cè)的傳動(dòng)軸套、異側(cè)的傳動(dòng)軸套、異側(cè)的第二帶輪、異側(cè)的換向軸套的上層導(dǎo)套繞過，再固定于工作滑塊的另一端。
4.如權(quán)利要求1所述的一種3D打印機(jī)，其特征在于水平移動(dòng)平臺(tái)由整塊板材加工而成。
5.如權(quán)利要求1所述的一種3D打印機(jī)，其特征在于托物盤支架在絲桿兩側(cè)固定有軸承，這兩只軸承分別與豎直安裝在機(jī)架上的光軸滑動(dòng)配合。
6.如權(quán)利要求1所述的一種3D打印機(jī)，其特征在于托物盤下方緊固安裝有加熱板，Z向限位開關(guān)為薄膜開關(guān)，在托物盤上開設(shè)通孔，薄膜開關(guān)安裝在加熱板上暴露于托物盤通孔處。
【文檔編號(hào)】B29C67/00GK204109373SQ201420588104
【公開日】2015年1月21日 申請(qǐng)日期:2014年10月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月13日
【發(fā)明者】王忠飛, 魏輝 申請(qǐng)人:浙江工業(yè)大學(xué)