本發(fā)明涉及一種打印平臺(tái)，具體地，涉及一種五軸聯(lián)動(dòng)3D打印平臺(tái)。

背景技術(shù)：

隨著增材制造的不斷發(fā)展，不同形式的打印機(jī)涌現(xiàn)出來(lái)，3D（三維）打印技術(shù)綜合了不同領(lǐng)域的技術(shù)，其中就包括數(shù)值建模技術(shù)、材料科學(xué)技術(shù)、信息技術(shù)等，3D打印不必事先制造模具，也不需要通過(guò)復(fù)雜的鍛造工藝得到最終的產(chǎn)品，在生產(chǎn)上具有結(jié)構(gòu)易優(yōu)化、制作效率高，節(jié)省材料與節(jié)省能源的優(yōu)勢(shì)。

現(xiàn)有的打印以三軸為主，而三軸的打印同時(shí)存在著打印效率較低的問(wèn)題，盡管打印的界面很薄，但是還是會(huì)出現(xiàn)一些一定厚度的“層階”，同時(shí)在打印復(fù)雜三維結(jié)構(gòu)時(shí)，需要支撐材料作為輔助，所以也多產(chǎn)生一部分的材料使用，五軸的打印平臺(tái)可以解決復(fù)雜支撐造成的材料浪費(fèi)的問(wèn)題，五軸聯(lián)動(dòng)3D打印平臺(tái)可以將A軸轉(zhuǎn)過(guò)一定角度進(jìn)行側(cè)向打印，可以解決復(fù)雜模型的過(guò)渡區(qū)域的結(jié)構(gòu)性問(wèn)題，同時(shí)提高了制造精度與加工效率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種五軸聯(lián)動(dòng)3D打印平臺(tái)，本發(fā)明增加了3D打印機(jī)的打印靈活性，可以加工表面復(fù)雜的模型；本發(fā)明在X、Y、Z軸基礎(chǔ)上增加了兩個(gè)A、C轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，能夠是打印體做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，大幅度改善了打印工藝；本發(fā)明改變了傳統(tǒng)切片方式逐層打印的打印方式，傳統(tǒng)工藝需要很多支撐，造成了材料浪費(fèi)，同時(shí)可以將A、C軸旋轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)上打印，減去不必要支撐，提高了打印精度與結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和韌性。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供一種五軸聯(lián)動(dòng)3D打印平臺(tái)，其特征在于，其包括平臺(tái)機(jī)架、支撐板、第一導(dǎo)桿固定座、第二導(dǎo)桿固定座、第一Y軸導(dǎo)桿、第二Y軸導(dǎo)桿、Y軸電機(jī)、Y軸皮帶、平臺(tái)外殼、導(dǎo)電滑環(huán)、C軸電機(jī)、第一Z軸支撐桿、第二Z軸支撐桿、第一Z軸絲桿、第二Z軸絲桿、第三Z軸絲桿、第四Z軸絲桿、第一Z軸電機(jī)、第二Z軸電機(jī)、Z軸絲母殼、X軸滑動(dòng)軸承、擠出電機(jī)、排風(fēng)扇、加熱塊、擠出頭、A軸電機(jī)、擠出支架、加熱平臺(tái)，平臺(tái)機(jī)架的左側(cè)設(shè)有第一導(dǎo)桿固定座和第二導(dǎo)桿固定座，第二導(dǎo)桿固定座位于第一導(dǎo)桿固定座的后方，第一Y軸導(dǎo)桿、第二Y軸導(dǎo)桿分別通過(guò)第一導(dǎo)桿固定座、第二導(dǎo)桿固定座固定且第一Y軸導(dǎo)桿與第二Y軸導(dǎo)桿平行，Y軸電機(jī)位于第一Y軸導(dǎo)桿和第二Y軸導(dǎo)桿之間且靠近平臺(tái)支架的左側(cè)，Y軸電機(jī)上設(shè)有Y軸皮帶，支撐板位于第一Y軸導(dǎo)桿和第二Y軸導(dǎo)桿的上方，平臺(tái)外殼位于支撐板的上方，加熱平臺(tái)位于平臺(tái)外殼的內(nèi)側(cè)，加熱平臺(tái)的內(nèi)部設(shè)有導(dǎo)電滑環(huán)，C軸電機(jī)位于平臺(tái)外殼的左側(cè)，A軸電機(jī)位于加熱平臺(tái)的下方，平臺(tái)機(jī)架的前側(cè)中間設(shè)有與平臺(tái)機(jī)架相垂直的第一Z軸支撐桿，平臺(tái)機(jī)架的后側(cè)中間設(shè)有與平臺(tái)機(jī)架相垂直的第二Z軸支撐桿，第一Z軸支撐桿的外側(cè)設(shè)有第一Z軸絲桿和第二Z軸絲桿且第二Z軸絲桿位于第一Z軸絲桿的后方，第二Z軸支撐桿的外側(cè)設(shè)有第一Z軸支撐桿和第二Z軸支撐桿且第四Z軸絲桿位于第三Z軸絲桿的前方，第二Z軸電機(jī)與第二Z軸絲桿的下端相連，Z軸絲母殼的左端固定在第一Z軸絲桿和第二Z軸絲桿上，Z軸絲母殼的右端固定在第三Z軸絲桿和第四Z軸絲桿上，第一Z軸電機(jī)與Z軸絲母殼的左端相連，Z軸絲母殼的中間設(shè)有導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上設(shè)有X軸滑動(dòng)軸承，X軸滑動(dòng)軸承與擠出支架的左側(cè)相連，擠出支架上設(shè)有卡塊，擠出電機(jī)通過(guò)卡塊與擠出支架相固定，擠出支架的右側(cè)與排風(fēng)扇相連，擠出支架的下側(cè)與加熱塊相連，擠出頭位于加熱塊的下方，X軸滑動(dòng)軸承、擠出電機(jī)、排風(fēng)扇、加熱塊、擠出頭都位于加熱平臺(tái)的上方。

優(yōu)選地，所述平臺(tái)機(jī)架包括豎直三角鋼支架、水平鋼支架、四腳鋼支架。

優(yōu)選地，所述Y軸皮帶為齒形皮帶。

優(yōu)選地，所述A軸電機(jī)和C軸電機(jī)上分別設(shè)有一個(gè)轉(zhuǎn)換扭矩軸。

優(yōu)選地，所述A軸電機(jī)、C軸電機(jī)分別通過(guò)一個(gè)光電編碼器記錄旋轉(zhuǎn)角度。

優(yōu)選地，所述第一Z軸絲桿上設(shè)有一個(gè)光電限位開(kāi)關(guān)，用于控制Z軸絲母殼的行程。

優(yōu)選地，所述五軸聯(lián)動(dòng)3D打印平臺(tái)上還設(shè)有兩個(gè)限位開(kāi)關(guān)，分別用于控制X軸滑動(dòng)軸承的行程和平臺(tái)外殼的行程。

優(yōu)選地，所述加熱平臺(tái)包括用于加熱的加熱電阻和用于測(cè)試溫度的熱敏電阻。

優(yōu)選地，所述加熱平臺(tái)與一個(gè)控制系統(tǒng)、一個(gè)顯示屏相連。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：本發(fā)明增加了3D打印機(jī)的打印靈活性，可以加工表面復(fù)雜的模型；本發(fā)明在X、Y、Z軸基礎(chǔ)上增加了兩個(gè)A、C轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，能夠是打印體做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，大幅度改善了打印工藝；本發(fā)明改變了傳統(tǒng)切片方式逐層打印的打印方式，傳統(tǒng)工藝需要很多支撐，造成了材料浪費(fèi)，同時(shí)可以將A、C軸旋轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)上打印，減去不必要支撐，提高了打印精度與結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和韌性。

附圖說(shuō)明

通過(guò)閱讀參照以下附圖對(duì)非限制性實(shí)施例所作的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得更明顯：

圖1為本發(fā)明五軸聯(lián)動(dòng)3D打印平臺(tái)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明的平臺(tái)支架、擠出電機(jī)、Y軸電機(jī)、Z軸電機(jī)的位置示意圖。

圖3為本發(fā)明的擠出電機(jī)、加熱塊、排風(fēng)扇的位置示意圖。

圖4為本發(fā)明的A軸電機(jī)、C軸電機(jī)、加熱平臺(tái)的位置示意圖。

圖5為本發(fā)明的加熱平臺(tái)和導(dǎo)電滑環(huán)的位置示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。以下實(shí)施例將有助于本領(lǐng)域的技術(shù)人員進(jìn)一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應(yīng)當(dāng)指出的是，對(duì)本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)。這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。

如圖1至圖5所示，本發(fā)明五軸聯(lián)動(dòng)3D打印平臺(tái)包括平臺(tái)機(jī)架1、支撐板101、第一導(dǎo)桿固定座2、第二導(dǎo)桿固定座201、第一Y軸導(dǎo)桿3、第二Y軸導(dǎo)桿301、Y軸電機(jī)4、Y軸皮帶5、平臺(tái)外殼6、導(dǎo)電滑環(huán)7、C軸電機(jī)8、第一Z軸支撐桿9、第二Z軸支撐桿901、第一Z軸絲桿10、第二Z軸絲桿1001、第一Z軸支撐桿1002、第二Z軸支撐桿1003、第一Z軸電機(jī)11、第二Z軸電機(jī)1101、Z軸絲母殼12、X軸滑動(dòng)軸承13、擠出電機(jī)14、排風(fēng)扇16、加熱塊17、擠出頭18、A軸電機(jī)19、擠出支架20、加熱平臺(tái)21，平臺(tái)機(jī)架1的左側(cè)設(shè)有第一導(dǎo)桿固定座2和第二導(dǎo)桿固定座201，第二導(dǎo)桿固定座201位于第一導(dǎo)桿固定座2的后方，第一Y軸導(dǎo)桿3、第二Y軸導(dǎo)桿301分別通過(guò)第一導(dǎo)桿固定座2、第二導(dǎo)桿固定座201固定且第一Y軸導(dǎo)桿3與第二Y軸導(dǎo)桿301平行，Y軸電機(jī)4位于第一Y軸導(dǎo)桿3和第二Y軸導(dǎo)桿301之間且靠近平臺(tái)支架1的左側(cè)，Y軸電機(jī)4上設(shè)有Y軸皮帶5，支撐板101位于第一Y軸導(dǎo)桿3和第二Y軸導(dǎo)桿301的上方，平臺(tái)外殼6位于支撐板101的上方，加熱平臺(tái)21位于平臺(tái)外殼6的內(nèi)側(cè)，加熱平臺(tái)21的內(nèi)部設(shè)有導(dǎo)電滑環(huán)7，C軸電機(jī)8位于平臺(tái)外殼6的左側(cè)，A軸電機(jī)19位于加熱平臺(tái)21的下方，平臺(tái)機(jī)架1的前側(cè)中間設(shè)有與平臺(tái)機(jī)架1相垂直的第一Z軸支撐桿9，平臺(tái)機(jī)架1的后側(cè)中間設(shè)有與平臺(tái)機(jī)架1相垂直的第二Z軸支撐桿901，第一Z軸支撐桿9的外側(cè)設(shè)有第一Z軸絲桿10和第二Z軸絲桿1001且第二Z軸絲桿1001位于第一Z軸絲桿10的后方，第二Z軸支撐桿901的外側(cè)設(shè)有第一Z軸支撐桿1002和第二Z軸支撐桿1003且第二Z軸支撐桿1003位于第一Z軸支撐桿1002的前方，第二Z軸電機(jī)1101與第二Z軸絲桿1001的下端相連，Z軸絲母殼12的左端固定在第一Z軸絲桿10和第二Z軸絲桿1001上，Z軸絲母殼12的右端固定在第三Z軸絲桿1002和第四Z軸絲桿1003上，第一Z軸電機(jī)11與Z軸絲母殼12的左端相連，Z軸絲母殼12的中間設(shè)有導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上設(shè)有X軸滑動(dòng)軸承13，X軸滑動(dòng)軸承13與擠出支架20的左側(cè)相連，擠出支架20上設(shè)有卡塊2001，擠出電機(jī)14通過(guò)卡塊2001與擠出支架20相固定，擠出支架20的右側(cè)與排風(fēng)扇16相連，擠出支架20的下側(cè)與加熱塊17相連，擠出頭18位于加熱塊17的下方，X軸滑動(dòng)軸承13、擠出電機(jī)14、排風(fēng)扇16、加熱塊17、擠出頭18都位于加熱平臺(tái)21的上方。

所述平臺(tái)機(jī)架包括豎直三角鋼支架、水平鋼支架、四腳鋼支架，這樣結(jié)構(gòu)穩(wěn)定牢固。

所述Y軸皮帶為齒形皮帶，這樣傳動(dòng)功率大。

所述A軸電機(jī)和C軸電機(jī)上分別設(shè)有一個(gè)轉(zhuǎn)換扭矩軸，這樣便于旋轉(zhuǎn)。

所述A軸電機(jī)、C軸電機(jī)分別通過(guò)一個(gè)光電編碼器記錄旋轉(zhuǎn)角度，這樣便于記錄。

所述第一Z軸絲桿上設(shè)有一個(gè)光電限位開(kāi)關(guān)，用于控制Z軸絲母殼的行程。

所述五軸聯(lián)動(dòng)3D打印平臺(tái)上還設(shè)有兩個(gè)限位開(kāi)關(guān)，分別用于控制X軸滑動(dòng)軸承的行程和平臺(tái)外殼的行程。

所述加熱平臺(tái)還包括用于加熱的加熱電阻和用于測(cè)試溫度的熱敏電阻。

所述加熱平臺(tái)還與一個(gè)控制系統(tǒng)、一個(gè)顯示屏相連，這樣便于控制和顯示。

本發(fā)明的工作原理如下：平臺(tái)機(jī)架兩側(cè)分別由三根鋼柱組成三角形支撐支架，該結(jié)構(gòu)確保了平臺(tái)機(jī)架的穩(wěn)定性，鋼柱之間用內(nèi)六角螺栓相互連接固定，另外兩根鋼柱同樣的方式固定在平臺(tái)機(jī)架的前后側(cè)。擠出電機(jī)通過(guò)擠出支架與固定在Z軸絲母殼導(dǎo)軌上的X軸滑動(dòng)軸承相連，可以沿著X軸方向進(jìn)行移動(dòng)，Z軸絲母殼固定在第一Z軸絲桿、第二Z軸絲桿、第一Z軸支撐桿、第二Z軸支撐桿上，第一Z軸電機(jī)驅(qū)動(dòng)第一Z軸絲桿轉(zhuǎn)動(dòng)，Z軸絲母殼在豎直方向上運(yùn)動(dòng)，當(dāng)?shù)谝籞軸電機(jī)或第二Z軸電機(jī)出現(xiàn)突然斷電的現(xiàn)象時(shí)，第一Z軸絲桿、第二Z軸絲桿、第一Z軸支撐桿、第二Z軸支撐桿都會(huì)與Z軸絲母殼互鎖，Z軸方向抱死阻止運(yùn)動(dòng)，這樣安全性高，Y軸電機(jī)通過(guò)Y軸皮帶傳遞動(dòng)力，可以使得支撐板沿著Y軸方向進(jìn)行移動(dòng)，A軸電機(jī)和C軸電機(jī)上分別設(shè)有一個(gè)轉(zhuǎn)換扭矩軸，可以控制加熱平臺(tái)自由旋轉(zhuǎn)。限位開(kāi)關(guān)用于控制各分軸特定的運(yùn)動(dòng)范圍，限位開(kāi)關(guān)還起到原點(diǎn)歸為的作用。Z軸組包括下端特定高度的光電限位開(kāi)關(guān)，適合的光電開(kāi)關(guān)高度可以使得系統(tǒng)易于調(diào)平，系統(tǒng)程序中包括的各分軸之間的最大位移距離，A軸的光電編碼器記錄旋轉(zhuǎn)角度，同時(shí)限制旋轉(zhuǎn)角度過(guò)大造成通電導(dǎo)線的纏繞。為了美觀與便于加工，加熱平臺(tái)在五軸3D打印平臺(tái)上設(shè)計(jì)成圓形，這樣外形美觀，熱敏電阻與加熱電阻都貼在加熱床背面，加熱電阻起到加熱整個(gè)加熱平臺(tái)的作用，熱敏電阻測(cè)試加熱平臺(tái)的溫度，通過(guò)溫度測(cè)試傳導(dǎo)到系統(tǒng)中，系統(tǒng)設(shè)定最高溫度，熱敏電阻測(cè)得加熱溫度為設(shè)定最高溫度，加熱電阻就不在持續(xù)加熱，加熱平臺(tái)通過(guò)彈簧將熱床與熱床座隔離開(kāi)避免導(dǎo)電損害元器件，熱床作為接電元器件需要電源的驅(qū)動(dòng)加熱，由于加熱平臺(tái)需要跟隨A軸一起轉(zhuǎn)動(dòng)，所以通電導(dǎo)線要隨著加熱平臺(tái)一起做轉(zhuǎn)動(dòng)，通過(guò)導(dǎo)電滑環(huán)連接加熱平臺(tái)與平臺(tái)機(jī)架，同時(shí)達(dá)到驅(qū)動(dòng)C軸的轉(zhuǎn)動(dòng)與加熱平臺(tái)的供電功能，防止導(dǎo)電線纏繞造成用電危險(xiǎn)。擠出頭用于送料，擠出頭與彈簧、螺栓相配合。排風(fēng)扇還包括送風(fēng)扣裝置和一個(gè)熱敏電阻，這樣起到控制溫度的作用。

五軸3D打印平臺(tái)打印模型時(shí)，先利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行建模，將模型導(dǎo)入切片軟件，根據(jù)切片模型的支撐狀況規(guī)劃打印路徑，將A、C軸轉(zhuǎn)動(dòng)特定角度，使得打印不需要支撐，減少打印材料同時(shí)提高打印精度，并且提高打印模型的強(qiáng)度和韌性。

綜上所述，本發(fā)明增加了3D打印機(jī)的打印靈活性，可以加工表面復(fù)雜的模型；本發(fā)明在X、Y、Z軸基礎(chǔ)上增加了兩個(gè)A、C轉(zhuǎn)動(dòng)自由度，能夠是打印體做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，大幅度改善了打印工藝；本發(fā)明改變了傳統(tǒng)切片方式逐層打印的打印方式，傳統(tǒng)工藝需要很多支撐，造成了材料浪費(fèi)，同時(shí)可以將A、C軸旋轉(zhuǎn)的基礎(chǔ)上打印，減去不必要支撐，提高了打印精度與結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度和韌性。

以上對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施例進(jìn)行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實(shí)施方式，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以在權(quán)利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實(shí)質(zhì)內(nèi)容。