本實(shí)用新型涉及3D打印設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種極坐標(biāo)式混色3D打印機(jī)。

背景技術(shù)：

現(xiàn)有的3D打印機(jī)，往往是基于笛卡爾直角坐標(biāo)系，通過(guò)三個(gè)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)帶動(dòng)打印機(jī)噴頭的移動(dòng)，達(dá)到覆蓋空間坐標(biāo)的目的。其厚重的機(jī)器外殼和相對(duì)打印面積小的矛盾一直很難解決?，F(xiàn)有的3D打印機(jī)，由于是三條機(jī)械臂的并聯(lián)運(yùn)動(dòng)，致使機(jī)器在高度上占空比較大，且傳動(dòng)效率較低，存在著很多運(yùn)動(dòng)虛位，雖說(shuō)打印速度快，但打印精度不高?；诘芽栔苯亲鴺?biāo)系的3D打印機(jī)，在打印一些回轉(zhuǎn)體零部件時(shí)，是靠X、Y兩軸相互運(yùn)動(dòng)進(jìn)行插補(bǔ)出圓形輪廓路線，打印出的圓形部件精度不高，只是近似的圓。并且，目前的3D打印機(jī)多是單噴頭設(shè)計(jì)，一般只能夠進(jìn)行一種顏色的材料打印，在進(jìn)行多色打印時(shí)，需要使用多噴嘴3D打印機(jī)，即每個(gè)噴嘴對(duì)應(yīng)一種顏色的打印材料，打印過(guò)程中要變換顏色時(shí)，就要更換對(duì)應(yīng)不同顏色的噴嘴，而切換噴嘴的工序繁瑣，造成多色打印效率很低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型旨在解決現(xiàn)有的3D打印機(jī)外殼厚重、相對(duì)打印面積小，且打印旋轉(zhuǎn)體及回轉(zhuǎn)類零部件的精度不高的技術(shù)問(wèn)題。

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用如下技術(shù)方案：

設(shè)計(jì)一種極坐標(biāo)式混色3D打印機(jī)，包括機(jī)架、安裝于所述機(jī)架上的移動(dòng)裝置，所述移動(dòng)裝置包括豎直設(shè)置于所述機(jī)架上的Z軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)，與所述Z軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)相垂直安裝的、并可沿Z軸方向上下移動(dòng)的X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)，以及設(shè)置于所述X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)下方的Y軸旋轉(zhuǎn)平臺(tái)；在所述X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)的下部安裝有混色噴頭；所述Y軸旋轉(zhuǎn)平臺(tái)包括旋轉(zhuǎn)盤、安裝于所述機(jī)架上、帶動(dòng)所述旋轉(zhuǎn)盤旋轉(zhuǎn)的Y軸步進(jìn)電機(jī)，以及用于調(diào)整所述旋轉(zhuǎn)盤高度和水平度的調(diào)平組件；所述旋轉(zhuǎn)盤包括上下兩層圓盤。

優(yōu)選的，所述Z軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括Z軸電機(jī)、豎直安裝于所述機(jī)架上的絲杠以及與所述絲杠配合連接的絲杠升降臺(tái)，所述Z軸電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器安裝于所述絲杠下端；所述X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括X軸電機(jī)、垂直于所述絲杠的導(dǎo)動(dòng)光軸、與所述導(dǎo)動(dòng)光軸配合安裝的滑動(dòng)單元以及將X軸電機(jī)動(dòng)力傳動(dòng)至所述滑動(dòng)單元的同步帶，所述X軸電機(jī)和導(dǎo)動(dòng)光軸均安裝于所述絲杠升降臺(tái)上，混合噴頭安裝于所述滑動(dòng)單元底端。

優(yōu)選的，所述Z軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)下端和所述X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)的導(dǎo)動(dòng)光軸前端均安裝有限位開(kāi)關(guān)。

優(yōu)選的，所述調(diào)平組件為至少三組，設(shè)置于所述上下兩層圓盤之間；所述調(diào)平組件包括安裝于所述兩層圓盤之間的螺栓、套裝于所述螺栓上的彈簧以及配合所述螺栓安裝于下層圓盤底部的旋轉(zhuǎn)調(diào)平件。

優(yōu)選的，所述Y軸步進(jìn)電機(jī)連接有齒輪減速器；在所述旋轉(zhuǎn)盤的下方安裝有熱床和熱敏電阻。

優(yōu)選的，還包括打印機(jī)控制裝置、至少一組線材擠出機(jī)和線材支撐架。

優(yōu)選的，所述混色噴頭包括加熱混料組件以及至少兩組進(jìn)料組件；所述加熱混料組件包括殼體、設(shè)置于所述殼體內(nèi)的加熱器和溫度傳感器，以及設(shè)置于所述殼體下部的可拆卸噴嘴，混料腔設(shè)置于所述噴嘴內(nèi)；所述進(jìn)料組件包括進(jìn)料管、與所述進(jìn)料管相連通的輸料管、與所述進(jìn)料管下端配合安裝的喉管，所述喉管下端與所述殼體配合安裝在一起。

優(yōu)選的，所述喉管的下端與所述殼體之間為螺紋連接。

優(yōu)選的，在所述進(jìn)料組件外配合安裝有散熱片；所述噴嘴與殼體之間采用螺紋連接。

優(yōu)選的，所述混色噴頭有兩組進(jìn)料組件，所述兩組進(jìn)料組件的進(jìn)料管安裝位置呈V形23度角。

本實(shí)用新型的有益效果是：

1.解決現(xiàn)有3D打印機(jī)外殼厚重和相對(duì)打印面積小的矛盾，采用極坐標(biāo)的工作原理，很大程度上提高了打印旋轉(zhuǎn)體及回轉(zhuǎn)類零部件的精度。

2.旋轉(zhuǎn)盤配合調(diào)平組件進(jìn)行調(diào)平，調(diào)平組件可以有效的調(diào)節(jié)旋轉(zhuǎn)盤的水平度以及其整體高度；調(diào)平組件中的彈簧同時(shí)也具有一定的柔性，緩解平臺(tái)不平造成的沖擊。

3.該實(shí)用新型采用混色打印噴頭，解決現(xiàn)有技術(shù)中在進(jìn)行多色打印時(shí)材料顏色混合不均、需要切換噴頭的技術(shù)問(wèn)題；進(jìn)料組件和加熱混料組件通過(guò)喉管安裝在一起，各部件安裝拆卸方便，便于檢修和更換；溫度傳感器能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)加熱溫度，便于隨時(shí)調(diào)整混料過(guò)程中的溫度變化；散熱組件能夠?qū)M(jìn)料管進(jìn)行散熱，避免溫度過(guò)高導(dǎo)致進(jìn)料管變形損壞。

4.加熱混料組件可對(duì)應(yīng)兩個(gè)進(jìn)料組件，打印過(guò)程中不必切換噴頭就能夠?qū)崿F(xiàn)混色打印，同時(shí)采用加熱混合的方式，使不同顏色的打印材料在可拆卸噴嘴的混料腔內(nèi)混合，得到所需要的顏色后再通過(guò)可拆卸噴嘴擠出，由PC軟件控制可進(jìn)行料絲按任意比例混合的3D打印。

5.線材支撐架的設(shè)計(jì)方便于打印機(jī)在工作時(shí)進(jìn)行線材的安置，在打印過(guò)程使線材不至于混亂，便于取用。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1中的結(jié)構(gòu)示意圖的另一側(cè)；

圖3為圖1中混色噴頭的立體圖；

圖4為圖3中混色噴頭的A-A面剖視圖；

其中：1、Z軸固定塊，2、光杠，3、絲杠，4、絲杠升降臺(tái)，5、顏色輸料管，6、X軸同步帶，7、旋轉(zhuǎn)盤，8、調(diào)平彈簧，9、Y軸步進(jìn)電機(jī)，10、機(jī)架，11、打印機(jī)控制裝置，12、X軸限位開(kāi)關(guān)，13、Z軸限位開(kāi)關(guān)，14、Z軸彈性聯(lián)軸器，15、Z軸步進(jìn)電機(jī)，16、X軸步進(jìn)電機(jī)，17、線材擠出機(jī)，18、導(dǎo)動(dòng)光軸，19、混色噴頭，20、滑動(dòng)單元，21、線材支撐架，22、輔助調(diào)平組件，23、快速接頭，24、進(jìn)料管，25、喉管，26輸料管，27、殼體，28、可拆卸噴嘴，29、溫度傳感器，30、散熱組件，31加熱組件、32電源。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明。

實(shí)施例1：一種極坐標(biāo)式混色3D打印機(jī)，如圖1和圖2所示，包括機(jī)架10、Z軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)和Y軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)，以及位于X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)下端的混色噴頭19，其中機(jī)架10材料為鋁型材；Z軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括Z軸步進(jìn)電機(jī)15，豎直安裝于機(jī)架10上的絲杠3，平行于絲杠3、并安裝于機(jī)架10上的2個(gè)光桿2，與絲杠3配合可上下移動(dòng)的絲杠升降臺(tái)4，絲杠3和光桿2上端通過(guò)Z軸固定塊1固定，絲杠升降臺(tái)4滑動(dòng)安裝于光桿3上，Z軸步進(jìn)電機(jī)15通過(guò)彈性聯(lián)軸器14安裝于絲杠3下端，一個(gè)光桿下端安裝有Z軸限位開(kāi)關(guān)13。X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)包括X軸步進(jìn)電機(jī)16、垂直于絲杠3的導(dǎo)動(dòng)光軸18、與導(dǎo)動(dòng)光軸18配合的滑動(dòng)單元20以及將X軸步進(jìn)電機(jī)16動(dòng)力傳動(dòng)至滑動(dòng)單元20的X軸同步帶6，X軸步進(jìn)電機(jī)16和導(dǎo)動(dòng)光軸18均安裝于絲杠升降臺(tái)4上，X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)的導(dǎo)動(dòng)光軸18前端安裝有X軸限位開(kāi)關(guān)12，混色噴頭19安裝于滑動(dòng)單元20底端，線材通過(guò)顏色輸料管5輸入進(jìn)混色噴頭19中。

Y軸旋轉(zhuǎn)平臺(tái)包括安裝于機(jī)架上的Y軸步進(jìn)電機(jī)9、旋轉(zhuǎn)盤7、用于調(diào)試旋轉(zhuǎn)盤的調(diào)平組件以及輔助調(diào)平組件22，旋轉(zhuǎn)盤7即為打印機(jī)的工作平臺(tái)，旋轉(zhuǎn)盤7為兩層圓盤結(jié)構(gòu)，下層圓盤底端與Y軸步進(jìn)電機(jī)9配合連接，調(diào)平組件包括三套調(diào)平彈簧8，調(diào)平彈簧8包括貫穿安裝于兩層圓盤的螺栓、套裝于螺栓上的彈簧以及配合螺栓安裝于下層圓盤底部的旋轉(zhuǎn)調(diào)平件，彈簧位于兩層圓盤之間，彈簧具有一定的柔性，緩解平臺(tái)不平造成的沖擊；輔助調(diào)平組件22配合上層圓盤安裝于機(jī)架上。

極坐標(biāo)式混色3D打印機(jī)還包括安裝于機(jī)架邊緣位置的線材擠出機(jī)17、設(shè)置于機(jī)架一側(cè)的線材支撐架21和控制用于該3D打印機(jī)的打印機(jī)控制裝置11，打印機(jī)控制裝置11安裝于Y軸旋轉(zhuǎn)平臺(tái)下；線材擠出機(jī)17與混色噴頭19之間通過(guò)輸料管26連接，打印機(jī)控制裝置與X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)、Y軸旋轉(zhuǎn)平臺(tái)、Z軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)的電機(jī)通訊連接，打印機(jī)控制裝置的輸出端還連接有顯示屏，機(jī)架下端設(shè)置有為打印機(jī)供電的電源32。

如圖3和圖4所示，混色噴頭包括加熱混料組件以及兩組進(jìn)料組件，加熱混料組件包括殼體27、加熱組件31、溫度傳感器29、以及設(shè)置于殼體27下部的可拆卸噴嘴28，混料腔設(shè)置于噴嘴28內(nèi)，加熱組件31設(shè)置于加熱殼體內(nèi)。進(jìn)料組件包括進(jìn)料管24、與進(jìn)料管24相連通的輸料管5、與進(jìn)料管24下端配合安裝的喉管25。兩組進(jìn)料組件的進(jìn)料管安裝位置呈V形23度角；在喉管25的下端設(shè)有外螺紋，在殼體27上設(shè)有與喉管25下端相匹配的螺紋槽，喉管25的下端配合安裝于螺紋槽內(nèi)。進(jìn)料組件外配合安裝有散熱組件30，進(jìn)料管24和X軸移動(dòng)機(jī)構(gòu)通過(guò)快速接頭23配合連接，噴嘴28與殼體27采用螺紋連接。

上面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作了詳細(xì)的說(shuō)明，但是，所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解，在不脫離本實(shí)用新型宗旨的前提下，還可以對(duì)上述實(shí)施例中的各個(gè)具體參數(shù)進(jìn)行變更，形成多個(gè)具體的實(shí)施例，均為本實(shí)用新型的常見(jiàn)變化范圍，在此不再一一詳述。