本實(shí)用新型涉及一種雙轉(zhuǎn)軸3D打印平臺(tái)，具體涉及一種可用于復(fù)雜零件和帶側(cè)面零件打印的直角桌面3D打印機(jī)的打印平臺(tái)，屬3D打印機(jī)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

3D打印近年來(lái)得到快速發(fā)展，3D打印技術(shù)顛覆了傳統(tǒng)的減材制造模式，通過(guò)增材的方式，可簡(jiǎn)單快捷地加工出形狀復(fù)雜的零件，大大降低了勞動(dòng)時(shí)間和材料成本。與此同時(shí)，更為廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域讓3D打印技術(shù)在未來(lái)的發(fā)展中成為一種必然趨勢(shì)，只要設(shè)計(jì)者有需求，就可以通過(guò)3D打印技術(shù)實(shí)現(xiàn)。

直角桌面3D打印機(jī)具備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、制造成本低、體積小、易學(xué)易操作等特點(diǎn)。通常情況下，直角桌面3D打印機(jī)使用三臺(tái)電機(jī)分別控制打印頭在X,Y,Z三個(gè)方向的移動(dòng),并使用第四臺(tái)電機(jī)作為擠出機(jī)為打印頭提供絲料，其工作臺(tái)一般為固定式的水平工作臺(tái)。該類(lèi)型3D打印機(jī)的不足之處在于：固定式水平工作臺(tái)僅能打印規(guī)則的零件，一般情況下不能直接打印有懸空結(jié)構(gòu)的零部件，針對(duì)有懸空結(jié)構(gòu)的零部件打印方法是，在懸空區(qū)域另加支撐材料，以滿(mǎn)足其打印需求，這種處理方式使得處理過(guò)程變得復(fù)雜，零件周邊有大量支撐材料難以處理干凈，而且有些支撐材料并非是完全按設(shè)計(jì)者意愿添加，因此會(huì)對(duì)零件整體結(jié)構(gòu)造成破壞。以公知的自動(dòng)加支撐材料或者是手動(dòng)加支撐3D打印機(jī)為例，自動(dòng)加支撐可能使原本需要的孔洞堵塞，難以清除支撐料，破壞了整體結(jié)構(gòu)，且清掃支撐材料不方便；手動(dòng)加支撐材料又使工作量加大，增加了勞動(dòng)成本。兩者的后處理工藝過(guò)程都非常麻煩，難以測(cè)底清除支撐材料，降低了零件表面粗糙度和光潔度，影響了打印件使用效果和整體質(zhì)量，并制約著3D打印應(yīng)用領(lǐng)域。

中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利《一種具有曲面加工特性的3D打印機(jī)》（201610344610.2）是通過(guò)機(jī)座平臺(tái)傾斜，以及3D打印機(jī)主體上噴嘴的移動(dòng)，對(duì)工件懸臂和空腔曲面打印件進(jìn)行無(wú)需支撐物的打印，然而該機(jī)座平臺(tái)的傾斜是通過(guò)三角支架上運(yùn)動(dòng)件的升降實(shí)現(xiàn)，無(wú)論從結(jié)構(gòu)上還是操控方面都顯得很復(fù)雜；發(fā)明專(zhuān)利《一種3D打印機(jī)的打印平臺(tái)》(201610451379.7)公開(kāi)的僅是信托齒輪多級(jí)傳動(dòng)帶動(dòng)打印平臺(tái)旋轉(zhuǎn)方案，無(wú)法實(shí)現(xiàn)復(fù)雜構(gòu)件的無(wú)需支撐物打印。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型目的是針對(duì)背景技術(shù)提出問(wèn)題，克服當(dāng)前直角坐標(biāo)3D打印機(jī)打印帶側(cè)邊零件時(shí)必須加支撐材料和后處理支撐部分不便的難題，設(shè)計(jì)一種雙轉(zhuǎn)軸3D打印平臺(tái)，可完成對(duì)零件側(cè)邊部分的打印。所述雙轉(zhuǎn)軸3D打印平臺(tái)，是采用兩臺(tái)步進(jìn)電機(jī)分別帶動(dòng)工作臺(tái)既可繞自身垂直軸旋轉(zhuǎn)，又可在自轉(zhuǎn)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)繞水平中軸上下俯仰傾斜，另一方面，所述3D打印平臺(tái)通過(guò)滾珠絲杠帶動(dòng)沿Z軸升降，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)打印零件的側(cè)邊部分精確完整的打印，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)計(jì)合理，且控制方便，打印時(shí)無(wú)須加支撐材料，減少常規(guī)打印機(jī)所需的前處理和后處理工序，提高打印件的質(zhì)量。

本實(shí)用新型的技術(shù)方案是：一種雙轉(zhuǎn)軸3D打印平臺(tái)，包括：平臺(tái)組合體（5），以及驅(qū)動(dòng)平臺(tái)組合體（5）升降機(jī)構(gòu)、自轉(zhuǎn)及俯仰傾斜機(jī)構(gòu)，還包括左側(cè)支撐板（7）和右側(cè)支撐板（8）；所述升降機(jī)構(gòu)包括：滾珠絲杠（6）、光桿、絲杠驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，所述平臺(tái)組合體（5）連接在左右側(cè)支撐板之間，所述左側(cè)支撐板（7）和右側(cè)支撐板（8）上均有絲杠螺母和光桿套筒，所述滾珠絲杠（6）與絲杠螺母配合、所述光桿與光桿套筒配合，當(dāng)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠（6）旋轉(zhuǎn)時(shí)，滾珠絲杠（6）絲杠螺母帶動(dòng)左右側(cè)支撐板沿Z軸升降，由此帶動(dòng)平臺(tái)組合體(5)沿Z軸升降；其特征在于：

所述平臺(tái)組合體（5）包括：俯仰電機(jī)（5.1）、自轉(zhuǎn)電機(jī)（5.2）、旋轉(zhuǎn)熱床（5.3）、支撐板（5.4）、固定板（5.5）、調(diào)平旋鈕（5.6）、彈簧（5.7）；所述固定板（5.5）與支撐板（5.4）的四角上安裝有調(diào)平旋鈕（5.6）及彈簧（5.7）；

所述固定板（5.5）左側(cè)中部固連有左旋轉(zhuǎn)軸，所述左旋轉(zhuǎn)軸與俯仰電機(jī)（5.1）輸出端直連，固定板（5.5）右側(cè)中部固連有右旋轉(zhuǎn)軸，所述右旋轉(zhuǎn)軸通過(guò)軸承和軸承座定位在右側(cè)支撐板（8）上；所述俯仰電機(jī)（5.1）固定在左側(cè)支撐板（7）上；所述自轉(zhuǎn)電機(jī)（5.2）固連在固定板（5.5）的中心，自轉(zhuǎn)電機(jī)（5.2）輸出軸再與旋轉(zhuǎn)熱床（5.3）連接；所述旋轉(zhuǎn)熱床（5.3）嵌入支撐板（5.4）中部；

打印作業(yè)時(shí)，所述自轉(zhuǎn)電機(jī)（5.2）驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)熱床（5.3）正反向旋轉(zhuǎn)，所述俯仰電機(jī)（5.1）驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)熱床（5.3）以左右旋轉(zhuǎn)軸為中心旋轉(zhuǎn)，由此構(gòu)成旋轉(zhuǎn)熱床（5.3）的自轉(zhuǎn)及俯仰傾斜動(dòng)作。

本實(shí)用新型有益效果是：本實(shí)用新型一種雙轉(zhuǎn)軸3D打印平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)升、降、俯、仰及自轉(zhuǎn)五個(gè)自由度動(dòng)作，并各動(dòng)作均通過(guò)步進(jìn)電驅(qū)動(dòng)并準(zhǔn)確控制，完全可實(shí)現(xiàn)對(duì)打印件側(cè)邊的打印，避免了加支撐和繁瑣的后處理過(guò)程，提高了零件的一次成型率和零件的質(zhì)量。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例“一種雙轉(zhuǎn)軸3D打印平臺(tái)”安裝在直角3D打印機(jī)上軸側(cè)圖；

圖2是平臺(tái)組合體安裝及驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是平臺(tái)組合體爆炸視圖；

圖4是圖2前視圖；

圖5是圖2左視圖；

圖6是圖2后視圖。

附圖中標(biāo)記說(shuō)明：1—機(jī)架，2—3D打印頭，3—打印頭縱向滑桿，4—打印頭橫向滑桿，5—平臺(tái)組合體，6—滾珠絲杠，7—左側(cè)支撐板，8—右側(cè)支撐板；

5.1—俯仰電機(jī)，5.2—自轉(zhuǎn)電機(jī)，5.3—旋轉(zhuǎn)熱床，5.4—支撐板，5.5—固定板，5.6—調(diào)平旋鈕，5.7—彈簧。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例作進(jìn)一步說(shuō)明，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類(lèi)似的標(biāo)號(hào)表示相同或類(lèi)似的元件或具有相同或類(lèi)似功能的元件。下面通過(guò)參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，旨在用于解釋本實(shí)用新型，而不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所做的任何修改、等同替換或改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的權(quán)利要求范圍之內(nèi)，本技術(shù)方案中未詳細(xì)述及的，均為公知技術(shù)。

參見(jiàn)圖1～圖6，本實(shí)用新型一種雙轉(zhuǎn)軸3D打印平臺(tái)，可克服當(dāng)前直角坐標(biāo)3D打印機(jī)打印帶側(cè)邊零件時(shí)必須加支撐材料和后處理支撐部分不便的難題，完成對(duì)零件側(cè)邊部分的打印。該打印平臺(tái)采用兩臺(tái)步進(jìn)電機(jī)分別帶動(dòng)，既可繞自身垂直軸旋轉(zhuǎn)，又可在自轉(zhuǎn)的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)平臺(tái)繞水平中軸上下俯仰傾斜，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)打印零件的側(cè)邊部分精確完整的打印，無(wú)須加支撐材料，減少常規(guī)打印機(jī)所需的前處理和后處理工序，提高了打印質(zhì)量。如圖1所示，所述平臺(tái)安裝在直角坐標(biāo)3D打印機(jī)中，所述3D打印機(jī)包括：機(jī)架1、3D打印頭2、打印頭縱向滑桿3、打印頭橫向滑桿4、平臺(tái)組合體5。所述打印頭2通過(guò)打印頭縱向滑桿3和打印頭橫向滑桿4懸掛且可在固定平面中沿X、Y坐標(biāo)任意行走。機(jī)架1的左右兩側(cè)對(duì)稱(chēng)布置有起導(dǎo)軌作用的四根光桿，還有兩根滾珠絲杠6、左側(cè)支撐板7和右側(cè)支撐板8，所述左右側(cè)支撐板的兩端固連光桿套筒、中部有絲杠螺母。所述滾珠絲杠下端直連絲杠驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)，所述滾珠絲杠6與絲杠螺母配合、光桿與光桿套筒配合，當(dāng)絲杠驅(qū)動(dòng)步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)滾珠絲杠6旋轉(zhuǎn)時(shí)，滾珠絲杠6通過(guò)絲杠螺母帶動(dòng)左右側(cè)支撐板沿Z軸升降。

參見(jiàn)附圖2和附圖3，所述平臺(tái)組合體5包括：俯仰電機(jī)5.1、自轉(zhuǎn)電機(jī)5.2、旋轉(zhuǎn)熱床5.3、支撐板5.4、固定板5.5、調(diào)平旋鈕5.6、彈簧5.7。所述固定板5.5與支撐板5.4的四角上安裝有調(diào)平旋鈕5.6及彈簧5.7，所述調(diào)平旋鈕5.6用于調(diào)整旋轉(zhuǎn)熱床5.3及支撐板5.4在初始狀態(tài)時(shí)的水平姿態(tài)。

所述固定板5.5左側(cè)中部固連有左旋轉(zhuǎn)軸，所述左旋轉(zhuǎn)軸與俯仰電機(jī)5.1輸出端直連，固定板5.5右側(cè)中部固連有右旋轉(zhuǎn)軸，所述右旋轉(zhuǎn)軸通過(guò)軸承和軸承座定位在右側(cè)支撐板8上；所述俯仰電機(jī)5.1固定在左側(cè)支撐板7上；所述自轉(zhuǎn)電機(jī)5.2固連在固定板5.5的中心，自轉(zhuǎn)電機(jī)5.2輸出軸再與旋轉(zhuǎn)熱床5.3連接；所述旋轉(zhuǎn)熱床5.3嵌入支撐板5.4中部；當(dāng)左右側(cè)支撐板在絲杠螺母驅(qū)動(dòng)下沿Z軸升降時(shí)，所述平臺(tái)組合體5亦隨著升降。

打印作業(yè)時(shí)，打印件位于旋轉(zhuǎn)熱床5.3上，所述自轉(zhuǎn)電機(jī)5.2驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)熱床5.3正反向旋轉(zhuǎn)，所述俯仰電機(jī)5.1驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)熱床5.3以左右旋轉(zhuǎn)軸為中心旋轉(zhuǎn)，由此構(gòu)成旋轉(zhuǎn)熱床5.3的自轉(zhuǎn)及俯仰傾斜動(dòng)作。

打印開(kāi)始階段，通過(guò)調(diào)平旋鈕5.6把工作臺(tái)固定板5.5調(diào)平，開(kāi)機(jī)后擠出機(jī)把料提供給打印頭2，當(dāng)熔融材料從打印頭2中流出時(shí)，方可正常打印工作。

本實(shí)用新型一種雙轉(zhuǎn)軸3D打印平臺(tái)，根據(jù)步進(jìn)電機(jī)帶電子鎖原理，可實(shí)現(xiàn)升、降、俯、仰及自轉(zhuǎn)五個(gè)自由度動(dòng)作，且各動(dòng)作均通過(guò)步進(jìn)電驅(qū)動(dòng)并準(zhǔn)確控制，完全可實(shí)現(xiàn)對(duì)打印件側(cè)邊的打印，避免了加支撐和繁瑣的后處理過(guò)程，提高了零件的一次成型率和零件的質(zhì)量。

在本實(shí)用新型的描述中，需要理解的是，術(shù)語(yǔ)“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”“內(nèi)”、“外”、“順時(shí)針”、“逆時(shí)針”、“軸向”、“徑向”、“周向”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。

此外，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括至少一個(gè)該特征。在本實(shí)用新型的描述中，“多個(gè)”的含義是至少兩個(gè)，例如兩個(gè)，三個(gè)等，除非另有明確具體的限定。

在本實(shí)用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”、“固連”等術(shù)語(yǔ)應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或成一體；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過(guò)中間媒介間接相連，可以是兩個(gè)元件內(nèi)部的連通或兩個(gè)元件的相互作用關(guān)系，除非另有明確的限定。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以根據(jù)具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本實(shí)用新型中的具體含義。

在本實(shí)用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接觸，或第一和第二特征通過(guò)中間媒介間接接觸。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或僅僅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或僅僅表示第一特征水平高度小于第二特征。