本發(fā)明涉及3D打印領域，特別涉及一種打印精致且無懸空下垂的智能型3D打印機。

背景技術：

3D打印機又稱三維打印機，是一種累積制造技術，即快速成形技術的一種機器，它是以數(shù)字模型文件為基礎，運用特殊蠟材、粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過一層層的粘合材料來制造三維的物體?，F(xiàn)階段三維打印機被用來制造產(chǎn)品，通過逐層打印的方式來構造物體，將數(shù)據(jù)和原料放進3D打印機中，機器會按照程序，把產(chǎn)品一層層制造出來。

由于3D打印機采用的使逐層累積制造技術，因此，在打印一些懸空結構比較多或者有特殊形狀的懸空結構時，常常會遇到懸空的部分不能完美打印的情況，這些懸空部分由于原先熔化的材料受冷凝固后，容易出現(xiàn)下垂的現(xiàn)象，導致打印模型失敗，不僅如此，現(xiàn)有的3D打印機大都采用加熱材料絲上的材料使材料熔化后，并配合控制材料絲的進退實現(xiàn)3D打印，但是由于材料絲的粗細程度不均勻，使得在導致打印時，材料絲較粗時，從噴頭噴出的材料較多，而材料絲較細時從噴頭噴出的材料較少，在這種情況下，容易導致打印模型的表面坑坑洼洼，十分粗糙，從而無法實現(xiàn)精致完美的3D打印。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的技術問題是：為了克服現(xiàn)有技術的不足，提供一種打印精致且無懸空下垂的智能型3D打印機。

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種打印精致且無懸空下垂的智能型3D打印機，包括底座、頂桿、材料盤、送絲管、打印組件、平板、平面移動機構和兩個升降單元，兩個所述升降單元分別設置在底座的兩側，所述頂桿架設在兩個升降單元上，所述材料盤設置在頂桿上且通過送絲管與打印組件連接，所述平板設置在兩個升降單元之間，所述升降單元與平板傳動連接，所述平面移動機構設置在平板的下方且與打印組件傳動組件，所述打印組件設置在平面移動機構和底座之間；

所述打印組件包括第四驅動電機、第四驅動軸、打印噴頭、托板和兩個支撐單元，所述第四驅動電機與第四驅動軸傳動連接，所述打印噴頭固定在第四驅動軸的底端，兩個支撐單元分別設置在打印噴頭的兩側，所述托板設置在打印噴頭的下方且通過支撐單元與打印噴頭連接；

所述支撐單元包括第五驅動電機、第五驅動軸和支撐框架，所述第五驅動電機固定在打印噴頭上且通過第五驅動軸與支撐框架傳動連接，所述支撐框架的豎向截面的形狀為L型，所述支撐框架的一端與第五驅動軸連接，所述支撐框架的另一端與托板連接；

所述打印噴頭內設有加熱盒和控料機構，所述加熱盒設置在打印噴頭內的頂端且與送絲管連通，所述控料機構設置在加熱盒的下方，所述控料機構包括驅動單元、活塞、油缸、引料管和噴料管，所述驅動單元與活塞的一端傳動連接，所述活塞的另一端設置在油缸內，所述油缸通過引料管與加熱盒連通，所述油缸與噴料管的一端連通，所述噴料管的另一端設置在打印噴頭的噴嘴處，所述引料管內設有引料閥門，所述噴料管內設有噴料閥門。

作為優(yōu)選，為了實現(xiàn)單層打印功能，所述平面移動機構包括第一移動單元和第二移動單元，所述第一移動單元包括第二驅動電機、驅動齒輪和滑桿，所述第二驅動電機固定在平板上且與驅動齒輪傳動連接，所述滑桿靠近第二驅動電機的一側設有條形齒，所述條形齒與驅動齒輪嚙合，所述第二移動單元設置在滑桿的另一側，所述第二移動單元包括第三驅動電機、緩沖塊、固定桿、第三驅動軸和移動塊，所述第三驅動電機固定在滑桿的中端，所述固定桿的兩端固定在平板上，所述緩沖塊套設在固定桿上，所述第三驅動軸設置在第三驅動電機和緩沖塊之間，所述第三驅動電機與第三驅動軸傳動連接，所述第三驅動軸的外周上設有外螺紋，所述移動塊套設在第三驅動軸上，所述移動塊內設有內螺紋，所述移動塊內的內螺紋與第三驅動軸上的外螺紋相匹配，所述移動塊與第四驅動電機固定連接。

，作為優(yōu)選，為了固定滑桿的移動軌跡，所述第一移動單元還包括兩個限位組件，兩個所述限位組件分別設置在第三驅動軸的兩側，所述限位組件包括限位框架和限位環(huán)，所述限位框架的水平截面的形狀為U形，所述限位框架的兩端固定在滑桿上，所述限位環(huán)固定在平板上且套設在限位框架上。

作為優(yōu)選，利用無刷直流電機驅動精度高的特點，為了精確控制打印噴頭的移動，所述第二驅動電機和第三驅動電機均為無刷直流電機。

作為優(yōu)選，為了減少移動塊與第三驅動軸之間的摩擦力，所述移動塊內涂有潤滑油。

作為優(yōu)選，為了實現(xiàn)逐層打印功能，所述升降單元包括第一驅動電機、第一連桿、第二連桿、滑桿和支柱，所述第一驅動電機固定在底座上且與第一連桿傳動連接，所述第一連桿通過第二連桿與滑環(huán)鉸接，所述滑桿套設在支柱上，所述支柱的底端固定在第一驅動電機上，所述支柱的頂端與頂桿固定連接。

作為優(yōu)選，為了帶動活塞移動，所述驅動單元包括第六驅動電機、第三連桿和第四連桿，所述第六驅動電機與第三連桿傳動連接，所述第三連桿通過第四連桿與活塞鉸接。

作為優(yōu)選，為了防止熔化的材料在噴料管內凝固引起堵塞，所述打印噴頭內還設有加熱環(huán)，所述加熱環(huán)套設在噴料管上。

作為優(yōu)選，為了檢測打印噴頭打印處是否懸空，所述打印噴頭上設有距離傳感器。

作為優(yōu)選，為了便于設備的移動，所述底座的下方設有萬向輪。

該3D打印機在打印時，為了使每次從打印噴頭噴出的材料量相等，以保證打印模型的精致，通過打印噴頭內的控料機構控制材料的輸出，在打印時，由送絲管向打印噴頭輸送材料盤上的材料，并在打印噴頭內部首先通過加熱盒對材料進行加熱處理，使其熔化，而后，利用控料機構中的第六驅動電機帶動第三連桿轉動，使第四連桿拉動活塞遠離油缸，同時引料管內的引料閥門打開，噴料管內的噴料閥門關閉，使油缸引入熔化的材料，之后第六驅動電機繼續(xù)運行，使第四連桿推動活塞向油缸內部移動，此時引料管內的引料閥門關閉，噴料管內的噴料閥門打開，熔化的材料從噴料管流出，從而使材料從打印噴頭流出，在需要打印時，如此循環(huán)操作，從而實現(xiàn)材料流出，完成打印，由于每次操作使油缸內的材料量相等，從而保證每次從打印噴頭處流出的材料量相等，防止了打印過程中因材料絲粗細不均勻造成的打印模型表面粗糙的問題。該打印精致且無懸空下垂的智能型3D打印機通過控料機構使每次從打印噴頭處流出的材料量相等，防止因材料絲粗細不均勻造成的打印模型表面粗糙的問題，使打印模型更精致。

在打印時，為了避免懸空結構處材料下垂的現(xiàn)象，首先由打印噴頭上的距離傳感器檢測距離信號，當距離信號較小時，表示在打印處的下層有材料，此處不是懸空打印，當距離信號較大時，表示該打印處的下層無材料，此處為懸空打印，此時，首先通過第四驅動電機帶動打印噴頭轉動，使打印噴頭兩側的支撐單元在轉動過程中不會觸碰打印模型，而后，由支撐單元中第五驅動電機運行，帶動支撐框架轉動，將托板轉動至打印噴頭的正下方，此時，打印噴頭內部進行打印工作，使材料流出，等待一段時間，使熔化的材料在托板上凝固并與同一層的臨近處的其他材料連接完成后，第五驅動電機反向運行，使托板轉動，方便打印噴頭進行模型其他處的打印。該打印精致且無懸空下垂的智能型3D打印機在打印懸空處通過第五驅動電機將托板轉動至打印噴頭下方進行打印，并使材料在托板上凝固，防止其下垂，從而避免了打印時懸空處出現(xiàn)下垂的現(xiàn)象，進一步實現(xiàn)了精致打印。

本發(fā)明的有益效果是，該打印精致且無懸空下垂的智能型3D打印機通過控料機構使每次從打印噴頭處流出的材料量相等，防止因材料絲粗細不均勻造成的打印模型表面粗糙的問題，使打印模型更精致，不僅如此，在打印懸空處通過第五驅動電機將托板轉動至打印噴頭下方進行打印，并使材料在托板上凝固，防止其下垂，從而避免了打印時懸空處出現(xiàn)下垂的現(xiàn)象，進一步實現(xiàn)了精致打印。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。

圖1是本發(fā)明的打印精致且無懸空下垂的智能型3D打印機的結構示意圖；

圖2是本發(fā)明的打印精致且無懸空下垂的智能型3D打印機的平面移動機構的結構示意圖；

圖3是本發(fā)明的打印精致且無懸空下垂的智能型3D打印機的打印組件的結構示意圖；

圖4是本發(fā)明的打印精致且無懸空下垂的智能型3D打印機的打印噴頭的結構示意圖；

圖5是本發(fā)明的打印精致且無懸空下垂的智能型3D打印機的控料機構的結構示意圖

圖中：1.底座，2.萬向輪，3.第一驅動電機，4.第一連桿，5.第二連桿，6.滑環(huán)，7.支柱，8.頂桿，9.材料盤，10.送絲管，11.打印組件，12.平板，13.平面移動機構，14.第二驅動電機，15.驅動齒輪，16.滑桿，17.條形齒，18.第三驅動電機，19.緩沖塊，20.固定桿，21.第三驅動軸，22.移動塊，24.限位框架，25.限位環(huán)，26.第四驅動電機，27.第四驅動軸，28.打印噴頭，29.距離傳感器，30.第五驅動電機，31.加熱盒，32.第五驅動軸，33.支撐框架，34.托板，35.控料機構，36.加熱環(huán)，37.第六驅動電機，38.第三連桿，39.第四連桿，40.活塞，41.油缸，42.引料管，43.引料閥門，44.噴料管，45.噴料閥門。

具體實施方式

現(xiàn)在結合附圖對本發(fā)明作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發(fā)明的基本結構，因此其僅顯示與本發(fā)明有關的構成。

如圖1-圖5所示，一種打印精致且無懸空下垂的智能型3D打印機，包括底座1、頂桿8、材料盤9、送絲管10、打印組件11、平板12、平面移動機構13和兩個升降單元，兩個所述升降單元分別設置在底座1的兩側，所述頂桿8架設在兩個升降單元上，所述材料盤9設置在頂桿8上且通過送絲管10與打印組件11連接，所述平板12設置在兩個升降單元之間，所述升降單元與平板12傳動連接，所述平面移動機構13設置在平板12的下方且與打印組件11傳動組件，所述打印組件11設置在平面移動機構13和底座1之間；

所述打印組件11包括第四驅動電機26、第四驅動軸27、打印噴頭28、托板34和兩個支撐單元，所述第四驅動電機26與第四驅動軸27傳動連接，所述打印噴頭28固定在第四驅動軸27的底端，兩個支撐單元分別設置在打印噴頭28的兩側，所述托板34設置在打印噴頭28的下方且通過支撐單元與打印噴頭28連接；

所述支撐單元包括第五驅動電機30、第五驅動軸32和支撐框架33，所述第五驅動電機30固定在打印噴頭28上且通過第五驅動軸32與支撐框架33傳動連接，所述支撐框架33的豎向截面的形狀為L型，所述支撐框架33的一端與第五驅動軸32連接，所述支撐框架33的另一端與托板34連接；

所述打印噴頭28內設有加熱盒31和控料機構35，所述加熱盒31設置在打印噴頭28內的頂端且與送絲管10連通，所述控料機構35設置在加熱盒31的下方，所述控料機構35包括驅動單元、活塞40、油缸41、引料管42和噴料管44，所述驅動單元與活塞40的一端傳動連接，所述活塞40的另一端設置在油缸41內，所述油缸41通過引料管42與加熱盒31連通，所述油缸41與噴料管44的一端連通，所述噴料管44的另一端設置在打印噴頭28的噴嘴處，所述引料管42內設有引料閥門43，所述噴料管44內設有噴料閥門45。

作為優(yōu)選，為了實現(xiàn)單層打印功能，所述平面移動機構13包括第一移動單元和第二移動單元，所述第一移動單元包括第二驅動電機14、驅動齒輪15和滑桿16，所述第二驅動電機14固定在平板12上且與驅動齒輪15傳動連接，所述滑桿16靠近第二驅動電機14的一側設有條形齒17，所述條形齒17與驅動齒輪15嚙合，所述第二移動單元設置在滑桿16的另一側，所述第二移動單元包括第三驅動電機18、緩沖塊19、固定桿20、第三驅動軸21和移動塊22，所述第三驅動電機18固定在滑桿16的中端，所述固定桿20的兩端固定在平板12上，所述緩沖塊19套設在固定桿20上，所述第三驅動軸21設置在第三驅動電機18和緩沖塊19之間，所述第三驅動電機18與第三驅動軸21傳動連接，所述第三驅動軸21的外周上設有外螺紋，所述移動塊22套設在第三驅動軸21上，所述移動塊22內設有內螺紋，所述移動塊22內的內螺紋與第三驅動軸21上的外螺紋相匹配，所述移動塊22與第四驅動電機26固定連接。

，作為優(yōu)選，為了固定滑桿16的移動軌跡，所述第一移動單元還包括兩個限位組件，兩個所述限位組件分別設置在第三驅動軸21的兩側，所述限位組件包括限位框架24和限位環(huán)25，所述限位框架24的水平截面的形狀為U形，所述限位框架24的兩端固定在滑桿16上，所述限位環(huán)25固定在平板12上且套設在限位框架24上。

作為優(yōu)選，利用無刷直流電機驅動精度高的特點，為了精確控制打印噴頭28的移動，所述第二驅動電機14和第三驅動電機18均為無刷直流電機。

作為優(yōu)選，為了減少移動塊21與第三驅動軸21之間的摩擦力，所述移動塊21內涂有潤滑油。

作為優(yōu)選，為了實現(xiàn)逐層打印功能，所述升降單元包括第一驅動電機3、第一連桿4、第二連桿5、滑桿6和支柱7，所述第一驅動電機3固定在底座1上且與第一連桿4傳動連接，所述第一連桿4通過第二連桿5與滑環(huán)9鉸接，所述滑桿9套設在支柱7上，所述支柱7的底端固定在第一驅動電機3上，所述支柱7的頂端與頂桿8固定連接。

作為優(yōu)選，為了帶動活塞40移動，所述驅動單元包括第六驅動電機37、第三連桿38和第四連桿39，所述第六驅動電機37與第三連桿38傳動連接，所述第三連桿38通過第四連桿39與活塞40鉸接。

作為優(yōu)選，為了防止熔化的材料在噴料管40內凝固引起堵塞，所述打印噴頭28內還設有加熱環(huán)36，所述加熱環(huán)36套設在噴料管44上。

作為優(yōu)選，為了檢測打印噴頭28打印處是否懸空，所述打印噴頭28上設有距離傳感器29。

作為優(yōu)選，為了便于設備的移動，所述底座1的下方設有萬向輪2。

該3D打印機在打印時，為了使每次從打印噴頭28噴出的材料量相等，以保證打印模型的精致，通過打印噴頭28內的控料機構35控制材料的輸出，在打印時，由送絲管10向打印噴頭28輸送材料盤9上的材料，并在打印噴頭28內部首先通過加熱盒31對材料進行加熱處理，使其熔化，而后，利用控料機構25中的第六驅動電機37帶動第三連桿38轉動，使第四連桿39拉動活塞40遠離油缸41，同時引料管42內的引料閥門43打開，噴料管44內的噴料閥門45關閉，使油缸41引入熔化的材料，之后第六驅動電機37繼續(xù)運行，使第四連桿39推動活塞40向油缸41內部移動，此時引料管42內的引料閥門43關閉，噴料管44內的噴料閥門45打開，熔化的材料從噴料管44流出，從而使材料從打印噴頭28流出，在需要打印時，如此循環(huán)操作，從而實現(xiàn)材料流出，完成打印，由于每次操作使油缸41內的材料量相等，從而保證每次從打印噴頭28處流出的材料量相等，防止了打印過程中因材料絲粗細不均勻造成的打印模型表面粗糙的問題。該打印精致且無懸空下垂的智能型3D打印機通過控料機構35使每次從打印噴頭28處流出的材料量相等，防止因材料絲粗細不均勻造成的打印模型表面粗糙的問題，使打印模型更精致。

在打印時，為了避免懸空結構處材料下垂的現(xiàn)象，首先由打印噴頭38上的距離傳感器29檢測距離信號，當距離信號較小時，表示在打印處的下層有材料，此處不是懸空打印，當距離信號較大時，表示該打印處的下層無材料，此處為懸空打印，此時，首先通過第四驅動電機26帶動打印噴頭28轉動，使打印噴頭28兩側的支撐單元在轉動過程中不會觸碰打印模型，而后，由支撐單元中第五驅動電機32運行，帶動支撐框架33轉動，將托板34轉動至打印噴頭28的正下方，此時，打印噴頭28內部進行打印工作，使材料流出，等待一段時間，使熔化的材料在托板34上凝固并與同一層的臨近處的其他材料連接完成后，第五驅動電機32反向運行，使托板34轉動，方便打印噴頭28進行模型其他處的打印。該打印精致且無懸空下垂的智能型3D打印機在打印懸空處通過第五驅動電機32將托板34轉動至打印噴頭28下方進行打印，并使材料在托板34上凝固，防止其下垂，從而避免了打印時懸空處出現(xiàn)下垂的現(xiàn)象，進一步實現(xiàn)了精致打印。

與現(xiàn)有技術相比，該打印精致且無懸空下垂的智能型3D打印機通過控料機構35使每次從打印噴頭28處流出的材料量相等，防止因材料絲粗細不均勻造成的打印模型表面粗糙的問題，使打印模型更精致，不僅如此，在打印懸空處通過第五驅動電機32將托板34轉動至打印噴頭28下方進行打印，并使材料在托板34上凝固，防止其下垂，從而避免了打印時懸空處出現(xiàn)下垂的現(xiàn)象，進一步實現(xiàn)了精致打印。

以上述依據(jù)本發(fā)明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關工作人員完全可以在不偏離本項發(fā)明技術思想的范圍內，進行多樣的變更以及修改。本項發(fā)明的技術性范圍并不局限于說明書上的內容，必須要根據(jù)權利要求范圍來確定其技術性范圍。