一種基于笛卡爾坐標(biāo)結(jié)構(gòu)的3d打印機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及快速成型技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于笛卡爾坐標(biāo)結(jié)構(gòu)的3D打印機。
【背景技術(shù)】
[0002]3D打印機，即快速成型技術(shù)的一種機器，它是一種以數(shù)字模型為基礎(chǔ)，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。過去其常在模具制造、工業(yè)設(shè)計等領(lǐng)域被用于制造模型，現(xiàn)在逐漸用于一些產(chǎn)品的直接制造?，F(xiàn)有理論上坐標(biāo)主要包括兩種:極坐標(biāo)和笛卡爾坐標(biāo)。其中，基于極坐標(biāo)開發(fā)的3D打印機，設(shè)備應(yīng)用范圍有限，加工制造成本較高，軟件開發(fā)投入較大，不利于推廣?；跇O坐標(biāo)開發(fā)的3D打印機，設(shè)備應(yīng)用范圍較廣，便于加工制造，制造成本低廉，推廣較為方便?，F(xiàn)在主流的3D打印技術(shù)主要包括四種:光固化成型，三維粉末粘接，選擇性激光燒結(jié)，熔融沉積快速成型。其中，基于光固化成型技術(shù)、三維粉末粘接技術(shù)和選擇性激光燒結(jié)技術(shù)的3D打印機精度比較高，適用材料也較廣泛，往往需要較的大功率，技術(shù)比較復(fù)雜，設(shè)備成本、維護成本和材料成本都比較高，所以應(yīng)用范圍都集中在高端制造領(lǐng)域?；诘芽栕鴺?biāo)開發(fā)的3D打印機，主要采用熔融沉積快速成型(FDM)又叫熔絲成型，它是將絲狀熱融性材料加熱融化，通過帶有一個微細(xì)噴嘴的噴頭擠噴出來。熱融性材料融化后從噴頭噴出，沉積在打印工作臺面板或者前一層已固化的材料上，溫度低于固化溫度后開始固化，通過材料的層層堆積形成最終成品。DM技術(shù)優(yōu)勢在于制造簡便，運行維護成本較低，但是目前基于FDM技術(shù)的3D打印機普遍存在以下三個方面的缺陷，影響打印機的打印效率和所打印物品的質(zhì)量。
[0003]1.送絲輪滑絲的問題。
[0004]基于笛卡爾坐標(biāo)結(jié)構(gòu)3D打印機，需要將絲狀的打印材料(熔絲)通過送絲機構(gòu)經(jīng)導(dǎo)絲管送到加熱部件使其融化后由噴嘴噴出。通常的送絲機構(gòu)對輪的間距是固定的，經(jīng)過一定時間使用，固定件容易產(chǎn)生松動，對輪的間距產(chǎn)生變化，存在不方便換絲和產(chǎn)生滑絲現(xiàn)象的缺陷。
[0005]2.打印機平臺面板調(diào)平問題。
[0006]基于笛卡爾坐標(biāo)結(jié)構(gòu)3D打印機，通過擠出頭擠出的絲材，按照程序指定的軌跡運動，同時在平臺上打印所設(shè)計的物品。打印機平臺面板水平調(diào)整，主要靠四個彈性物體加螺栓調(diào)整，現(xiàn)有的方式會造成平臺面板左右偏移、前后滑動和平臺面板不水平的問題。
[0007]3.打印物品速度慢問題。
[0008]基于笛卡爾坐標(biāo)結(jié)構(gòu)3D打印機，X軸電機通過聯(lián)軸器把轉(zhuǎn)動傳遞給絲杠，絲杠轉(zhuǎn)動促使螺母也發(fā)生相對旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的同時螺母產(chǎn)生直線運動的分力，螺母直線運動帶動擠出頭在X軸方向發(fā)生左右往復(fù)運動；Y軸電機通過聯(lián)軸器把轉(zhuǎn)動傳遞給絲杠，絲杠轉(zhuǎn)動促使螺母也發(fā)生相對旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)的同時螺母產(chǎn)生直線運動的分力，螺母直線運動帶動擠出頭在Y軸方向發(fā)生前后往復(fù)運動，這種結(jié)構(gòu)方式會造成打印速度較慢的問題?！緦嵱眯滦蛢?nèi)容】
[0009]針對上述問題中存在的不足之處，本實用新型提供一種解決3D打印機的送絲輪滑絲問題、打印機平臺面板調(diào)平問題和打印物品速度慢問題的基于笛卡爾坐標(biāo)結(jié)構(gòu)3D打印機。
[0010]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供一種基于笛卡爾坐標(biāo)結(jié)構(gòu)的3D打印機，包括:
[0011]打印機平臺面板自定位結(jié)構(gòu)，其安裝在打印機的中部，打印機平臺面板的左邊設(shè)有第一固定件，所述第一固定件設(shè)有第一卡槽，所述打印機平臺面板的右邊設(shè)有第二固定件，所述第二固定件設(shè)有第二卡槽，所述打印機平臺面板的后邊設(shè)有第三固定件，所述第三固定件設(shè)有第三卡槽，所述打印機平臺面板通過所述第一卡槽、所述第二卡槽和所述第三卡槽卡緊；
[0012]XY軸笛卡爾坐標(biāo)運動結(jié)構(gòu)，其安裝在打印機的上部，由X軸電機、第一同步帶、Y軸電機、第二同步帶和橫軸組成；
[0013]擠出頭組件，其安裝在所述XY軸笛卡爾坐標(biāo)運動結(jié)構(gòu)的所述橫軸上，由送絲對輪、壓線材、調(diào)心塊、彈簧和固定物組成，所述送絲對輪包括一個主動輪和一個被動輪，所述主動輪支架上連接所述彈簧的一端，所述彈簧的另一端連接在所述擠出頭組件的固定物上，所述壓線材安裝在所述主動輪和所述被動輪之間，所述被動輪的外緣通過所述彈簧的作用力與所述主動輪的外緣接觸，所述彈簧的作用力作用在所述調(diào)心塊上，所述調(diào)心塊發(fā)生偏轉(zhuǎn)時帶動所述主動輪發(fā)生偏轉(zhuǎn)，所述主動輪可帶動所述被動輪按壓所述壓線材；
[0014]其中，所述X軸電機通過所述第一同步帶帶動所述擠出頭組件左右往復(fù)運動，所述Y軸電機通過所述第二同步帶將轉(zhuǎn)動傳遞給所述橫軸，所述橫軸通過所述第二同步帶帶動所述擠出頭組件前后往復(fù)運動。
[0015]作為本實用新型進一步改進，所述橫軸的軸線、所述X軸電機的軸線和所述Y軸電機的軸線在一個平面上。
[0016]作為本實用新型優(yōu)選的，所述打印機平臺面板自定位結(jié)構(gòu)采用聚甲醛材料制成。
[0017]作為本實用新型優(yōu)選的，所述非金屬材料采用聚四氟乙烯。
[0018]作為本實用新型優(yōu)選的，所述橫軸由合金鋼制成，所述合金鋼表面鍍鉻。
[0019]本實用新型的有益效果為:
[0020]1、通過采用對熔絲有壓緊功能的送絲對輪解決送絲輪滑絲問題；
[0021]2、采用由金屬管與非金屬管組成的復(fù)合導(dǎo)絲管解決堵塞問題；
[0022]3、采用打印機平臺面板自定位結(jié)構(gòu)解決了平臺調(diào)平問題；
[0023]4、采用XY軸根據(jù)笛卡爾坐標(biāo)往復(fù)運動的結(jié)構(gòu)，大幅提高基于笛卡爾坐標(biāo)結(jié)構(gòu)3D打印機的打印效率、簡化機器使用難度和提升所打印物品的質(zhì)量。
【附圖說明】
[0024]圖1為本實用新型一種基于笛卡爾坐標(biāo)結(jié)構(gòu)3D打印機的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖2為本實用新型一種基于笛卡爾坐標(biāo)結(jié)構(gòu)3D打印機的擠出頭組件示意圖。
[0026]圖3為本實用新型一種基于笛卡爾坐標(biāo)結(jié)構(gòu)3D打印機的打印機平臺面板自定位結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖4為本實用新型一種基于笛卡爾坐標(biāo)結(jié)構(gòu)3D打印機的XY軸笛卡爾坐標(biāo)運動結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖中:1