3d打印激光雕刻一體機的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本實用新型涉及3D打印技術(shù)及激光雕刻技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]3D打印(3D printing)為快速成型技術(shù)的一種，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料來構(gòu)造立體物體。激光雕刻加工是以數(shù)控技術(shù)為基礎(chǔ)，激光為加工媒介，利用加工材料在激光照射下瞬間熔化和氣化的物理變性，達到加工的目的。目前，3D打印技術(shù)包括熔融沉積式(FDM)、選擇性激光熔化成型(SLM)、選擇性激光燒結(jié)(SLS)、立體平板印刷(SLA)等眾多方案。市售常見的家庭桌面級3D打印機多基于FDM技術(shù)，功能單一，使用率低，對其精密的數(shù)字3D定位及運動控制系統(tǒng)產(chǎn)成資源浪費。激光雕刻機控制原理與3D打印機類似，但不再產(chǎn)生Z向進給，僅在XY平面內(nèi)運動。
【實用新型內(nèi)容】
[0003]本實用新型的技術(shù)目的是提供一種3D打印激光雕刻一體機，可實現(xiàn)基于熔融堆積快速成型工藝的3D打印功能，并擴展激光灼燒雕刻功能，該一體機可在兩種工作模式之間自由切換，實現(xiàn)機電結(jié)構(gòu)的高效利用。
[0004]為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本實用新型提供的技術(shù)方案為:
[0005]—種3D打印激光雕刻一體機，其特征在于，設(shè)有并聯(lián)臂機架、成型工作臺、驅(qū)動機構(gòu)、熔融擠出裝置、激光雕刻裝置以及主控制盒:
[0006]所述并聯(lián)臂機架設(shè)有頂板、底板、支撐在頂板與底板之間的三組滑桿導(dǎo)軌以及懸空設(shè)置在三組滑桿導(dǎo)軌之間的安裝平臺，三組滑桿導(dǎo)軌豎直設(shè)置，排列呈正三角形，各滑桿導(dǎo)軌上均安裝有滑塊，所述滑塊通過并聯(lián)臂與安裝平臺連接，在驅(qū)動機構(gòu)控制下沿滑桿導(dǎo)軌上下移動，一個滑塊由一個驅(qū)動單元單獨控制;所述并聯(lián)臂的上端通過關(guān)節(jié)軸承與滑塊鉸接，下端通過球頭球窩結(jié)構(gòu)與安裝平臺連接；
[0007]所述成型工作臺設(shè)置在并聯(lián)臂機架的底板上，位于安裝平臺的下方；
[0008]所述熔融擠出裝置包括分別與主控制盒連接的遠程送料單元和加熱擠出單元，熔融擠出裝置工作時，所述加熱擠出單元以可拆卸的方式固定安裝在所述安裝平臺上；
[0009]所述激光雕刻裝置包括激光控制盒和激光器，激光雕刻裝置工作時，激光器亦以可拆卸的方式固定安裝在所述安裝平臺上，通過激光器供電線與所述激光控制盒連接，所述激光控制盒內(nèi)設(shè)有邏輯控制模塊和穩(wěn)壓、穩(wěn)流模塊，所述邏輯控制模塊與所述主控制盒通過控制線連接，激光控制盒另接電源。
[0010]在上述方案基礎(chǔ)上，進一步改進或優(yōu)選的技術(shù)方案還包括:
[0011]所述遠程送料單元包括擠出用步進電機，所述步進電機安裝在并聯(lián)臂機架的頂板上，通過送料喉管與加熱擠出單元連接;所述加熱擠出單元包括加熱棒、熱敏電阻、散熱風(fēng)扇與擠出噴嘴。所述主控制盒內(nèi)設(shè)有連接加熱棒的供電接口，連接驅(qū)動單元的驅(qū)動線接口，加熱棒電源線與供電接口固定連接，各驅(qū)動單元與對應(yīng)的驅(qū)動線接口固定連接;主控制盒操作面板上設(shè)有加熱棒控制線接口、散熱風(fēng)扇電源線接口、熱敏電阻接線接口、擠出用步進電機驅(qū)動線接口，加熱棒控制線、散熱風(fēng)扇電源線、熱敏電阻接線與擠出用步進電機驅(qū)動線均以熱插拔的方式與主控制盒操作面板上的相應(yīng)接口連接。
[0012]所述驅(qū)動單元采用步進電機通過皮帶輪與同步帶帶動滑塊上下運動，驅(qū)動單元步進電機安裝在并聯(lián)臂機架底板的下方。
[0013]所述激光控制盒與主控制盒通過兩根控制線連接，一根接地，激光控制盒通過響應(yīng)另一根控制線接收的高低電平實現(xiàn)激光雕刻裝置開與關(guān)的控制。
[0014]所述滑桿導(dǎo)軌由兩根平行的豎桿并列組成，滑塊兩端分別固定在兩豎桿上;所述并聯(lián)臂由兩根平行的單元臂并排組成，兩單元臂上端均設(shè)有連接滑塊的關(guān)節(jié)軸承，下端均設(shè)有球頭結(jié)構(gòu)，所述安裝平臺上對應(yīng)各球頭結(jié)構(gòu)設(shè)有六個窩形磁鐵構(gòu)成的球窩結(jié)構(gòu)，所述安裝平臺呈六角形。
[0015]有益效果:
[0016]本實用新型一體機既可作為熔融層積的3D打印機使用，打印工件、工藝品等，又可作為激光雕刻機使用，在木材、皮革、塑料等材質(zhì)上運行雕刻，加工出用戶喜歡的圖案，實現(xiàn)了系統(tǒng)的多功能化，達成了機電結(jié)構(gòu)的高效利用。同時，通過對接口的進一步合理配置，使本實用新型在兩種工作模式之間可自由切換，操作簡便，且易于實現(xiàn)，例如在進行3D打印機工作模式時，通過簡單接換線和拆裝工作，即可作為激光雕刻機使用，反之亦然。
【附圖說明】
[0017]圖1是本實用新型一實施例中的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2是主控制盒及其面板接口的示意圖；
[0019]圖3是安裝平臺的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖4是并聯(lián)臂與安裝平臺的連接結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021 ]圖5是3D打印工作模式的接線示意圖；
[0022]圖6是激光雕刻工作模式的接線示意圖；
[0023]圖中1.頂板，2.底板，3.第一滑桿導(dǎo)軌，4.第二滑桿導(dǎo)軌，5.第三滑桿導(dǎo)軌，6.第一滑塊，7.第二滑塊，8.第三滑塊，9.第一并聯(lián)臂，10.第二并聯(lián)臂，11.第三并聯(lián)臂，12.步進電機，13.同步輪，14.同步帶，15.球頭結(jié)構(gòu)，16.六角安裝平臺，17.成型工作臺，18.電源開關(guān)，19.電源指示燈，20.顯示屏，21.操作旋鈕，22.加熱棒控制線接口，23.散熱風(fēng)扇電源線接口，24.熱敏電阻接線接口，25.擠出用步進電機驅(qū)動線接口，26.激光控制線接口，27.DC插座，28.窩形磁鐵，29.噴嘴/激光預(yù)制孔，30.螺孔，31.送料喉管，32.擠出用步進電機，33.擠出用步進電機驅(qū)動線，34.加熱棒控制線，35.散熱風(fēng)扇電源線，36.熱敏電阻接線，37.熔融擠出裝置，38.激光器供電線，39.激光控制盒，40.激光控制線，41.激光雕刻裝置。
【具體實施方式】
[0024]為了闡明本實用新型的技術(shù)方案及技術(shù)目的，下面結(jié)合附圖及具體實施例對本實用新型做進一步的介紹。
[0025]如圖1至圖6所示，一種3D打印激光雕刻一體機，包括并聯(lián)臂機架、成型工作臺17、驅(qū)動機構(gòu)、熔融擠出裝置、激光雕刻裝置、主控制盒等組成部分。
[0026]所述并聯(lián)臂機架設(shè)有頂板1、底板2、支撐在頂板與底板之間的三組滑桿導(dǎo)軌以及工作時懸空設(shè)置在三組滑桿導(dǎo)軌之間的六角安裝平臺16。所述滑桿導(dǎo)軌由兩根平行的豎桿并列組成，所述三組滑桿導(dǎo)軌包括呈正三角形排列的第一導(dǎo)軌3、第二導(dǎo)軌4和第三導(dǎo)軌5，第一滑塊6、第二滑塊7、第三滑塊8分別安裝在相應(yīng)的導(dǎo)軌上，在驅(qū)動機構(gòu)控制下沿滑桿導(dǎo)軌上下移動，且一個滑塊由一個驅(qū)動單元單獨控制。各滑塊均通過并聯(lián)臂與六角安裝平臺16連接，第一并聯(lián)臂9、第二并聯(lián)臂10、第三并聯(lián)臂11的上端分別通過關(guān)節(jié)軸承與對應(yīng)的滑塊連接，下端通過球頭球窩結(jié)構(gòu)與六角安裝平臺16連接。所述并聯(lián)臂由兩根平行的單元臂并排組成，兩單元臂上端均設(shè)有連接滑塊的關(guān)節(jié)軸承，下端均設(shè)有球頭結(jié)構(gòu)15，所述六角安裝平臺16上對應(yīng)設(shè)有六個強磁窩形磁鐵28構(gòu)成的球窩結(jié)構(gòu)，兩個窩形磁鐵為一組，對