太阳城集团

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一种桌面级3D打印机.pdf

摘要
申请专利号:

CN201510809662.8

申请日:

2015.11.19

公开号:

CN105235224A

公开日:

2016.01.13

当前法律状态:

实审

有效性:

审中

法律详情: 实质审查的生效IPC(主分类):B29C 67/00申请日:20151119|||公开
IPC分类号: B29C67/00; B22F3/115; B33Y30/00(2015.01)I; B33Y40/00(2015.01)I 主分类号: B29C67/00
申请人: 江苏派恩太阳城集团科技有限公司
发明人: 章锦晶; 李健喆; 张培月; 于江; 封华; 任宜航; 武启航; 钱欣辰; 陈钰水; 陆灵琳
地址: 226300江苏省南通市滨海园区黄河路8号
优先权:
专利代理机构: 北京科亿知识产权代理事务所(普通合伙)11350 代理人: 汤东凤
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法律状态
申请(专利)号:

太阳城集团CN201510809662.8

授权太阳城集团号:

|||

法律状态太阳城集团日:

2016.02.10|||2016.01.13

法律状态类型:

太阳城集团实质审查的生效|||公开

摘要

本发明公开了一种桌面级3D打印机,包括机架、控制器、物料传输装置、XYZ轴运动装置、进料装置、喷头装置,物料传输装置和XYZ轴运动装置安装在机架上,进料装置和喷头装置安装在XYZ轴运动装置上,物料传输装置与进料装置连接,所述进料装置与所述喷头装置连接,所述控制器与所述物料传输装置、XYZ轴运动装置、进料装置、喷头装置电连接,本发明提供一种桌面级3D打印机,实现有效的多色打印,打印出的模型精度高,打印效果好,能做到近似零误差的切换颜色。同时能够达到类似ABS需要恒温打印材料的环境特性,让需要打ABS的客户有了技术支持,含有目前市场最大有效打印面积的产品,能满足各种客户的需求。

权利要求书

权利要求书
1.  一种桌面级3D打印机,包括机架(1)、控制器、物料传输装置(3)、XYZ轴运动装置(4)、进料装置(5)、喷头装置(6),所述控制器、物料传输装置和XYZ轴运动装置安装在机架上,所述进料装置和喷头装置安装在XYZ轴运动装置上,所述物料传输装置与所述进料装置连接,所述进料装置与所述喷头装置连接,所述控制器与所述物料传输装置、XYZ轴运动装置、进料装置、喷头装置电连接,其特征在于,
XYZ轴运动装置,所述XYZ轴运动装置包括X轴运动组件(41)、Y轴运动组件(42)、Z轴升降组件(43)、用于装设3D打印头的打印头载架(44)和固定框(45),所述固定框安装在机架上,所述固定框包括呈四边形的上框(451)和底座(452),所述X轴运动组件和Y轴运动组件固定于上框,所述Z轴升降组件固定于上框和底座上;所述Z轴升降组件包括Z轴平台(431)、Z轴丝杆(432)、丝杆基座(433)和Z轴电机(434),所述Z轴丝杆贯穿所述丝杆基座,并与丝杆基座螺纹连接,所述Z轴丝杆的一端固定在所述上框,另一端与所述Z轴电机连接,所述Z轴平台与所述丝杆基座固定连接。

2.  根据权利要求1所述的一种桌面级3D打印机,其特征在于,所述进料装置包括进料槽(51);所述喷头装置(6)包括喷料装置(61)和散热装置(62),所述进料装置贯穿所述打印头载架与所述喷料装置连接,所述散热装置固定安装在打印头载架上,所述喷料装置包括加热块(611)和与所述加热块连接的喷嘴(612),所述喷嘴贯穿所述加热块,所述喷嘴的数量为2~15个,所述进料槽数量与所述喷嘴数量相同,每个进料槽的输出端与1个喷嘴的输入端连接。

3.  根据权利要求1所述的一种桌面级3D打印机,其特征在于,所述控制器上安装有触控屏(2)。

4.  根据权利要求1所述的一种桌面级3D打印机,其特征在于,所述X轴运动组件包括光轴I(411)、X驱动装置(412)和在上框相对的两个边对称设置的两个X光轴(413)、两个X轴滑块(414),所述X光轴贯穿X轴滑块,且两端固定在上框,所述光轴I与X光轴垂直设置,所述光轴I贯穿所述打印头载架,且两端固定在X轴滑块上,所述X驱 动装置与所述X轴滑块固定连接;
所述Y轴运动组件包括光轴II(421)、Y驱动装置(422)和在上框相对的另外两个边对称设置的两个Y光轴(423)、两个Y轴滑块(424),所述Y光轴贯穿Y轴滑块,且两端固定在上框,所述光轴II与Y光轴垂直设置,所述光轴II贯穿所述打印头载架,且两端固定在Y轴滑块上,所述Y驱动装置与所述Y轴滑块固定连接;
所述Z轴平台上安装有打印平台(7),所述Z轴平台与打印平台通过正反螺丝组件连接。

5.  根据权利要求4所述的一种桌面级3D打印机,其特征在于,所述的X驱动装置包括X轴电动机(4121)和与所述X轴电动机连接的X轴同步带(4122),所述X轴同步带锁定在所述X轴滑块上;所述的Y驱动装置包括Y轴电动机(4221)和与所述Y轴电动机连接的Y轴同步带(4222),所述Y轴同步带锁定在所述Y轴滑块上;
所述X光轴和Y光轴的两端均安装有同步带轮(46),每个所述X轴同步带套接在两个Y光轴上相对的两个同步带轮上,每个所述Y轴同步带套接在两个X光轴相对的两个同步带轮上;
其中一个X光轴上的一个同步带轮与所述Y轴电动机的输出端连接,其中一个Y光轴上的一个同步带轮与所述X轴电动机的输出端连接。

6.  根据权利要求5所述的一种桌面级3D打印机,其特征在于,所述X轴滑块由上至下依次分为X光轴连接块(4141)、X轴同步带夹块(4142)和光轴I固定块(4143),所述Y轴滑块由上至下依次分为Y轴同步带夹块(4241)、Y光轴连接块(4242)和光轴II固定块(4243)。

7.  根据权利要求6所述的一种桌面级3D打印机,其特征在于,与所述Z轴丝杆相邻安装有光轴(435),所述光轴套设有直线转轴(436),所述直线转轴固定在所述Z轴平台上,所述光轴一端固定在所述上框,另一端贯穿所述Z轴平台,并固定在底座上。

8.  根据权利要求2所述的一种桌面级3D打印机,其特征在于,所述的进料装置还包括进料机体(52)和安装在进料机体上的导料组件(53),所述进料槽设置在进料机体内,所述进料槽与所述导料组件的 数量相同,所述导料组件包括进料电机(531)、进料齿轮(532)和进料导向轮(533),所述进料电机和进料导向轮固定在所述进料机体上,所述进料电机的输出端与所述进料齿轮连接,每个所述进料槽紧贴设置在进料齿轮与进料导向轮之间。

9.  根据权利要求2所述的一种桌面级3D打印机,其特征在于,所述的加热块上安装有散热器(613);所述每个进料槽的输出端连接有1个导向喉管(54),每个所述导向喉管贯穿所述散热器与1个所述喷嘴的输入端连接。

10.  根据权利要求2所述的一种桌面级3D打印机,其特征在于,所述散热装置包括喉管散热风扇(621)和出料散热风扇(622),所述的喉管散热风扇数量为2个,相对固定安装在打印头载架的两侧。

说明书

说明书一种桌面级3D打印机
技术领域
本发明涉及3D打印机技术领域,具体涉及一种桌面级3D打印机。
背景技术
3D打印即快速成型技术的一种,它是一种以数字模型文件为基础,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料,通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型,后逐渐用于一些产品的直接制造,已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车,航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理太阳城集团系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。打印机通过位于截面厚度方向(即Z方向)以及平面方向(即X-Y方向)的三个步进电机控制喷头在X-Y-Z三个方向的运动,从而使得喷头按照一定的路径出丝,喷出的熔融状丝材黏结到工作台上,每加工完一层,工作台下降一层的高度,反复逐层沉积,直至完成一个3D模型的打印。
现有的3D打印机主要存在以下几方面的弊端:1、在需要打印多色模型时,在一个机头载架上,多增加几个进料电机,每个进料电机控制进一种料,所有的料全部是进入一个喷嘴容器内,当需要打A种颜色料时,控制A颜色的进料电机工作,其它进料电机停止,这样出来的就是A颜色,需要B颜色时,控制B颜色的进料电机工作,其它进料电机停止,需要AB颜色混合时,控制AB颜色的进料机同时工作,其它进料机停止,这样虽然也能起到多色打印的效果,但因所有颜色都在同一个容器里,容器里有上一个颜色的一定量残留,当切换颜色时,不能立马改变颜色,也就是看似多色效果,但与实际设计颜色位置相比,是存在误差的,同时这种打印出来的多色是分层的。2、在桌面级3D打印行业,普遍打印精度不高,因为设备本身的机械运动精度不高,因为其运动X、Y、Z轴没有相对的基准,大多数的做法是上框通过钣金结构折弯而成,或是通过开塑料模具注塑而成,亦或是拼接而成,不管通过以上哪种方式,同心度、平行度、垂直度等误差要求控制在 0.03mm之内,都是非常困难的,且一致性无法保证,其工艺性质决定误差性比较大,且这样做出来的产品,对安装调整要求也很高,耗工时、返工率高,间接成本上升,直接反馈在打印成品上的精度不高。3、现有的桌面级3D打印机,有效打印面积以MakerBot的Z18这一款设备为例,它的打印成型尺寸为305*305*457mm,多数现有的桌面级3D打印机打印尺寸均在上述尺寸左右,想要打印更大尺寸的模型,存在运行及打印精度低的问题。
由此可见,能否发明出一种新型的桌面级3D打印机,使其在实现多色打印的同时,且能够打印出大尺寸模型,具有打印精度高、效果好、切换颜色方便优点,成为本领域技术人员亟待解决的技术难题。
发明内容
为了解决上述技术问题,本发明提供一种桌面级3D打印机,实现有效的多色打印,打印出的模型精度高,打印效果好,能做到近似零误差的切换颜色。同时能够达到类似ABS需要恒温打印材料的环境特性,让需要打ABS的客户有了技术支持,含有目前市场最大有效打印面积的产品,能满足各种客户的需求。
为了达到上述技术效果,本发明技术方案包括:
一种桌面级3D打印机,包括机架、控制器、物料传输装置、XYZ轴运动装置、进料装置、喷头装置,所述控制器、物料传输装置和XYZ轴运动装置安装在机架上,所述进料装置和喷头装置安装在XYZ轴运动装置上,所述物料传输装置与所述进料装置连接,所述进料装置与所述喷头装置连接,所述控制器与所述物料传输装置、XYZ轴运动装置、进料装置、喷头装置电连接:
XYZ轴运动装置,所述XYZ轴运动装置包括X轴运动组件、Y轴运动组件、Z轴升降组件、用于装设3D打印头的打印头载架和固定框,所述固定框安装在机架上,所述固定框包括呈四边形的上框和底座,所述X轴运动组件和Y轴运动组件固定于上框,所述Z轴升降组件固定于上框和底座上;所述Z轴升降组件包括Z轴平台、Z轴丝杆、丝杆基座和Z轴电机,所述Z轴丝杆贯穿所述丝杆基座,并与丝杆基座螺纹连接,所述Z轴丝杆的一端固定在所述上框,另一端与所述Z轴电机连接,所 述Z轴平台与所述丝杆基座固定连接。
进一步的,所述进料装置包括进料槽;所述喷头装置包括喷料装置和散热装置,所述进料装置贯穿所述打印头载架与所述喷料装置连接,所述散热装置固定安装在打印头载架上,所述喷料装置包括加热块和与所述加热块连接的喷嘴,所述喷嘴贯穿所述加热块,所述喷嘴的数量为2~15个,所述进料槽数量与所述喷嘴数量相同,每个进料槽的输出端与1个喷嘴的输入端连接。
本发明的桌面级3D打印机,各结构设计合理,其中XYZ轴运动装置在打印时精度更高,调节定位更方便,打印时运动平稳,以保证机器的XYZ轴各项运动误差控制在0.03mm之以;在中XYZ轴运动装置上加装进料装置和喷头装置,设置有多个进料槽和多个喷嘴,即每种颜色单独控制进料和出料,有效解决现有技术中更换颜色打印时,不能及时停止前一个打印喷头释放打印材料,经常会出现残余的打印材料继续喷出的问题,本发明的喷头装置进料和出料控制方便且可及时更换不同颜色打印材料,能做到近似零误差的切换颜色。本发明以Z轴丝杆作为传递动力,以光轴作为向导,同时同步带将Z轴丝杆形成同步,保证了Z轴凭条的平整性,同步带可以使Z轴丝杆同步,不受打印产品重量及摆放位置的影响。保证3D打印机的Z轴运动平稳,尺寸精确。
进一步的,所述控制器上安装有触控屏。采用触控屏进行打印设置及操作,操作更具人性化。
进一步的,本发明桌面级3D打印机外表安装全透明外罩,以保证打印室的温度能维持在20-60摄氏度,以适应多种材料的打印特性。可以很好的解决类似ABS需要恒温打印材料的特性,让需要打ABS的客户有了技术支持。
所述X轴运动组件包括光轴I、X驱动装置和在上框相对的两个边对称设置的两个X光轴、两个X轴滑块,所述X光轴贯穿X轴滑块,且两端固定在上框,所述光轴I与X光轴垂直设置,所述光轴I贯穿所述打印头载架,且两端固定在X轴滑块上,所述X驱动装置与所述X轴滑块固定连接;
所述Y轴运动组件包括光轴II、Y驱动装置和在上框相对的另外两个边对称设置的两个Y光轴、两个Y轴滑块,所述Y光轴贯穿Y轴滑块,且两端固定在上框,所述光轴II与Y光轴垂直设置,所述光轴II贯穿所述打印头载架,且两端固定在Y轴滑块上,所述Y驱动装置与所述Y轴滑块固定连接;
所述Z轴平台上安装有打印平台,所述Z轴平台与打印平台通过正反螺丝组件连接。
本发明的运动装置,其中,X轴运动组件、Y轴运动组件结构设计合理。使得在打印时精度更高,调节定位更方便。在需要运动X轴时,X驱动组件驱动X轴滑块沿X光轴运动,进一步驱动固定在X轴滑块上的光轴I,光轴I带动打印头载架沿X光轴运动;在需要运动Y轴时,Y驱动组件驱动Y轴滑块沿Y光轴运动,进一步驱动固定在Y轴滑块上的光轴II,光轴II带动打印头载架沿Y光轴运动。Z轴升降组件安装有打印平台,方便客户使用,通过正反螺丝与打印平台、Z轴平台连接在一起,3D打印设备在安装调试时,一次性调平,后续做到免维护,能保证3D打印机的Z轴运动平稳,尺寸精确,对3D打印机的打印产品质量有很大的帮助。使得本发明在Z轴打印平台上做了调平后锁死结构,免去了后续客户再调平,给客户使用上带来方便。
进一步的,所述的X驱动装置包括X轴电动机和与所述X轴电动机连接的X轴同步带,所述X轴同步带锁定在所述X轴滑块上;所述的Y驱动装置包括Y轴电动机和与所述Y轴电动机连接的Y轴同步带,所述Y轴同步带锁定在所述Y轴滑块上;
所述X光轴和Y光轴的两端均安装有同步带轮,每个所述X轴同步带套接在两个Y光轴上相对的两个同步带轮上,每个所述Y轴同步带套接在两个X光轴相对的两个同步带轮上;
其中一个X光轴上的一个同步带轮与所述Y轴电动机的输出端连接,其中一个Y光轴上的一个同步带轮与所述X轴电动机的输出端连接。
所述X轴电动机和Y轴电动机的输出端通过联轴器与所述同步带轮连接,所述同步带轮上还设置有限位柱,用于限定X轴同步带和Y轴同 步带,避免X轴同步带和Y轴同步带脱离同步带轮。所述X轴电动机驱动一个Y光轴的一端上的同步带轮转动,进一步驱动该同步带轮上套接的X同步带运动,所述X同步带驱动X轴滑块沿X光轴移动,进一步驱动固定在X轴滑块上的光轴I,最终使光轴I带动打印头载架沿光轴II运动。所述Y轴电动机驱动一个X光轴的一端上的同步带轮转动,进一步驱动该同步带轮上套接的Y同步带运动,所述Y同步带驱动Y轴滑块沿Y光轴移动,进一步驱动固定在Y轴滑块上的光轴II,最终使光轴II带动打印头载架沿光轴I运动。
进一步的,所述X轴滑块由上至下依次分为X光轴连接块、X轴同步带夹块和光轴I固定块,所述Y轴滑块由上至下依次分为Y轴同步带夹块、Y光轴连接块和光轴II固定块。
所述X光轴贯穿所述X光轴连接块,所述X轴同步夹块锁定X轴同步带,所述光轴I固定块固定光轴I。所述Y光轴贯穿所述Y光轴连接块,所述Y轴同步夹块锁定Y轴同步带,所述光轴II固定块固定光轴II。
进一步的,所述X轴电动机和Y轴电动机通过电机托架固定在上框。
进一步的,与所述Z轴丝杆相邻安装有光轴,所述光轴套设有直线转轴,所述直线转轴固定在所述Z轴平台上,所述光轴一端固定在所述上框,另一端贯穿所述Z轴平台所述光轴一端固定在所述上框,另一端贯穿所述Z轴平台,并固定在底座上。
进一步的,所述的进料装置还包括进料机体和安装在进料机体上的导料组件,所述进料槽设置在进料机体内,所述进料槽与所述导料组件的数量相同,所述导料组件包括进料电机、进料齿轮和进料导向轮,所述进料电机和进料导向轮固定在所述进料机体上,所述进料电机的输出端与所述进料齿轮连接,每个所述进料槽紧贴设置在进料齿轮与进料导向轮之间。
本发明与喷料装置相匹配连接的进料装置,可进料多种打印材料,满足打印多色彩需求,使得打印产品色彩更加多样化,改进了以往多进料口的进料装置,使其结构简单,设计合理,容易组装。通过进料电机带动进料齿轮转动,当进料齿轮顺时针转动时,其配套运作的进料导向 轮设置在进料齿轮的右边,当进料齿轮逆时针转动时,其配套运作的进料导向轮设置在进料齿轮的左边。当进料槽内有打印材料进入时,启动进料电机,使得进料齿轮与进料导向轮挤住打印材料,产生旋转摩擦力,将打印材料沿导向槽出料口运动。打印材料的进料速度与进料量由进料电机的速度和旋转圈数控制。
进一步的,所述的加热块上安装有散热器;所述每个进料槽的输出端连接有1个导向喉管,每个所述导向喉管贯穿所述散热器与1个所述喷嘴的输入端连接。
本发明通过加热块、喷嘴、散热器组合在一起的3D打印机喷料装置,能保证3D打印机在进料时,只有喷嘴的喷料端的局部生产高温并软化打印材料,每个所述导向喉管贯穿所述散热器与1个所述喷嘴的输入端连接,使得打印材料进入导向喉管里时,能迅速散热降温,可以保证其原本硬度,从而不影响进料量,保证品质稳定;而导向喉管我们采用了两种特殊材料选择,分别为不锈钢材料内镶特氟龙和钛合金直接加工,这两种方式均可以使得喉管迅速导热,将加热块处传导过来的温度散发掉,具有耐磨性、光滑性及不粘性的优点,导向喉管下端是打印加热喷料组件,其耐热性可以满足工况;耐磨性是保证长太阳城集团使用,不磨损,能保证不改变设计尺寸精度要求;光滑性使得进料顺利,减少摩擦阻力;不粘性是因加热后,打印材料变成稠状,冷却后,导向喉管上不产生粘结,不造成堵料。本发明具有结构简单、安装方便、精度高、品质稳定等优点。
进一步的,所述散热装置包括喉管散热风扇和出料散热风扇,所述的喉管散热风扇数量为2个,相对固定安装在打印头载架的两侧。
本发明在设置的喉管散热风扇位于导向喉管与喷嘴之间,出料散热风扇位于喷头出料口处,有效实现打印材料的冷却,该结构的设计,使得3D打印效果更好,准确度更佳,有效实现高质量的多色打印。
本发明所述的桌面级3D打印机,有效打印尺寸包括:长为305mm、宽为305mm、高为305mm;长为305mm、宽为305mm、高为610mm;长为205mm、宽为205mm、高为205mm。含有目前市场最大有效打印面 积的产品,能满足各种客户的需求。
采用上述技术方案,本发明包括以下有益效果:本发明的一种用于3D打印机的喷头装置,可有效实现多色打印,其结构设计简单,安装方便,实用性强,在降低成本的可同时大大增加使用效果。其中XYZ轴动装置包括X轴运动装置、Y轴运动装置和Z轴运动装置,其结构设计合理简单,安装起来方便,产品一致性强,打印出来的工作精度高、稳定性好。其中X轴运动组件、Y轴运动组件直接安装即可不需要再调整,固定框的同心度、平行度垂直度等误差在0.03mm之内,Z轴运动装置通过正反螺丝与打印平台、Z轴平台连接在一起,本发明在Z轴的打印平台上做了调平后锁死结构,免去了后续客户再调平,给客户在使用上带来方便。本发明装置在3D打印机上,对设备的打印质量起到非常重要的作用,综上本发明具有结构简单,运行平稳,存载负载大、精度高等优点。
附图说明
图1为本发明桌面级3D打印机结构示意图;
图2为本发明X轴运动组件和Y轴运动组件的结构示意图;
图3为本发明Z轴运动组件结构示意图;
图4为本发明安装有打印平台的Z轴平台结构示意图;
图5为本发明进料装置和喷头装置组合后的结构示意图;
图6为本发明图7所示结构的后视图;
图7为本发明进料组件内部结构示意图。
图中,
1、机架;2、触控屏;3、物料传输装置;4、XYZ轴运动装置;41、X轴运动组件;411、光轴I;412、X驱动装置;4121、X轴电动机;4122、X轴同步带;413、X光轴;414、X轴滑块;4141、X光轴连接块、4142、X轴同步带夹块、4143、光轴I固定块;42、Y轴运动组件;421、光轴II;422、Y驱动装置;4221、Y轴电动机;4222、Y轴同步带;423、Y光轴;424、Y轴滑块;4241、Y轴同步带夹块;4242、Y光轴连接块;4243、光轴II固定块;43、Z轴升降组件;431、Z轴平台;432、Z轴丝杆;433、丝杆基 座、434、Z轴电机;435、光轴;436、直线转轴;44、打印头载架;45、固定框;451、上框;452、底座;46、同步带轮;461、限位柱;5、进料装置;51、进料槽;52、进料机体;53、导料组件;531、进料电机;532、进料齿轮;533、进料导向轮;54、导向喉管;6、喷头装置;61、喷料装置;611、加热块;612、喷嘴;613、散热器;62、散热装置;621、喉管散热风扇;622、出料散热风扇;7、打印平台。
具体实施方式
下面通过具体的实施例并结合附图对本发明做进一步的详细描述。
实施例一:如图1、图2和图3所示,一种桌面级3D打印机,包括机架1、控制器、物料传输装置3、XYZ轴运动装置4、进料装置5、喷头装置6,所述物料传输装置和XYZ轴运动装置安装在机架上,所述进料装置和喷头装置安装在XYZ轴运动装置上,所述物料传输装置与所述进料装置连接,所述进料装置与所述喷头装置连接,所述控制器与所述物料传输装置、XYZ轴运动装置、进料装置、喷头装置电连接,其特征在于,
XYZ轴运动装置,所述XYZ轴运动装置包括X轴运动组件41、Y轴运动组件42、Z轴升降组件43、用于装设3D打印头的打印头载架44和固定框45,所述固定框安装在机架上,所述固定框包括呈四边形的上框451和底座452,所述X轴运动组件和Y轴运动组件固定于上框,所述Z轴升降组件固定于上框和底座上;所述Z轴升降组件包括Z轴平台431、Z轴丝杆432、丝杆基座433和Z轴电机434,所述Z轴丝杆贯穿所述丝杆基座,并与丝杆基座螺纹连接,所述Z轴丝杆的一端固定在所述上框,另一端与所述Z轴电机连接,所述Z轴平台与所述丝杆基座固定连接。
实施例二:如图1~7所示,一种桌面级3D打印机,包括机架、控制器、物料传输装置、XYZ轴运动装置、进料装置、喷头装置,所述物料传输装置和XYZ轴运动装置安装在机架上,所述进料装置和喷头装置安装在XYZ轴运动装置上,所述物料传输装置与所述进料装置连接,所述进料装置与所述喷头装置连接,所述控制器与所述物料传输装置、XYZ轴 运动装置、进料装置、喷头装置电连接,其特征在于,
XYZ轴运动装置,所述XYZ轴运动装置包括X轴运动组件、Y轴运动组件、Z轴升降组件、用于装设3D打印头的打印头载架和固定框,所述固定框安装在机架上,所述固定框包括呈四边形的上框和底座,所述X轴运动组件和Y轴运动组件固定于上框,所述Z轴升降组件固定于上框和底座上;所述Z轴升降组件包括Z轴平台、Z轴丝杆、丝杆基座和Z轴电机,所述Z轴丝杆贯穿所述丝杆基座,并与丝杆基座螺纹连接,所述Z轴丝杆的一端固定在所述上框,另一端与所述Z轴电机连接,所述Z轴平台与所述丝杆基座固定连接。
所述进料装置包括进料槽51;所述喷头装置6包括喷料装置61和散热装置62,所述进料装置贯穿所述打印头载架与所述喷料装置连接,所述散热装置固定安装在打印头载架上,所述喷料装置包括加热块611和与所述加热块连接的喷嘴612,所述喷嘴贯穿所述加热块,所述喷嘴的数量为2~15个,所述进料槽数量与所述喷嘴数量相同,每个进料槽的输出端与1个喷嘴的输入端连接。
所述控制器上安装有触控屏2。
所述X轴运动组件包括光轴1411、X驱动装置412和在上框相对的两个边对称设置的两个X光轴413、两个X轴滑块414,所述X光轴贯穿X轴滑块,且两端固定在上框,所述光轴I与X光轴垂直设置,所述光轴I贯穿所述打印头载架,且两端固定在X轴滑块上,所述X驱动装置与所述X轴滑块固定连接;
所述Y轴运动组件包括光轴II421、Y驱动装置422和在上框相对的另外两个边对称设置的两个Y光轴423、两个Y轴滑块424,所述Y光轴贯穿Y轴滑块,且两端固定在上框,所述光轴II与Y光轴垂直设置,所述光轴II贯穿所述打印头载架,且两端固定在Y轴滑块上,所述Y驱动装置与所述Y轴滑块固定连接;
所述Z轴平台上安装有打印平台7,所述Z轴平台与打印平台通过正反螺丝组件连接。
所述的X驱动装置包括X轴电动机4121和与所述X轴电动机连接 的X轴同步带4122,所述X轴同步带锁定在所述X轴滑块上;所述的Y驱动装置包括Y轴电动机4221和与所述Y轴电动机连接的Y轴同步带4222,所述Y轴同步带锁定在所述Y轴滑块上;
所述X光轴和Y光轴的两端均安装有同步带轮46,所述同步带轮与所述X轴电动机或Y轴电动机的输出端连接,每个所述X轴同步带套接在两个Y光轴上相对的两个同步带轮上,每个所述Y轴同步带套接在两个X光轴相对的两个同步带轮上;
其中一个X光轴上的一个同步带轮与所述Y轴电动机的输出端连接,其中一个Y光轴上的一个同步带轮与所述X轴电动机的输出端连接。
所述X轴滑块由上至下依次分为X光轴连接块4141、X轴同步带夹块4142和光轴I固定块4143,所述Y轴滑块由上至下依次分为Y轴同步带夹块4241、Y光轴连接块4242和光轴II固定块4243。
所述Z轴丝杆相邻安装有光轴435,所述光轴套设有直线转轴436,所述直线转轴固定在所述Z轴平台上,所述光轴一端固定在所述上框,另一端贯穿所述Z轴平台所述光轴一端固定在所述上框,另一端贯穿所述Z轴平台,并固定在底座上。
实施例三:如图1~7所示,一种桌面级3D打印机,包括机架、控制器、物料传输装置、XYZ轴运动装置、进料装置、喷头装置,所述物料传输装置和XYZ轴运动装置安装在机架上,所述进料装置和喷头装置安装在XYZ轴运动装置上,所述物料传输装置与所述进料装置连接,所述进料装置与所述喷头装置连接,所述控制器与所述物料传输装置、XYZ轴运动装置、进料装置、喷头装置电连接。
XYZ轴运动装置,所述XYZ轴运动装置包括X轴运动组件、Y轴运动组件、Z轴升降组件、用于装设3D打印头的打印头载架和固定框,所述固定框安装在机架上,所述固定框包括呈四边形的上框和底座,所述X轴运动组件和Y轴运动组件固定于上框,所述Z轴升降组件固定于上框和底座上;所述Z轴升降组件包括Z轴平台、Z轴丝杆、丝杆基座和Z轴电机,所述Z轴丝杆贯穿所述丝杆基座,并与丝杆基座螺纹连接,所述Z轴丝杆的一端固定在所述上框,另一端与所述Z轴电机连接,所 述Z轴平台与所述丝杆基座固定连接。
所述进料装置包括进料槽;所述喷头装置包括喷料装置和散热装置,所述进料装置贯穿所述打印头载架与所述喷料装置连接,所述散热装置固定安装在打印头载架上,所述喷料装置包括加热块和与所述加热块连接的喷嘴,所述喷嘴贯穿所述加热块,所述喷嘴的数量为2~15个,所述进料槽数量与所述喷嘴数量相同,每个进料槽的输出端与1个喷嘴的输入端连接。
所述控制器上安装有触控屏2。
所述X轴运动组件包括光轴I、X驱动装置和在上框相对的两个边对称设置的两个X光轴、两个X轴滑块,所述X光轴贯穿X轴滑块,且两端固定在上框,所述光轴I与X光轴垂直设置,所述光轴I贯穿所述打印头载架,且两端固定在X轴滑块上,所述X驱动装置与所述X轴滑块固定连接;
所述Y轴运动组件包括光轴II、Y驱动装置和在上框相对的另外两个边对称设置的两个Y光轴、两个Y轴滑块,所述Y光轴贯穿Y轴滑块,且两端固定在上框,所述光轴II与Y光轴垂直设置,所述光轴II贯穿所述打印头载架,且两端固定在Y轴滑块上,所述Y驱动装置与所述Y轴滑块固定连接;
所述Z轴平台上安装有打印平台,所述Z轴平台与打印平台通过正反螺丝组件连接。
所述的X驱动装置包括X轴电动机和与所述X轴电动机连接的X轴同步带(,所述X轴同步带锁定在所述X轴滑块上;所述的Y驱动装置包括Y轴电动机和与所述Y轴电动机连接的Y轴同步带,所述Y轴同步带锁定在所述Y轴滑块上;
所述X光轴和Y光轴的两端均安装有同步带轮,所述同步带轮与所述X轴电动机或Y轴电动机的输出端连接,每个所述X轴同步带套接在两个Y光轴上相对的两个同步带轮上,每个所述Y轴同步带套接在两个X光轴相对的两个同步带轮上;
其中一个X光轴上的一个同步带轮与所述Y轴电动机的输出端连接, 其中一个Y光轴上的一个同步带轮与所述X轴电动机的输出端连接。
所述X轴滑块由上至下依次分为X光轴连接块、X轴同步带夹块和光轴I固定块,所述Y轴滑块由上至下依次分为Y轴同步带夹块、Y光轴连接块和光轴II固定块。
所述Z轴丝杆相邻安装有光轴,所述光轴套设有直线转轴,所述直线转轴固定在所述Z轴平台上,所述光轴一端固定在所述上框,另一端贯穿所述Z轴平台所述光轴一端固定在所述上框,另一端贯穿所述Z轴平台,并固定在底座上。
所述的进料装置还包括进料机体52和安装在进料机体上的导料组件53,所述进料槽设置在进料机体内,所述进料槽与所述导料组件的数量相同,所述导料组件包括进料电机531、进料齿轮532和进料导向轮533,所述进料电机和进料导向轮固定在所述进料机体上,所述进料电机的输出端与所述进料齿轮连接,每个所述进料槽紧贴设置在进料齿轮与进料导向轮之间。
所述的加热块上安装有散热器613;所述每个进料槽的输出端连接有1个导向喉管54,每个所述导向喉管贯穿所述散热器与1个所述喷嘴的输入端连接。
所述散热装置62包括喉管散热风扇621和出料散热风扇622,所述的喉管散热风扇数量为2个,相对固定安装在打印头载架的两侧。
本发明实施例三3D打印机的XYZ轴运动装置安装过程,包括以下步骤:
步骤一:固定框包含了X、Y轴的运动组件及Z轴的安装孔位,固定框采用机加工、治具、焊接和线割的工艺,可以保证其同心度、平行度垂直度等误差在0.03mm之内;固定框作为安装基准,先将8套法兰轴承安装在上框的四个边,其次分别将每根X光轴穿上1个铜套、1个X光轴连接块、2个同步带轮、2个限位柱461,再插入X轴方向的法兰轴承内,X光轴与法兰轴承齐平,通过锁紧限位柱,使得X光轴不产生轴向窜动,依次方法,将Y运动组件的相应部件固定在上框。
步骤二:将光轴I和光轴II插入打印头载架,光轴I固定在X轴滑 块上的光轴I固定块上,X轴方向上安装X轴同步带夹块,在X轴方向,两同步带轮之间,通过X轴同步带套接在一起,由X轴同步带夹块锁紧同步带;光轴II固定在Y轴滑块上的光轴II固定块上,Y轴方向上安装Y轴同步带夹块,在Y轴方向,两同步带轮之间,通过Y轴同步带套接在一起,由Y轴同步带夹块锁紧同步带。通过拉动X轴同步带和Y轴同步带,带动同步带轮旋转,调整X、Y轴运动同步,然后锁紧同步带轮,在X光轴和Y光轴上分别安装联轴器、电机托架、X轴电机、Y轴电动机,调整到电机轴心与运动轴心同心,然后锁紧联轴器,组成机体。
步骤三:将Z轴丝杆装入底座中,将直线轴承安装在Z轴平台内,然后将Z轴平台安装在Z轴丝杆上,再把上框与Z轴丝杆、底座连接在一起,将光轴传入上框、直线轴承,固定底座上。将Z轴同步带轮安装在Z转轴丝杆上,调整Z轴平台两侧到底座上的尺寸一致,将同步带套在Z轴同步带轮上,再次确认Z转轴平台两侧到底座的尺寸一致,然后紧锁Z轴同步带轮,在Z轴丝杆连接好Z轴同步带轮后,安装上Z轴电机,安装成Z方向升降组件;
步骤四:将打印平台放在步骤三安装好的Z轴升降组件的Z轴平台正面上,所述正反螺丝组件包括左顶螺丝、右顶螺丝、拉紧螺丝、大垫片和锁紧螺母。将左顶螺丝、右顶螺丝从Z轴平台底面拧入,再将拉紧螺丝从打印平台穿入到Z轴平台内,把大垫片、锁紧螺母从Z轴平台底面与拉紧螺丝拧在一起,通过测量3D打印机的喷嘴到打印平台的9个点高度,调整左顶螺丝、右顶螺丝,使得喷嘴到打印平台9个点的高度相同,最后锁紧锁紧螺母及左顶螺丝与右顶螺丝,安装好打印平台。
步骤五,将步骤一安装后的上框和步骤二的机体安装固定,将步骤四安装完成的组件插入Z轴固定孔,安装完本发明的运动装置。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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