CN103331912B - 一种桌面型3d打印成型装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种桌面型3D打印成型装置，包括底板，机架和连接块，机架为无底长方体框架且固定在底板上，顶角处安装连接块，两侧纵向相对的连接块之间通过Y向导轨相连，顶端之间安装传动系统，一侧传动系统的端部联有步进电机输出轴的一端，另一端沿X向与另一侧传动系统端部相连，相对的Y向导轨上安装有滑块且顶端连接一侧传动系统和另一侧传动系统，相对滑块之间布置X向导轨，X向导轨之间安装打印系统，打印系统连接有送丝装置，底板上竖直安装直线电机且输出轴为Z向导轨，Z向导轨连接安装梁一端，安装梁的另一端上方固定加热工作台，加热工作台位于打印系统下方。本发明成型精度较高、速度快、工艺简单、成本较低，能够广泛的应用于家庭以及教学领域。

Description

一种桌面型3D打印成型装置

技术领域

本发明涉及三维增材制造技术领域，特别是涉及一种桌面型3D打印成型装置。

背景技术

快速成形技术(Rapidprototyping，简称RP)又称快速原型制造技术，是近年来发展起来的一种先进制造技术。快速成形技术20世纪80年代起源于美国，很快发展到日本和欧洲，是近年来制造技术领域的一次重大突破。快速成形是一种基于离散堆积成形思想的数字化成形技术，自动、快速地将设计思想物化为具有一定结构和功能的原型或直接制造零部件，从而可对产品设计进行快速评价、修改，提高企业的竞争能力。

RP将CAD、CAM、CNC、精密伺服驱动、光电子和新材料等先进技术集于一体，依据由CAD构造的产品三维模型，对其进行分层切片，得到各层截面的轮廓。按照这些轮廓，激光束选择性地喷射，固化一层层液态树脂(或切割一层层的纸，或烧结一层层的粉末材料)，或喷射源选择性地喷射一层层的粘结剂或热熔材料等，形成各层截面，逐步叠加成三维产品，将一个复杂的三维加工简化成一系列二维加工的组合。

但现有技术仍有不少缺陷：1、打印头无法对公差较大的耗材较好适应，导致喷丝时不能保持稳定运作；2、完成后的成品由于耗材没有全程加热发生翘边与变形的情况；3、打印过程会产生喷丝缠绕与打圈的情况；4、打印前须在计算机内人工测算成品的支撑件。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种桌面型3D打印成型装置，以解决现有RP不能适应公差大的耗材、成品变形、喷丝缠绕及人工测算支撑件的问题，利用送丝系统等装置，实现打印速度加快、机身精度提高、定位精度提高、运行更平稳等特点。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种桌面型3D打印成型装置，包括底板，机架和连接块，所述机架为固定在底板上的无底长方体框架，所述机架上端的顶角处安装有连接块，两侧纵向相对的连接块之间通过Y向导轨相连，两侧纵向相对的连接块顶端之间安装有传动系统且与Y向导轨平行，一侧的传动系统的端部与安装在连接块上的Y向步进电机输出轴的一端相连，Y向步进电机输出轴的另一端沿X向与另一侧传动系统端部相连，相对的Y向导轨上安装有滑块且顶端连接一侧传动系统和另一侧传动系统，一侧的滑块底端安装有X向步进电机，所述相对滑块之间水平布置有2根相互平行的X向导轨，所述相对的X向导轨之间安装有打印系统，所述打印系统连接有送丝装置，所述底板上竖直安装有Z向直线电机且输出轴为Z向导轨，所述Z向导轨连接位于机架上的安装梁一端，所述安装梁的另一端上方固定加热工作台，所述加热工作台位于打印系统的下方。

所述传动系统为同步带轮系统。

所述Z向导轨为Z向直线电机的丝杠输出轴。

所述安装梁与工作台通过弹簧机构连接，所述安装梁为V型支架。

所述送丝装置包括丝盘支架，丝盘，送丝导管和丝气管，所述丝盘安装在丝盘支架上，所述丝盘，送丝导管和丝气管依次连接，所述送丝导管与丝气管均安装在打印系统的喷头内。

所述底板上还设有电气控制系统和触摸屏，边缘上设有若干外围板。

有益效果

本发明具有以下的优点和积极效果：

1.设计的喷头结构能更好的适应直径公差较大的耗材，打印体验更流畅，出丝更稳定；

2.打印平台做到整体加热，加热线路和加温速度让成型过程更稳定，有效改善成品翘边和变形的问题；

3.丝盘支架上的丝盘、送丝导管和入丝气管组成了完整的送丝系统。这是保证机器在无人值守的情况下正常运作，送丝时不会缠绕、打圈的关键配置；

4.升级版软件能根据模型造型智能生成支撑结构，自动完成更复杂的产品打印工作；

5.安装梁上方固定有工作平台，工作台用弹簧机构固定在安装梁上，方便调节其水平；

6.电气控制系统安装在底板上，控制整机的运动，控制主板相当于一台微型工控机，无需配置独立PC便可控制设备工作；

7.打印面积增大，打印速度加快，机身精度提高，定位精度提高，运行更平稳，自带丝盘固定架，丝盘安装在固定架上，可以有效防止之前机型存在的卡丝问题；

8.该设备实现了从样件的三维数据直接输出，实体模型的先进工艺，加之设备成本得以降低，生产过程简单、可靠、安静，将有望作为计算机外设推广到办公室和家用领域而应用于工艺品制作、珠宝首饰、教学实验及创新设计等方面。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图中：底板1，机架2，加热工作台3，打印系统4，传动系统5，X向步进电机6，Y向导轨7，外围板8，Y向步进电机9，X向导轨10，Z向导轨11，丝盘12，安装梁13，Z向直线电机14，电气控制系统15，触摸屏16。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

如图1所示，一种桌面型3D打印成型装置，包括底板1，机架2和连接块，所述机架2为固定在底板1上的无底长方体框架，所述机架2上端的顶角处安装有连接块，两侧纵向相对的连接块之间通过Y向导轨7相连，两侧纵向相对的连接块顶端之间安装有传动系统5且与Y向导轨7平行，一侧的传动系统5的端部与安装在连接块上的Y向步进电机9输出轴的一端相连，Y向步进电机9输出轴的另一端沿X向与另一侧传动系统5端部相连，相对的Y向导轨7上安装有滑块且顶端连接一侧传动系统5和另一侧传动系统5，一侧的滑块底端安装有X向步进电机6，所述相对滑块之间水平布置有2根相互平行的X向导轨10，所述相对的X向导轨10之间安装有打印系统4，所述打印系统4连接有送丝装置，所述底板1上竖直安装有Z向直线电机14且输出轴为Z向导轨11，所述Z向导轨11连接位于机架2上的安装梁13一端，所述安装梁13的另一端上方固定加热工作台3，所述加热工作台3位于打印系统4的下方。

所述传动系统5为同步带轮系统。

所述Z向导轨11为Z向直线电机14的丝杠输出轴。

所述安装梁13与工作台3通过弹簧机构连接，所述安装梁13为V型支架。

所述送丝装置包括丝盘支架，丝盘12，送丝导管和丝气管，所述丝盘12安装在丝盘支架上，所述丝盘12，送丝导管和丝气管依次连接，所述送丝导管与丝气管均安装在打印系统4的喷头内。

所述底板1上还设有电气控制系统15和触摸屏16，边缘上设有若干外围板8。

值得一提的是，本发明安装梁固定在机架上，安装梁上方固定有工作平台，工作台用弹簧机构固定在安装梁上，方便调节其水平；电气控制系统也安装在底板上，控制整机的运动，控制主板相当于一台微型工控机，无需配置独立PC便可控制设备工作；本发明成型精度较高、速度快、工艺简单、成本较低，能够广泛的应用于家庭以及教学领域。

Claims (4)

1.一种桌面型3D打印成型装置，包括底板(1)，机架(2)和连接块，所述机架(2)为固定在底板(1)上的无底长方体框架，所述机架(2)上端的顶角处安装有连接块，其特征在于：两侧纵向相对的连接块之间通过Y向导轨(7)相连，两侧纵向相对的连接块顶端之间安装有传动系统(5)且与Y向导轨(7)平行，一侧的传动系统(5)的端部与安装在连接块上的Y向步进电机(9)输出轴的一端相连，Y向步进电机(9)输出轴的另一端沿X向与另一侧传动系统(5)端部相连，相对的Y向导轨(7)上安装有滑块且顶端连接一侧传动系统(5)和另一侧传动系统(5)，一侧的滑块底端安装有X向步进电机(6)，所述相对滑块之间水平布置有2根相互平行的X向导轨(10)，所述相对的X向导轨(10)之间安装有打印系统(4)，所述打印系统(4)连接有送丝装置，所述底板(1)上竖直安装有Z向直线电机(14)且输出轴为Z向导轨(11)，所述Z向导轨(11)连接位于机架(2)上的安装梁(13)一端，所述安装梁(13)的另一端上方固定加热工作台(3)，所述加热工作台(3)位于打印系统(4)的下方,所述Z向导轨(11)为Z向直线电机(14)的丝杠输出轴，所述送丝装置包括丝盘支架，丝盘(12)，送丝导管和丝气管，所述丝盘(12)安装在丝盘支架上，所述丝盘(12)，送丝导管和丝气管依次连接，所述送丝导管与丝气管均安装在打印系统(4)的喷头内。

2.根据权利要求1所述的一种桌面型3D打印成型装置，其特征在于：所述传动系统(5)为同步带轮系统。

3.根据权利要求1所述的一种桌面型3D打印成型装置，其特征在于：所述安装梁(13)与工作台(3)通过弹簧机构连接，所述安装梁(13)为V型支架。

4.根据权利要求1所述的一种桌面型3D打印成型装置，其特征在于：所述底板(1)上还设有电气控制系统(15)和触摸屏(16)，边缘上设有若干外围板(8)。