CN103640220B - 新型3d数控打印制造设备 - Google Patents

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Abstract

新型3D数控打印制造设备，属于数控设备领域，包括机架、Z轴机构、Y轴机构、X轴机构、打印机头、叉架、底板、调平机构和控制系统，所述机架两侧安装有Z轴机构，两侧Z轴机构之间安装有X轴机构，Z轴机构下部安装有Y轴机构，Z轴机构、Y轴机构、X轴机构三者联动工作构成了三维立体打印的运动主体，机架下方通过调平机构安装有底板，X轴机构上安装有打印机头，打印机头下部安装有叉架。本设备可有效保护打印头和实现良好的打印效果，并支持中间停顿工作，而且工作起来更为稳定精度更高。

Description

新型3D数控打印制造设备
技术领域
本发明涉及新型3D数控打印制造设备，属于数控设备领域。
背景技术
3D数控技术使传统的制造业发生根本性变革，各工业发达国家投入巨资，对现代数控制造技术进行研究开发，它集微电子、计算机、信息处理、自动检测、自动控制等高新技术于一体，具有高精度、高效率、柔性自动化等特点，对制造业实现柔性自动化、集成化、智能化起着举足轻重的作用。2012年3月，为重振美国经济和美国制造，奥巴马总统提出建设全美制造业创新网络计划，并将3D打印确定为方向之一。美国《时代》（TIME）周刊也将3D打印列为“美国十大增长最快的工业”。中国也于2012年10月成立了中国3D打印技术产业联盟。各国政府对于3D打印技术的认知使得在全球范围内迅速形成了3D打印技术的发展热潮。但目前的3D打印设备的打印头都是固定式的，经常会因为误操作而遭到破坏性的损坏，而且其打印台的水平调平都需要人工，因此相当不方便而且耗时长，目前是一个急需解决的问题。
发明内容
本发明的目的是提供新型3D数控打印制造设备。
本发明要解决的是现有3D打印设备容易损坏打印头及调平麻烦的不足。
新型3D数控打印制造设备，包括机架、Z轴机构、Y轴机构、X轴机构、打印机头、叉架、底板、调平机构和控制系统，所述机架两侧安装有Z轴机构，两侧Z轴机构之间安装有X轴机构，Z轴机构下部安装有Y轴机构，Z轴机构、Y轴机构、X轴机构三者联动工作构成了三维立体打印的运动主体，机架下方通过调平机构安装有底板，X轴机构上安装有打印机头，打印机头下部安装有叉架。
所述控制系统与叉架、调平机构、Z轴机构、Y轴机构、X轴机构、打印机头上的电气元件相连接。
所述叉架的四个角上安装有激光测距模块。
所述打印机头为重力感应式，其能绕X轴机构上的X轴自由转动，打印机头下部设有挤出头，其头部呈圆弧形，打印机头旁设有半导体制冷加热片，半导体制冷加热片上设有记忆合金弹片，不工作时记忆合金弹片紧贴挤出头，起到一个保护的作用，一旦通过半导体制冷加热片加热记忆合金弹片会自动向右转动90度从而脱离挤出头。
所述调平机构由U型弹片、减速电机和尼龙绳构成，U型弹片下部安装有减速电机，尼龙绳一端安装在U型弹片上部，另一端穿过U型弹片下部并与减速电机的转轴相连接，调平机构用于配合叉架实现对底板的水平调节。
所述机架呈长方体框架结构。
本发明的优点：采用本设备的结构特征，可有效保护打印头和实现良好的打印效果，并支持中间停顿工作，而且工作起来更为稳定精度更高，应具有广阔的市场空间。
附图说明
图1是本发明新型3D数控打印制造设备的结构示意图；
图2是打印机头的放大示意图；
图3是调平机构的放大示意图；
图中：1、机架2、Z轴机构3、Y轴机构4、X轴机构5、打印机头6、叉架7、底板8、调平机构9、控制系统10、半导体制冷加热片11、记忆合金弹片12、挤出头13、U型弹片14、减速电机15、尼龙绳。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明作进一步的说明。
新型3D数控打印制造设备，包括机架1、Z轴机构2、Y轴机构3、X轴机构4、打印机头5、叉架6、底板7、调平机构8和控制系统9，所述机架1两侧安装有Z轴机构2，两侧Z轴机构2之间安装有X轴机构4，Z轴机构2下部安装有Y轴机构3，Z轴机构2、Y轴机构3、X轴机构4三者联动工作构成了三维立体打印的运动主体，均为光轴丝杠结构，机架1下方通过调平机构8安装有底板7，X轴机构4上安装有打印机头5，打印机头5下部安装有叉架6。
所述控制系统9为MEGA系列arduino控制器为主要控制元件，其与叉架6、调平机构8、Z轴机构2、Y轴机构3、X轴机构4、打印机头5上的电气元件相连接。
所述叉架6的四个角上安装有激光测距模块，用于测量与底板7是否相平行。
所述打印机头5为重力感应式，其能绕X轴机构4上的X轴自由转动，可有效防止打印机头5因误操作与底板7大扭矩接触而报废，打印机头5下部设有挤出头12，其头部呈圆弧形，打印机头5旁设有半导体制冷加热片10，半导体制冷加热片10上设有记忆合金弹片11，不工作时记忆合金弹片11紧贴挤出头12，起到一个保护的作用，一旦通过半导体制冷加热片10加热记忆合金弹片11会自动向右转动90度从而脱离挤出头12，而且在打印中途停止后可迅速封闭挤出头12，防止液体流出，从而保证后期的打印质量具有重要意义，记忆合金弹片11呈L型。
所述调平机构8由U型弹片13、减速电机14和尼龙绳15构成，U型弹片13下部安装有减速电机14，尼龙绳15一端安装在U型弹片13上部，另一端穿过U型弹片13下部并与减速电机14的转轴相连接，调平机构8用于配合叉架6实现对底板7的水平调节；叉架6的四个角上安装有激光测距模块，如果测量到底板7的距离不相等，就会通过控制系统9驱动减速电机14转动，拉动尼龙绳15直到水平；采用尼龙绳15可有效保护减速电机14因意外而过载，过载时尼龙绳15会先断从而保护减速电机14。
所述机架1呈长方体框架结构，具有良好的结构强度。
本发明的使用方法：当需要打印零部件时，通过控制系统9驱动调平机构8配合叉架6实现对底板7的水平调节，然后半导体制冷加热片10就可以对记忆合金弹片11加热使其右转离开挤出头12就可以打印了，如碰到硬性障碍物打印机头5会因过载力大而自动转动，从而保护其不被损坏，而且在打印中途停止后可迅速封闭挤出头12，防止液体流出，从而保证后期的打印质量，因此打印效果好。

Claims (4)

1.3D数控打印制造设备，包括机架（1）、Z轴机构（2）、Y轴机构（3）、X轴机构（4）、打印机头（5）、叉架（6）、底板（7）、调平机构（8）和控制系统（9），其特征是：所述机架（1）两侧安装有Z轴机构（2），两侧Z轴机构（2）之间安装有X轴机构（4），Z轴机构（2）下部安装有Y轴机构（3），Z轴机构（2）、Y轴机构（3）、X轴机构（4）三者联动工作构成了三维立体打印的运动主体，机架（1）下方通过调平机构（8）安装有底板（7），调平机构（8）由U型弹片（13）、减速电机（14）和尼龙绳（15）构成，U型弹片（13）下部安装有减速电机（14），尼龙绳（15）一端安装在U型弹片（13）上部，另一端穿过U型弹片（13）下部并与减速电机（14）的转轴相连接，调平机构（8）用于配合叉架（6）实现对底板（7）的水平调节，X轴机构（4）上安装有打印机头（5），打印机头（5）为重力感应式，其能绕X轴机构（4）上的X轴自由转动，打印机头（5）下部设有挤出头（12），其头部呈圆弧形，打印机头（5）旁设有半导体制冷加热片（10），半导体制冷加热片（10）上设有记忆合金弹片（11），不工作时记忆合金弹片（11）紧贴挤出头（12），起到一个保护的作用，一旦通过半导体制冷加热片（10）加热记忆合金弹片（11）会自动向右转动90度从而脱离挤出头（12），打印机头（5）下部安装有叉架（6）。
2.根据权利要求1所述的3D数控打印制造设备，其特征是：所述控制系统（9）与叉架（6）、调平机构（8）、Z轴机构（2）、Y轴机构（3）、X轴机构（4）、打印机头（5）上的电气元件相连接。
3.根据权利要求1所述的3D数控打印制造设备，其特征是：所述叉架（6）的四个角上安装有激光测距模块。
4.根据权利要求1所述的3D数控打印制造设备，其特征是：所述机架（1）呈长方体框架结构。
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