CN103660299B - 一种多喷头3d打印机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多喷头3D打印机，包括不少于1个喷头及移动支架，移动支架上固定有不少于一个水平运动装置，每个水平运动装置上固定有一个喷头，移动支架在垂直及纵向移动。本发明的有益效果为：可以同时并行拥有两个及以上的喷头。喷头直接固定在运动轴上，不存在频繁的上下移动，减小了由于喷头位置变化产生的打印精度缺失。

Description

一种多喷头3D打印机

技术领域

本发明涉及3D打印机，具体涉及一种多喷头设置的3D打印机。

背景技术

现有技术中的3D打印机均设置为单个喷头，喷头内设置有一个喷嘴或集成有多个喷嘴，大部分为集成两个喷嘴，实际应用中，以两个喷嘴为例，由于存在位置上的限制，在其中一个喷嘴工作时，另一个喷嘴为了防止剐蹭模型，需要在Z向（竖直方向）向上移动，避开模型。因此，由于多个喷嘴是集成在喷头上的，受位置以及相对运动的影响，在喷头总体结构不做大的改变的时候，喷嘴的数量有一定的限制，一般是双喷嘴。现有技术中3D打印机的喷头很难做到集成多个喷嘴。

另外，现有技术中的3D打印机在长期使用中，喷嘴的频繁移动会导致连接件的疲劳损耗，如果不能及时保养，会形成打印的精度误差。

发明内容

有鉴于此，本发明提供的一种多喷头3D打印机，以解决现有技术的喷嘴以及喷头数量过少的问题。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种多喷头3D打印机，包括不少于1个喷头及移动支架，其特征在于，移动支架上固定有不少于一个水平运动装置，每个水平运动装置上固定有一个喷头，移动支架在垂直及纵向移动。通过多个喷头在同一运动方向上并列设置，使3D打印机上可以安装多个喷头。

优选的，水平移动装置包括电机、由电机驱动的平行轴，喷头固定于平行轴上，平行轴的两端均连接有垂直轴。由电机、平行轴、喷头构成的运动装置组成相对简洁，故障率低，精度误差较小，这样的传动系统传动精确，性能稳定可靠。

进一步的，平行轴与垂直轴之间连接距离调节装置。装配时更加方便，能够保证多根平行轴的处于同一高度上，另外长时间使用后，平行轴高度出现误差后也可调节。

优选地，距离调节装置包括L形挡块、螺纹调节间隙装置以及垫板；平行轴的两端固定于L形挡块上，L形挡块与垂直轴之间设有螺纹调节间隙装置，L形挡块与垂直轴之间的间隙压有垫板。这种距离调节装置结构简单，均为常用机械结构，性能可靠，经济成本较低。

进一步的，喷头与平行轴之间连接位置调节装置。装配时更加方便，装配时保证喷头的喷嘴处于同一位置，使用中出现误差时，喷头位置也能微调。

优选地，位置调节装置包括转接板、固定块以及固定螺栓；转接板固定于喷头上，固定块套于平行轴上，固定螺栓贯穿转接板与固定块螺纹连接，转接板上开有与固定螺栓配合的长槽形孔。这种位置调节装置结构简单，均为常用机械结构，性能可靠，经济成本较低。

进一步的，喷头上集成有不少于一个喷嘴。多个喷头加上每个喷头内设置多个喷嘴，可以实现大量喷嘴的安装。或者多个喷头以及每个喷头内一个喷嘴，既通过多个喷头实现了多个喷嘴，又消除了一个喷头内多个喷嘴轮换时的精度下降问题。有效的实现了精度和数量统一。

本发明的有益效果为：可以同时并行拥有两个及以上的喷头。喷头直接固定在运动轴上，不存在频繁的上下移动，减小了由于喷头位置变化产生的打印精度缺失。

附图说明

图1为本发明所述多喷头3D打印机的结构示意图；

图2为本发明所述距离调节装置的结构示意图；

图3为本发明所述位置调节装置的结构示意图；

图4为本发明所述转接板的结构示意图。

图中，

1、移动支架；11、垂直轴；2、喷头；3、水平移动装置；31、平行轴；4、距离调节装置；41、L形挡块；42、螺纹调节间隙装置；43、垫板；5、位置调节装置；51、转接板；52、固定块；53、固定螺栓。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案进行描述，很显然的，附图所描述的仅仅是本发明的一部分而不是全部实施例。

如图1-4所示，本发明提供的多喷头3D打印机，包括多个喷头2，每个喷头2均固定设置在一个水平移动装置3上，多个水平移动装置3在水平方向上并列设置，水平移动装置3均固定于一个移动支架1上。所述水平移动装置3、移动支架1的功能在于使喷头实现三维空间内的定位和移动。此处，水平方向并非限定为具体的横向、竖向或纵向，在此处，水平方向的含义仅为其与垂直及纵向一起构成一个三维立体空间。另外，移动支架可是一个整体装置，既此装置同时可以实现垂直及纵向移动，垂直及纵向由一个驱动装置驱动；同时，垂直及纵向移动也可以指的是两个单独的驱动装置，即一个垂直向驱动装置加上一个纵向驱动装置。在图1中，喷头2通过水平移动装置3实现水平方向的来回移动，通过移动支架1实现垂直及纵向的移动，喷头2从而实现在三维空间航程内任一点的移动。多个喷头2并列设置，在工作时，选择需要的喷头2进行运动控制，不工作的喷头2处于待机状态。

本发明提供的多喷头3D打印机，水平移动装置3优选为包括电机、由电机驱动的平行轴31以及固定于平行轴31上的喷头，平行轴31的两端均滑动连接有垂直轴11。实际应用中，电机可以通过齿轮皮带传动系统连接平行轴31，喷头2也可以通过喷头连接件连接平行轴31上以便于安装和拆卸。其余的常用机械传动机构如杆传动、链传动以及凸轮机构等等均可。另外三维运动技术是机床领域以及诸多机械领域成熟的技术，在此不对垂直及纵向移动装置1和水平移动装置3作过多描述。

需要说明的，本发明名称中的3D打印机应作广义的理解，其不仅包括个人使用的小型3D打印机，也包括工业级应用的3D打印机，俗称快速成型机。

本发明提供的多喷头3D打印机，喷头2内设置一个喷嘴是优选的设计，此时喷嘴应固定于喷头2上，这样消除了现有设计中多个喷嘴轮换造成的尺寸误差以及需要频繁更换喷嘴的缺陷。作为可选的，一个喷头内也可以设计多个喷嘴，即在多个喷头并列设置的同时借鉴现有的多喷嘴设计，此种情况适用于需要众多喷嘴的场合，每个喷嘴内可以使用不同的材料，因此一些需要大量不同材料的加工场所适用于此种技术方案。此时，例如5个喷头，每个喷头内设置3个喷嘴，总共就15个喷嘴，可以使用15种不同的打印材料。相比于现有的一个喷头，优势明显。

作为进一步的改进，如图2所示，平行轴31与垂直轴11之间设有距离调节装置4。距离调节装置4包括L形挡块41、螺纹调节间隙装置42以及垫板43；平行轴31的两端固定于L形挡块41上，L形挡块41与垂直轴11之间设有螺纹调节间隙装置42，L形挡块41与垂直轴11之间的间隙压有垫板43。装配时，通过螺纹调节间隙装置42调节L形挡块41与垂直轴11之间的间隙，间隙内填充垫板43，垫板43优选采用极薄的（毫米级）不锈钢板。使用过程中若各平行轴31之间的高度出现误差，也可使用距离调节装置调节调节平行轴与垂直轴之间的间隙，从而消除平行轴31之间的高度差。

作为进一步的改进，如图3所示，喷头2与平行轴31之间设有位置调节装置5。位置调节装置5包括转接板51、固定块52以及固定螺栓53；转接板51固定于喷头2上，固定块52套于平行轴31上，固定螺栓53穿过转接板51与固定块52螺纹连接，转接板51上开有与固定螺栓53配合的长槽形孔。装配时，通过位置调节装置5保证多个喷头加工时位置的统一。工作中，当各个喷头2工作位置不一致时，也可使用位置调节装置5调整。

需要说明的是，上述距离调节装置4以及位置调节装置5主要从性价比和稳定性角度考虑，螺纹调节技术成熟、稳定，在较低的经济成本的情况下可达到毫米级的调节。这已能满足大多数加工对象的需求。但在机械加工中，一些产品的最终精度可能需要低于毫米级，此时，上述距离调节装置以及位置调节装置可设计为一些调节精度较高的调节装置。这些装置在现有的车床、铣床、刨床、磨床、钻床、镗床以及数控机床中均可找到，为本领域的惯用技术手段和公知常识，因此对这些较高精度的调节手段不再一一赘述。

上述技术方案的描述仅体现了本发明的优选技术方案，而并不是无遗漏的，或者将本发明限于所公开的形式。基于本发明的实施例，任何人在没有做出创造性劳动的前提下所获得的其他形式的技术方案，不论其在结构或形式上作出何种变化，均属于本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种多喷头3D打印机，包括不少于1个喷头(2)及移动支架(1)，其特征在于，移动支架上固定有不少于一个水平移动装置(3)，每个水平移动装置上固定有一个喷头(3)，移动支架在垂直及纵向移动；水平移动装置包括电机、由电机驱动的平行轴(31)，喷头固定于平行轴上，平行轴的两端均连接有垂直轴(11)，平行轴与垂直轴之间连接距离调节装置(4)。

2.根据权利要求1所述的多喷头3D打印机，其特征在于，距离调节装置包括L形挡块(41)、螺纹调节间隙装置(42)以及垫板(43)；平行轴的两端固定于L形挡块上，L形挡块与垂直轴之间设有螺纹调节间隙装置，L形挡块与垂直轴之间的间隙压有垫板。

3.根据权利要求1所述的多喷头3D打印机，其特征在于，喷头与平行轴之间连接位置调节装置(5)。

4.根据权利要求3所述的多喷头3D打印机，其特征在于，位置调节装置包括转接板(51)、固定块(52)以及固定螺栓(53)；转接板固定于喷头上，固定块套于平行轴上，固定螺栓贯穿转接板与固定块螺纹连接，转接板上开有与固定螺栓配合的长槽形孔。

5.根据权利要求1-4任一项所述的多喷头3D打印机，其特征在于，喷头上集成有不少于一个喷嘴。