CN104015368A - 一种挤出头断料自动切换的3d打印机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种挤出头断料自动切换的3D打印机，其包括机架，Z向导轨上滑动连接有Z向滑座，Z向滑座上设有打印平台组件；机架顶部设有X向导轨，X向导轨上滑动连接有X向滑座；X向滑座的下端设有Y向导轨，Y向导轨上滑动连接有Y向滑座；Y向滑座下端设有向打印平台组件的台面挤喷熔化打印丝料的挤出头组件；挤出头组件包括第一打印丝料挤出单元和第二打印丝料挤出单元；第一打印丝料挤出单元中设有第一断料检测机构，第二打印丝料挤出单元中设有第二断料检测机构，3D打印机还包括控制器。本发明利用双打印丝料挤出单元的特点，并通过断料检测机构检测是否断料，若出现断料，则切换至另一个打印丝料挤出单元继续打印。
Description
技术领域
本发明涉及3D打印机领域，尤其涉及一种挤出头断料自动切换的3D打印机。
背景技术
3D打印机，即快速成型技术的一种机器，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。过去其常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，现正逐渐用于一些产品的直接制造。
现在主流的3D打印技术主要包括四种：光固化成型（SLA），三维粉末粘接（3DP），选择性激光烧结（SLS），熔融沉积快速成型（FDM）。
熔丝沉积打印机是将丝状热熔性材料加热融化，通过带有一个微细喷嘴的喷头挤喷出来。工作时，先确定各层间距，计算机对三维电脑模型进行切片，生成路径，然后在计算机控制下喷头按路径移动出料，热熔材料粘结在工作台上或前一层已固化的层面上，每固化一层工作台下移一个层间距，如此反复逐层制作，直至最后一层，通过材料的层层堆积形成最终成品。
然而现有的FDM普遍都只是一个熔丝挤出头，若熔丝挤出头出现断料，打印工作就无法继续进行，之前形成部分的模型只能报废，造成材料的大量浪费。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明的目的是提供一种结构简单、减少生产浪费的挤出头断料自动切换的3D打印机。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种挤出头断料自动切换的3D打印机，包括机架，机架的底部设有底板；所述底板上垂直设有支撑架，支撑架一侧设有Z向导轨，Z向导轨上滑动连接有Z向滑座，Z向滑座由Z轴电机驱动在Z向导轨上滑动，所述Z向滑座上设有打印平台组件；所述机架顶部设有X向导轨，X向导轨上滑动连接有X向滑座，X向滑座由X轴电机驱动在X向导轨上滑动；所述X向滑座的下端设有Y向导轨，Y向导轨上滑动连接有Y向滑座，Y向滑座由Y轴电机驱动在Y向导轨上滑动；所述Y向滑座下端设有向打印平台组件的台面挤喷熔化打印丝料的挤出头组件；所述挤出头组件包括第一打印丝料挤出单元和第二打印丝料挤出单元；所述第一打印丝料挤出单元中设有第一断料检测机构，第二打印丝料挤出单元中设有第二断料检测机构，所述3D打印机还包括控制器，第一断料检测机构和第二断料检测机构输出端分别与控制器电连接，所述控制器控制第一打印丝料挤出单元和第二打印丝料挤出单元出丝；
所述第一打印丝料挤出单元单独出丝时，若第一断料检测机构检测到第一打印丝料挤出单元出丝过程中出现断料，控制器控制第一打印丝料挤出单元停止工作，并切换第二打印丝料挤出单元出丝；
或所述第二打印丝料挤出单元单独出丝时，若第二断料检测机构检测到第二打印丝料挤出单元出丝过程中出现断料，控制器控制第二打印丝料挤出单元停止工作，并切换第一打印丝料挤出单元出丝。
所述第一打印丝料挤出单元包括第一送丝对辊、第一导丝管、第一加热件和第一挤出头，所述第一送丝对辊包括第一主动送丝辊和第一被动送丝辊，第一主动送丝辊和第一被动送丝辊夹持对辊传送第一打印丝料，所述第一打印丝料穿过第一送丝对辊后再穿过第一导丝管进入第一加热件中，加热熔融后从第一挤出头喷出；所述第一主动送丝辊由第一送丝电机带动旋转，第一送丝电机电连接至控制器；所述第一断料检测机构包括第一断料检测层和第一光电传感器，所述第一断料检测层设在第一被动送丝辊的轴向侧面，所述第一光电传感器设在第一断料检测层一侧，检测第一被动送丝辊是否带动第一断料检测层旋转。
所述第二打印丝料挤出单元包括第二送丝对辊、第二导丝管、第二加热件和第二挤出头，所述第二送丝对辊包括第二主动送丝辊和第二被动送丝辊，第二主动送丝辊和第二被动送丝辊夹持对辊传送第二打印丝料，所述第二打印丝料穿过第二送丝对辊后再穿过第二导丝管进入第二加热件中，加热熔融后从第二挤出头喷出；所述第二主动送丝辊由第二送丝电机带动旋转，第二送丝电机电连接至控制器；所述第二断料检测机构包括第二断料检测层和第二光电传感器，所述第二断料检测层设在第二被动送丝辊的轴向侧面，所述第二光电传感器设在第二断料检测层一侧，检测第二被动送丝辊是否带动第二断料检测层旋转。
所述打印平台组件包括加热组件和打印台，所述打印台可拆卸固定在加热组件上；所述打印台由多节面板依序连接而成，相邻两节面板通过铰链连接。
本发明采用以上技术方案，利用双打印丝料挤出单元的特点，并通过断料检测机构检测是否断料，若出现断料，则切换至另一个打印丝料挤出单元继续打印。这样的方式，不仅提高生产效率，而且可以避免材料的大量浪费，降低生产成本。另外，本发明是在现有的FDM的打印机上进行改造，结构简单，可靠。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步详细的说明：
图1为本发明的整体结构示意图；
图2为挤出头组件的示意图；
图3为打印台的示意图。
具体实施方式
如图1、图2或图3所示，本发明包括机架1，机架1的底部设有底板2；所述底板2上垂直设有支撑架7，支撑架7一侧设有Z向导轨3，Z向导轨3上滑动连接有Z向滑座4，Z向滑座4由Z轴电机驱动在Z向导轨3上滑动，所述Z向滑座4上设有打印平台组件；所述机架1顶部设有X向导轨9，X向导轨9上滑动连接有X向滑座10，X向滑座10由X轴电机驱动在X向导轨9上滑动；所述X向滑座10的下端设有Y向导轨11，Y向导轨11上滑动连接有Y向滑座12，Y向滑座12由Y轴电机驱动在Y向导轨11上滑动；所述Y向滑座12下端设有向打印平台组件的台面挤喷熔化打印丝料的挤出头组件8；所述挤出头组件8包括第一打印丝料挤出单元81和第二打印丝料挤出单元82；所述第一打印丝料挤出单元中81设有第一断料检测机构，第二打印丝料挤出单元82中设有第二断料检测机构，所述3D打印机还包括控制器，第一断料检测机构和第二断料检测机构输出端分别与控制器电连接，所述控制器控制第一打印丝料挤出单元81和第二打印丝料挤出单元82出丝；
所述第一打印丝料挤出单元81单独出丝时，若第一断料检测机构检测到第一打印丝料挤出单元81出丝过程中出现断料，控制器控制第一打印丝料挤出单元81停止工作，并切换第二打印丝料挤出单元82出丝；
或所述第二打印丝料挤出单元82单独出丝时，若第二断料检测机构检测到第二打印丝料挤出单元82出丝过程中出现断料，控制器控制第二打印丝料挤出单元82停止工作，并切换第一打印丝料挤出单元81出丝。
所述第一打印丝料挤出单元81包括第一送丝对辊、第一导丝管813、第一加热件814和第一挤出头815，所述第一送丝对辊包括第一主动送丝辊811和第一被动送丝辊812，第一主动送丝辊811和第一被动送丝辊812夹持对辊传送第一打印丝料816，所述第一打印丝料816穿过第一送丝对辊后再穿过第一导丝管813进入第一加热件814中，加热熔融后从第一挤出头815喷出；所述第一主动送丝辊811由第一送丝电机带动旋转，第一送丝电机电连接至控制器；所述第一断料检测机构包括第一断料检测层83和第一光电传感器（图中未示出），所述第一断料检测层83设在第一被动送丝辊812的轴向侧面，所述第一光电传感器设在第一断料检测层83一侧，检测第一被动送丝辊812是否带动第一断料检测层83旋转。第一断料检测层83的表面由两种不同的检测区域间隔排布组成的一个的圆形图层，具体的两种检测区域可以为：其中一种为高电平的检测区域，另一种为低电平的检测区域，若第一光电传感器检测到的一直为高电平或低电平，表示第一被动送丝辊812处于静止状态，则表明第一打印丝料挤出单元81没在出丝，即第一打印丝料挤出单元81处于断料状态；若第一光电传感器交替测检到高电平和低电平，则第一打印丝料挤出单元81处于正常出丝状态。
所述第二打印丝料挤出单元82包括第二送丝对辊、第二导丝管823、第二加热件824和第二挤出头825，所述第二送丝对辊包括第二主动送丝辊821和第二被动送丝辊822，第二主动送丝辊821和第二被动送丝辊822夹持对辊传送第二打印丝料826，所述第二打印丝料826穿过第二送丝对辊后再穿过第二导丝管823进入第二加热件824中，加热熔融后从第二挤出头825喷出；所述第二主动送丝辊821由第二送丝电机带动旋转，第二送丝电机电连接至控制器；所述第二断料检测机构包括第二断料检测层84和第二光电传感器（图中未示出），所述第二断料检测层84设在第二被动送丝辊822的轴向侧面，所述第二光电传感器设在第二断料检测层84一侧，检测第二被动送丝辊822是否带动第二断料检测层84旋转，以判定第二打印丝料挤出单元82在出丝过程中是否出现断料。第二断料检测机构与上述的第一断料检测机构的结构和原理相同，不再详细表述。
所述打印平台组件包括加热组件5和打印台6，所述打印台6可拆卸固定在加热组件5上；所述打印台6由多节面板61依序连接而成，相邻两节面板61通过铰链连接。加热组件5将打印台6加热至80-120℃并保温，挤出头组件8将熔化的丝料在打印台6上逐层打印，最终形成一个立体模型。待整个立体模型打印结束后，将打印台6从加热组件5上拆卸下来，然后将面板61逐节顺序地与立体模型剥离。这样的结构，打印成型的立体模型不仅可以很方便地从打印台6上剥离，又不会造成立体模型损坏，使用非常简单、方便。
Claims (4)
1.一种挤出头断料自动切换的3D打印机，包括机架，机架的底部设有底板；所述底板上垂直设有支撑架，支撑架一侧设有Z向导轨，Z向导轨上滑动连接有Z向滑座，Z向滑座由Z轴电机驱动在Z向导轨上滑动，所述Z向滑座上设有打印平台组件；所述机架顶部设有X向导轨，X向导轨上滑动连接有X向滑座，X向滑座由X轴电机驱动在X向导轨上滑动；所述X向滑座的下端设有Y向导轨，Y向导轨上滑动连接有Y向滑座，Y向滑座由Y轴电机驱动在Y向导轨上滑动；所述Y向滑座下端设有向打印平台组件的台面挤喷熔化打印丝料的挤出头组件；其特征在于：所述挤出头组件包括第一打印丝料挤出单元和第二打印丝料挤出单元；所述第一打印丝料挤出单元中设有第一断料检测机构，第二打印丝料挤出单元中设有第二断料检测机构，所述3D打印机还包括控制器，第一断料检测机构和第二断料检测机构输出端分别与控制器电连接，所述控制器控制第一打印丝料挤出单元和第二打印丝料挤出单元出丝；
所述第一打印丝料挤出单元单独出丝时，若第一断料检测机构检测到第一打印丝料挤出单元出丝过程中出现断料，控制器控制第一打印丝料挤出单元停止工作，并切换第二打印丝料挤出单元出丝；
或所述第二打印丝料挤出单元单独出丝时，若第二断料检测机构检测到第二打印丝料挤出单元出丝过程中出现断料，控制器控制第二打印丝料挤出单元停止工作，并切换第一打印丝料挤出单元出丝。
2.根据权利要求1所述的一种挤出头断料自动切换的3D打印机，其特征在于：所述第一打印丝料挤出单元包括第一送丝对辊、第一导丝管、第一加热件和第一挤出头，所述第一送丝对辊包括第一主动送丝辊和第一被动送丝辊，第一主动送丝辊和第一被动送丝辊夹持对辊传送第一打印丝料，所述第一打印丝料穿过第一送丝对辊后再穿过第一导丝管进入第一加热件中，加热熔融后从第一挤出头喷出；所述第一主动送丝辊由第一送丝电机带动旋转，第一送丝电机电连接至控制器；所述第一断料检测机构包括第一断料检测层和第一光电传感器，所述第一断料检测层设在第一被动送丝辊的轴向侧面，所述第一光电传感器设在第一断料检测层一侧，检测第一被动送丝辊是否带动第一断料检测层旋转。
3.根据权利要求1所述的一种挤出头断料自动切换的3D打印机，其特征在于: 所述第二打印丝料挤出单元包括第二送丝对辊、第二导丝管、第二加热件和第二挤出头，所述第二送丝对辊包括第二主动送丝辊和第二被动送丝辊，第二主动送丝辊和第二被动送丝辊夹持对辊传送第二打印丝料，所述第二打印丝料穿过第二送丝对辊后再穿过第二导丝管进入第二加热件中，加热熔融后从第二挤出头喷出；所述第二主动送丝辊由第二送丝电机带动旋转，第二送丝电机电连接至控制器；所述第二断料检测机构包括第二断料检测层和第二光电传感器，所述第二断料检测层设在第二被动送丝辊的轴向侧面，所述第二光电传感器设在第二断料检测层一侧，检测第二被动送丝辊是否带动第二断料检测层旋转。
4.根据权利要求1所述的一种挤出头断料自动切换的3D打印机，其特征在于:所述打印平台组件包括加热组件和打印台，所述打印台可拆卸固定在加热组件上；所述打印台由多节面板依序连接而成，相邻两节面板通过铰链连接。
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