CN105128331A - 一种新型3d打印设备 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种新型3D打印设备，包括机架、竖直移动机构、第一水平移动机构、第二水平移动机构、打印头、打印座和控制机构；竖直移动机构包括第一驱动装置、第一螺纹杆、移动板和多个定位杆；第一水平移动机构包括安装架和第二驱动装置；第二水平移动机构包括第三驱动装置和多个滑动杆；打印座安装在机架上并位于打印头下方；机架上可转动安装有观测筒，观测筒与第一螺纹杆同轴设置并位于打印头外围，机架上还安装有第四驱动装置；控制机构包括控制装置、激光测距装置和第五驱动装置。本发明结构简单，运动稳定且可以在打印出错时自动停止打印。

Description

一种新型3D打印设备

技术领域

本发明涉及3D打印领域，具体涉及一种新型3D打印设备。

背景技术

3D打印机又称三维打印机，即快速成形技术的一种机器，它是一种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，是一种累积制造技术，通过打印一层层的粘合材料来制造三维的物体，其基本原理是通过把数据和原料放进3D打印机中，机器会按照程序把产品一层层造出来，而打印出的产品，并可以即时使用。3D打印机过去常在模具制造、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，可用于珠宝，鞋类，工业设计，建筑，工程和施工，汽车，航空航天，牙科和医疗产业，教育，地理信息系统，土木工程，和许多其他领域。

目前的3D打印设备驱动方式多种多样，现有的3D打印设备通常包括水平轨道，水平轨道包括相互垂直的X轨道和Y轨道，3D打印设备还包括沿竖直方向延伸的Z轨道，大部分3D打印设备的水平轨道上驱动打印头移动的驱动装置均驱动连接打印头，打印头移动时各个部分相互配合的要求较高，而且打印头工作过程中加热单元处于高温状态，打印头附近或内部零件过于密集会严重影响打印头的散热效果，影响设备的使用寿命，而且现在的3D打印设备打印时间较长，如果工作人员守候在3D打印设备前，在打印出错时可以及时停止3D打印设备工作，避免耗材的浪费，但是工作人员工作时间长而且有些问题人眼很难发现。

发明内容

基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种新型3D打印设备，其结构简单，运动稳定且可以在打印出错时自动停止打印。

本发明提出的一种新型3D打印设备，包括机架、竖直移动机构、第一水平移动机构、第二水平移动机构、打印头、打印座和控制机构；

竖直移动机构包括第一驱动装置、第一螺纹杆、移动板和多个定位杆；第一驱动装置安装在机架上，第一驱动装置驱动连接第一螺纹杆，第一驱动装置驱动第一螺纹杆沿第一螺纹杆轴向移动，第一螺纹杆竖直设置，移动板安装在第一螺纹杆下端，定位杆下端均安装在移动板上，定位杆上端穿过机架；

第一水平移动机构包括安装架和第二驱动装置，移动板上设有移动轨道，移动轨道垂直于第一螺纹杆轴线，安装架可移动安装移动轨道上并位于移动板下方，第二驱动装置驱动连接安装架，第二驱动装置驱动安装架移动；

第二水平移动机构包括第三驱动装置和多个滑动杆，滑动杆相互平行且滑动杆轴线垂直于第一螺纹杆和移动轨道，打印头可移动安装在滑动杆上，第三驱动装置驱动连接打印头，第三驱动装置驱动打印头移动；

打印座安装在机架上并位于打印头下方；

机架上可转动安装有观测筒，观测筒与第一螺纹杆同轴设置并位于打印头外围，机架上还安装有第四驱动装置，第四驱动装置驱动观测筒绕观测筒轴线转动；

控制机构包括控制装置、激光测距装置和第五驱动装置；控制装置包括控制模块和图像处理模块，图像处理模块用于接收外部存储设备的打印图像信息并向控制模块发送打印图像信息；第五驱动装置用于驱动激光测距装置沿观测筒轴向运动；

控制模块通信连接图像处理模块、打印头、第一驱动装置、第二驱动装置、第三驱动装置、第四驱动装置和第五驱动装置；控制模块预设有距离值；当控制模块接收到图像处理模块发送的打印图像信息时，控制模块控制打印头启动，打印头完成打印准备时控制模块控制第一驱动装置、第二驱动装置和第三驱动装置工作，制第一驱动装置、第二驱动装置和第三驱动装置工作使打印头根据打印图像信息移动；

控制模块控制第四驱动装置和第五驱动装置工作，第四驱动装置和第五驱动装置工作使激光测距装置位于不同的位置检测打印已完成部与激光测距装置的距离，控制模块根据打印图像信息计算出理论上激光测距装置位于不同的位置检测打印已完成部与激光测距装置的距离，控制模块判断激光测距装置位于不同的位置检测打印已完成部与激光测距装置的距离与理论上激光测距装置位于不同的位置检测打印已完成部与激光测距装置的距离误差是否大于预设距离值，若大于预设距离值控制模块停止打印头、第一驱动装置、第二驱动装置、第三驱动装置、第四驱动装置和第五驱动装置工作。

优选地,机架对应打印座位置可转动安装有多个第二螺纹杆，第二螺纹杆下端可转动的安装在机架内，第二螺纹杆上端与打印座螺纹配合。

优选地,第二螺纹杆设有三个。

优选地,打印座上安装有气泡水平仪。

优选地,滑动杆设有两个。

优选地,定位杆设有四个。

本发明通过第一驱动装置、第二驱动装置和第三驱动装置配合实现打印头在三个方向上移动，不会出现同一个方向上多驱动装置驱动而产生移动距离或方向的偏差，第一驱动装置驱动第一螺纹杆移动，第一螺纹杆移动易实现安装架在第一螺纹杆轴线上进行精确的位置调整，定位杆可以避免第一螺纹杆升降过程中安装架转动，提高安装架移动过程中的稳定性，驱动装置较为分散对打印头散热效果影响较小，第四驱动装置和第五驱动装置配合可以方便的实现激光测距装置移动位置，控制机构与激光测距装置配合可以有效检查出所打印出来的产品存在的一些不足，减少了工作人员的工作压力并减少。

附图说明

图1为本发明提出的一种新型3D打印设备主视方向结构示意图；

图2为本发明提出的一种新型3D打印设备右视方向结构示意图。

具体实施方式

参照图1和图2所示，本发明提出的一种新型3D打印设备，包括机架1、竖直移动机构2、第一水平移动机构3、第二水平移动机构、打印头5、打印座6和控制机构7。

竖直移动机构2包括第一驱动装置21、第一螺纹杆22、移动板23和多个定位杆24；第一驱动装置21安装在机架1上，第一驱动装置21驱动连接第一螺纹杆22，第一驱动装置21驱动第一螺纹杆22沿第一螺纹杆22轴向移动，第一螺纹杆22竖直设置，移动板23安装在第一螺纹杆22下端，定位杆24下端均安装在移动板23上，定位杆24上端穿过机架1；

第一水平移动机构3包括安装架31和第二驱动装置32，移动板23上设有移动轨道，移动轨道垂直于第一螺纹杆22轴线，安装架31可移动安装移动轨道上并位于移动板23下方，第二驱动装置32驱动连接安装架31，第二驱动装置32驱动安装架31移动。

第二水平移动机构包括第三驱动装置和两个滑动杆41，滑动杆41相互平行且滑动杆41轴线垂直于第一螺纹杆22和移动轨道，打印头5可移动安装在滑动杆41上，第三驱动装置驱动连接打印头5，第三驱动装置驱动打印头5移动。

打印座6安装在机架1上并位于打印头5下方。

机架1上可转动安装有观测筒11，观测筒11与第一螺纹杆22同轴设置并位于打印头5外围，机架1上还安装有第四驱动装置12，第四驱动装置12驱动观测筒11绕观测筒11轴线转动。

控制机构7包括控制装置71、激光测距装置72和第五驱动装置73；控制装置71包括控制模块和图像处理模块，图像处理模块用于接收外部存储设备的打印图像信息并向控制模块发送打印图像信息；第五驱动装置73用于驱动激光测距装置72沿观测筒11轴向运动；

本实施方式中,机架1对应打印座6位置可转动安装有三个第二螺纹杆13，第二螺纹杆13下端可转动的安装在机架1内，第二螺纹杆13上端与打印座6螺纹配合，可以方便快捷的调节打印座6位置且不影响打印座6稳定，打印座6上安装有气泡水平仪，便于工作人员进行调节。

本发明使用时，控制模块通信连接图像处理模块、打印头5、第一驱动装置21、第二驱动装置32、第三驱动装置、第四驱动装置12和第五驱动装置73；控制模块预设有距离值；当控制模块接收到图像处理模块发送的打印图像信息时，控制模块控制打印头5启动，打印头5完成打印准备时控制模块控制第一驱动装置21、第二驱动装置32和第三驱动装置工作，制第一驱动装置21、第二驱动装置32和第三驱动装置工作使打印头5根据打印图像信息移动。

控制模块控制第四驱动装置12和第五驱动装置73工作，第四驱动装置12和第五驱动装置73工作使激光测距装置72位于不同的位置检测打印已完成部与激光测距装置72的距离，控制模块根据打印图像信息计算出理论上激光测距装置72位于不同的位置检测打印已完成部与激光测距装置72的距离，控制模块判断激光测距装置72位于不同的位置检测打印已完成部与激光测距装置72的距离与理论上激光测距装置72位于不同的位置检测打印已完成部与激光测距装置72的距离误差是否大于预设距离值，若大于预设距离值控制模块停止打印头5、第一驱动装置21、第二驱动装置32、第三驱动装置、第四驱动装置12和第五驱动装置73工作。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种新型3D打印设备，其特征在于：包括机架(1)、竖直移动机构(2)、第一水平移动机构(3)、第二水平移动机构、打印头(5)、打印座(6)和控制机构(7)；

竖直移动机构(2)包括第一驱动装置(21)、第一螺纹杆(22)、移动板(23)和多个定位杆(24)；第一驱动装置(21)安装在机架(1)上，第一驱动装置(21)驱动连接第一螺纹杆(22)，第一驱动装置(21)驱动第一螺纹杆(22)沿第一螺纹杆(22)轴向移动，第一螺纹杆(22)竖直设置，移动板(23)安装在第一螺纹杆(22)下端，定位杆(24)下端均安装在移动板(23)上，定位杆(24)上端穿过机架(1)；

第一水平移动机构(3)包括安装架(31)和第二驱动装置(32)，移动板(23)上设有移动轨道，移动轨道垂直于第一螺纹杆(22)轴线，安装架(31)可移动安装移动轨道上并位于移动板(23)下方，第二驱动装置(32)驱动连接安装架(31)，第二驱动装置(32)驱动安装架(31)移动；

第二水平移动机构包括第三驱动装置和多个滑动杆(41)，滑动杆(41)相互平行且滑动杆(41)轴线垂直于第一螺纹杆(22)和移动轨道，打印头(5)可移动安装在滑动杆(41)上，第三驱动装置驱动连接打印头(5)，第三驱动装置驱动打印头(5)移动；

打印座(6)安装在机架(1)上并位于打印头(5)下方；

机架(1)上可转动安装有观测筒(11)，观测筒(11)与第一螺纹杆(22)同轴设置并位于打印头(5)外围，机架(1)上还安装有第四驱动装置(12)，第四驱动装置(12)驱动观测筒(11)绕观测筒(11)轴线转动；

控制机构(7)包括控制装置(71)、激光测距装置(72)和第五驱动装置(73)；控制装置(71)包括控制模块和图像处理模块，图像处理模块用于接收外部存储设备的打印图像信息并向控制模块发送打印图像信息；第五驱动装置(73)用于驱动激光测距装置(72)沿观测筒(11)轴向运动；

控制模块通信连接图像处理模块、打印头(5)、第一驱动装置(21)、第二驱动装置(32)、第三驱动装置、第四驱动装置(12)和第五驱动装置(73)；控制模块预设有距离值；当控制模块接收到图像处理模块发送的打印图像信息时，控制模块控制打印头(5)启动，打印头(5)完成打印准备时，控制模块控制第一驱动装置(21)、第二驱动装置(32)和第三驱动装置工作，制第一驱动装置(21)、第二驱动装置(32)和第三驱动装置工作使打印头(5)根据打印图像信息移动；

控制模块控制第四驱动装置(12)和第五驱动装置(73)工作，第四驱动装置(12)和第五驱动装置(73)工作使激光测距装置(72)位于不同的位置检测打印已完成部与激光测距装置(72)的距离，控制模块根据打印图像信息计算出理论上激光测距装置(72)位于不同的位置检测打印已完成部与激光测距装置(72)的距离，控制模块判断激光测距装置(72)位于不同的位置检测打印已完成部与激光测距装置(72)的距离与理论上激光测距装置(72)位于不同的位置检测打印已完成部与激光测距装置(72)的距离误差是否大于预设距离值，若大于预设距离值，控制模块停止打印头(5)、第一驱动装置(21)、第二驱动装置(32)、第三驱动装置、第四驱动装置(12)和第五驱动装置(73)工作。

2.根据权利要求1所述的新型3D打印设备，其特征在于：机架(1)对应打印座(6)位置可转动安装有多个第二螺纹杆(13)，第二螺纹杆(13)下端可转动的安装在机架(1)内，第二螺纹杆(13)上端与打印座(6)螺纹配合。

3.根据权利要求2所述的新型3D打印设备，其特征在于：第二螺纹杆(13)设有三个。

4.根据权利要求2所述的新型3D打印设备，其特征在于：打印座(6)上安装有气泡水平仪。

5.根据权利要求1所述的新型3D打印设备，其特征在于：滑动杆(41)设有两个。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的新型3D打印设备，其特征在于：定位杆(24)设有四个。