CN105563828B - 自动调平式3d打印机 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种自动调平式3D打印机，包括基座、平台座；平台座可上下移动；平台座上方水平设置有工作平台；工作平台上方设有打印喷头；工作平台下侧的四个边角位置点上分别固定一根向下延伸的滑杆，滑杆向下穿过平台座上的主滑道；且滑杆上制有齿条，齿条啮合于平台座下方的齿轮，齿轮上方设有固定于平台座下侧的小滑道，小滑道内设有可上下自由滑动的小滑柱；小滑柱上升到最上端时，所齿轮可自由旋转，下降到最下端时，小滑柱的下端部卡住齿轮的一个齿间；滑杆、小滑柱均由软磁质构成；打印喷头内部设有电磁铁。该打印机可以在打印模型前自动实现工作平台的水平度调节。

Description

自动调平式3D打印机

技术领域

本发明涉及机电设备领域，特别地，是一种3D打印机。

背景技术

在3D打印机的工作过程中，需要连续地移动工作平台，由于工作平台的传动机构非对称，工作平台大致呈悬板式，因此其各处的形变特征不一致，导致其水平度难以得到稳定的保障，故而对于普通的3D打印机，需要在使用一段时间后，或在打印发生卡塞的情况下，对工作平台进行调平作业，为此，3D打印机中专门设置一段调平指令，启动后，工作平台上升到接近打印喷头处，移动打印喷头，使打印喷头依次定位到工作平台的四个边角位置点，当打印喷头处于工作平台的各边角位置点时，手动调节工作平台下方的调节螺母，使各位置点与打印喷头之间均保持约一张打印纸的间隙，从而确保工作平台的水平状态。由此可见，该过程较为繁琐，容易让人忽略，结果使3D打印的次品率较高。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的在于提供一种自动调平式3D打印机，该打印机可以在打印模型前自动实现工作平台的水平度调节。

本发明实现技术目的所采用的技术方案是：该自动调平式3D打印机包括基座、平台座；所述平台座可在驱动机构的作用下，沿固定于所述基座上的竖直导轨上下移动；所述平台座上方水平设置有工作平台；所述工作平台上方设有可在步进电机控制下于水平面内作自由移动的打印喷头；所述工作平台下侧的四个边角位置点上分别固定一根向下延伸的滑杆，所述滑杆向下穿过所述平台座上的主滑道；且所述滑杆上制有齿条，所述齿条啮合于平台座下方的齿轮，所述齿轮上方设有固定于平台座下侧的小滑道，所述小滑道内设有可在小滑道内上下自由滑动的小滑柱；所述小滑柱上升到最上端时，所述齿轮可自由旋转，而小滑柱下降到最下端时，小滑柱的下端部卡住所述齿轮的一个齿间；所述滑杆、小滑柱均由软磁质构成；所述打印喷头内部设有电磁铁。

作为优选，所述平台座与工作平台之间的各段滑杆的外周套设有支承弹簧，为所述平台座与工作平台之间提供支承力。

作为优选，所述齿轮为尖齿轮，所述小滑柱的下端部呈半球形，从而可在所述齿轮转至任意角度时，卡住齿轮的齿间。

作为优选，各所述滑杆匹配两个小滑道和小滑柱，该两个小滑道和小滑柱并列设置，且两个小滑柱的间隔宽度小于齿轮的齿根宽度；以使一个小滑柱顶住齿轮的一个齿的一侧时，另一个小滑柱顶住该齿的另一侧；使齿轮转到任何角度，均可由其上方的两个小滑柱牢牢卡住。

本发明的有益效果在于：该自动调平式3D打印机在调平过程中，打印喷头按指令依次移动到工作平台的各边角位置点，且当打印喷头移动到边角位置点后，接通打印喷头内的电磁铁，此时由软磁质构成的所述小滑柱受到上方的磁吸力而上升，从而消除对所述齿轮、滑杆的约束，则滑杆在磁吸力作用下，亦上升，直至该滑杆对应的边角位置点顶住打印喷头；然后断开所述电磁铁，则所述小滑柱下落并卡住所述齿轮，使齿轮和滑杆无法位移；当打印喷头移动到下一个边角位置点时，再次接通所述电磁铁，重复上述过程，从而使各边角位置点均恰好顶住打印喷头，以使工作平台调校到水平状态；可见该打印机可以自动实现工作平台的水平度调节，大幅节约人工精力，可降低打印次品率。

附图说明

图1是本自动调平式3D打印机一个实施例的示意图。

图2是图1中I处的实施例一的局部示意图。

图3是图1中I处的实施例二的局部示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明：

在图1所示实施例中，该自动调平式3D打印机包括基座1、平台座2；所述平台座2可在驱动机构（未图示）的作用下，沿固定于所述基座1上的竖直导轨11上下移动；所述平台座2上方水平设置有工作平台3；所述工作平台3上方设有可在步进电机（未图示）控制下于水平面内作自由移动的打印喷头4；所述工作平台3下侧的四个边角位置点上分别固定一根向下延伸的滑杆31，所述滑杆31向下穿过所述平台座2上的主滑道；且所述滑杆31上制有齿条，所述齿条31啮合于平台座下方的齿轮5。

对于图1中，对应于所述齿轮5附近的I处的部分，具有两个实施例，其实施例一如图2所示，齿轮5上方设有固定于平台座2下侧的小滑道20，所述小滑道20内设有可在小滑道内上下自由滑动的小滑柱21；所述小滑柱上升到最上端时，所述齿轮5可自由旋转，而小滑柱21下降到最下端时，小滑柱21的下端部卡住所述齿轮5的一个齿间；为了使小滑柱21可在齿轮5转至任意角度时，卡入齿轮5的齿间；所述小滑柱21的下端部呈半球形。所述滑杆31、小滑柱21均由软磁质构成，如软铁；所述打印喷头4内部设有电磁铁。

图1中，I处的实施例二如图3所示，各所述滑杆匹配两个小滑道20和小滑柱21，该两个小滑道20和小滑柱21并列设置，且两个小滑柱的间隔宽度小于齿轮5的齿根宽度；以使一个小滑柱21顶住齿轮5的一个齿的一侧时，另一个小滑柱顶住该齿的另一侧；使齿轮转到任何角度，均可由其上方的两个小滑柱牢牢卡住，即，可以大幅提高锁止齿轮5的稳定性。

所述平台座2与工作平台3之间的各段滑杆31的外周套设有支承弹簧6，为所述平台座2与工作平台3之间提供支承力；以使所述齿轮5在非锁止状态下，所述工作平台3不会下落。

需要指出的是，图1中仅示意了本3D打印机的部分零件，由于其它零件与本发明的关键技术点无关，故而省略。

上述自动调平式3D打印机在调平过程中，打印喷头4按指令依次移动到工作平台3的各边角位置点，且当打印喷头4移动到边角位置点后，接通打印喷头4内的电磁铁，此时由软磁质构成的所述小滑柱21受到上方的磁吸力而上升，从而消除对所述齿轮5、滑杆31的约束，则滑杆31在磁吸力作用下，亦上升，直至该滑杆31对应的边角位置点顶住打印喷头4；然后断开所述电磁铁，则所述小滑柱21下落并卡住所述齿轮5，使齿轮5和滑杆31无法位移；当打印喷头4移动到下一个边角位置点时，再次接通所述电磁铁，重复上述过程，从而使各边角位置点均恰好顶住打印喷头4，以使工作平台调校到水平状态；可见该打印机可以自动实现工作平台的水平度调节，大幅节约人工精力，可降低打印次品率。值得指出的是，如要使工作平台3的零基准面与打印喷头4相距微小间隙，如，普通3D打印机中，在调平过程中，使该微小间隙为一张打印纸的厚度；那么，在本打印机中，只要将工作平台3在开始打印前，下移一张打印纸的厚度即可。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种自动调平式3D打印机，该自动调平式3D打印机包括基座（1）、平台座（2）；其特征在于：所述平台座（2）可在驱动机构的作用下，沿固定于所述基座（1）上的竖直导轨（11）上下移动；所述平台座（2）上方水平设置有工作平台（3）；所述工作平台（3）上方设有可在步进电机控制下于水平面内作自由移动的打印喷头（4）；所述工作平台（3）下侧的四个边角位置点上分别固定一根向下延伸的滑杆（31），所述滑杆（31）向下穿过所述平台座（2）上的主滑道；且所述滑杆（31）上制有齿条，所述齿条啮合于平台座下方的齿轮（5），所述齿轮（5）上方设有固定于平台座（2）下侧的小滑道（20），所述小滑道（20）内设有可在小滑道内上下自由滑动的小滑柱（21）；所述小滑柱（21）上升到最上端时，所述齿轮（5）可自由旋转，而小滑柱（21）下降到最下端时，小滑柱（21）的下端部卡住所述齿轮（5）的一个齿间；所述滑杆（31）、小滑柱（21）均由软磁质构成；所述打印喷头（4）内部设有电磁铁。

2.根据权利要求1所述的自动调平式3D打印机，其特征在于：所述平台座（2）与工作平台（3）之间的各段滑杆（31）的外周套设有支承弹簧（6），为所述平台座（2）与工作平台（3）之间提供支承力。

3.根据权利要求1或2所述的自动调平式3D打印机，其特征在于：所述齿轮（5）为尖齿轮，所述小滑柱（21）的下端部呈半球形。

4.根据权利要求1或2所述的自动调平式3D打印机，其特征在于：各所述滑杆（31）匹配两个小滑道（20）和小滑柱（21），该两个小滑道（20）和小滑柱（21）并列设置，且两个小滑柱（21）的间隔宽度小于齿轮（5）的齿根宽度；以使一个小滑柱顶住齿轮的一个齿的一侧时，另一个小滑柱顶住该齿的另一侧。