CN105619820A - 自动给料多头熔融挤出成形3d打印设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种自动给料多头熔融挤出成形3D打印设备，包括3D打印机和注塑机；3D打印机包括3D打印机底座、3D打印机支架、与3D打印机支架构成垂直移动副的X轴模组、与X轴模组构成水平移动副的打印头安装板、与3D打印机底座构成水平移动副的打印物体支撑平台，打印头安装板与打印物体支撑平台运动的方向垂直，打印头安装板呈倒T字形，打印头安装板的竖直部分滑动安装在X轴模组上，水平部分上可拆卸的安装一个以上的打印头。本发明的有益效果是：设置可方便拆卸、增减、调整间距的多打印头同时打印，并设置便捷的集成或拆分方式将打印机与注塑机组合，采用自动送料工艺，高效快捷，提高材料利用率与设备利用率，节约生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种自动给料多头熔融挤出成形3D打印设备。
背景技术
3D打印设备打印速度缓慢，工作效率低下，材料成本高昂，无法适应于快速生产和大规模批量生产。但是，现有的解决方案是延长打印工作时间，选用劣质材料代替，这样会拖延产品开发周期，无法快速占有市场，损失大量市场份额，劣质产品还会损害品牌形象，非常不适应产品快速更新换代的发展要求。
发明内容
本发明的目的是提供一种自动给料多头熔融挤出成形3D打印设备，解决现有技术中3D打印机打印速度缓慢，工作效率低下的技术缺陷。
为解决上述问题，本发明所采取的技术方案是：
一种自动给料多头熔融挤出成形3D打印设备，包括3D打印机和注塑机，3D打印机用于打印3D物体，注塑机用于挤出物料，供3D打印机使用；所述的3D打印机包括3D打印机底座、固定在3D打印机底座两侧的3D打印机支架、设置在3D打印机支架上并且与3D打印机支架构成垂直移动副的X轴模组、设置在X轴模组上与X轴模组构成水平移动副的打印头安装板、设置在3D打印机底座上与3D打印机底座构成水平移动副的打印物体支撑平台，打印头安装板与打印物体支撑平台运动的方向垂直，打印头安装板呈倒T字形，打印头安装板的竖直部分滑动安装在X轴模组上，水平部分上可拆卸的安装一个以上的打印头，3D打印机支架顶部设置用于将注塑机挤出的物料输送至打印头的送料电机，送料电机与打印头的数量相同，X轴模组由设置在3D打印机支架顶部的第一电机驱动在3D打印机支架上上下运动，打印头安装板由设置在X轴模组一侧的第二电机驱动沿水平方向运动，打印物体支撑平台有设置在打印机底座上的第三电机驱动沿水平方向运动。
本发明中设置一个以上的打印头，打印头的数量可以根据需要自行设定，多个打印头可同时进行打印工作，提供工作效率。本发明设置可方便拆卸、增减、调整间距的多打印头同时打印，并将打印机与注塑机组合，采用自动送料工艺，高效快捷，提高材料利用率与设备利用率，节约生产成本，并进一步的提高工作效率。
作为本发明的进一步改进，3D打印机支架包括水平支架和两个竖直支架，两个竖直支架分别固定在3D打印机底座两侧，水平支架的两端分别连接两个竖直支架的顶部，整个3D打印机支架呈形，送料电机设置在水平支架上。
本发明中的3D打印机支架设置成Π形，不仅增加了3D打印机支架的稳定性，而且将送料电机设置在打印机支架的水平支架上，减小送料电机与打印头之间的距离。
作为本发明的进一步改进，还包括设置在3D打印机支架上部的卷料盘，卷料盘位于靠近注塑机的一侧，注塑机挤出的物料绕过卷料盘后由送料电机输送至打印头。
设置卷料盘，缓冲3D打印机和注塑机之间的预料，以保证料流通畅，不产生迂料、堵料、缠料等不良现象。
作为本发明的进一步改进，打印头通过打印头支架安装在打印头安装板上，打印头支架呈Z字型，打印头安装板的水平部分开有导滑槽，打印头支架的一端设置在导滑槽内，并且通过压紧块锁紧打印头支架。
导滑槽作为打印头安装时的导向轨道，控制打印头垂直度和高度，压紧块用于锁紧打印头，便于打印头的拆卸与安装。
作为本发明的进一步改进，3D打印机与注塑机为一体化结构，注塑机设置在3D打印机底座上。
3D打印机与注塑机做成一体，可以将3D打印机与注塑机一起移动，且3D打印机与注塑机的位置稳定，从一处移动至另一处不需要调整3D打印机与注塑机的相对位置。
作为本发明的进一步改进，3D打印机底座底部设置打印机万向轮。设置万向轮，便于设备的搬运和移动。
作为本发明的进一步改进，3D打印机与注塑机为分体结构。
打印机与注塑机分开，单独工作；打印机与注塑机之间距离和空间位置可调，灵活生产，提高设备利用率和空间利用率，节约生产成本。
作为本发明的进一步改进，3D打印机底座底部设置打印机万向轮，注塑机的底部设置注塑机万向轮。设置万向轮，便于设备的搬运和移动。
作为本发明的进一步改进，3D打印机底座上设置有两根平行的第一导轨，打印物体支撑平台底部设置有与第一导轨相配合的第一滑块，第一导轨与第一滑块相配合，实现打印物体支撑平台在3D打印机底座上的水平滑动；3D打印机支架上设置有两根平行的第二导轨，X轴模组上设置有与第二导轨相配合的第二滑块，第二导轨与第二滑块相配合，实现X轴模组在3D大运机支架上竖直滑动；X轴模组上平行的设置有两根第三导轨，打印头安装板上设置有与第三导轨相配合的第三滑块，第三导轨与第三滑块相配合，实现打印头安装板在X轴模组上的水平滑动。
作为本发明的更进一步改进，第三电机的输出轴连接第三丝杆，第三丝杆与打印物体支撑平台螺纹连接，第三丝杆与打印物体支撑平台之间构成螺纹副，第三电机转动，驱动第三丝杆，由于第三电机安装在3D打印机底座上，其位置相对打印机底座固定，因此打印物体支撑平台在丝杆转动时沿丝杆的长度方向运动；第二电机的输出轴连接第二丝杆，第二丝杆与打印头安装板螺纹连接，打印头安装板的运动原理与打印物体支撑平台的运动原理相同，此处不予详述；第一电机的输出轴连接第一丝杆，第一丝杆与X轴模组螺纹连接，X轴模组的运动原理与打印物体支撑平台的运动原理相同，此处亦不予详述。
综上所述，本发明的有益效果是：设置可方便拆卸、增减、调整间距的多打印头同时打印，并设置便捷的集成或拆分方式将打印机与注塑机组合，采用自动送料工艺，高效快捷，提高材料利用率与设备利用率，节约生产成本，提高工作效率；设置万向轮，便于移动，适应于多场合工作，提高空间利用率。
附图说明
图1是本发明的轴测图。
图2是本发明的右视图。
图3是反应本发明设置在打印头安装板上的刻度尺的结构示意图。
图4是反应本发明导滑槽和压紧块的示意图。
其中：1、3D打印机；2、3D打印机底座；3、打印机万向轮；4、X轴模组；5、打印头安装板；6、打印头；7、刻度尺；8、导滑槽；9、压紧块；10、送料电机；11、卷料盘；12、注塑机；13、注塑机进给电机；14、注塑机底座；15、注塑机万向轮；16、3D打印机支架；161、水平支架；162、竖直支架；17、打印物体支撑平台；18、第一电机；19、第二电机；20、第三电机；21、打印头支架；22、第一导轨；23、第一滑块；24、第二导轨；25、第二滑块；26、第三导轨；27、第三滑块；28、第三丝杆；29、第二丝杆；30、第一丝杆；31、斜支架。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步的说明。
实施例一：
如图1至图4所示的自动给料多头熔融挤出成形3D打印设备，包括3D打印机1和注塑机12；所述的3D打印机1包括3D打印机底座2、固定在3D打印机底座2两侧的3D打印机支架16、设置在3D打印机支架16上并且与3D打印机支架16构成垂直移动副的X轴模组4、设置在X轴模组4上与X轴模组4构成水平移动副的打印头安装板5、设置在3D打印机底座2上与3D打印机底座2构成水平移动副的打印物体支撑平台17，打印头安装板5与打印物体支撑平台17运动的方向垂直，打印头安装板5呈倒T字形，打印头安装板5的竖直部分滑动安装在X轴模组4上，水平部分上可拆卸的安装数个的打印头6，3D打印机支架16顶部设置用于将注塑机12挤出的物料输送至打印头6的送料电机10，送料电机10与打印头6的数量相同，X轴模组4由设置在3D打印机支架16顶部的第一电机18驱动在3D打印机支架16上上下运动，打印头安装板5由设置在X轴模组4一侧的第二电机19驱动沿水平方向运动，打印物体支撑平台17由设置在3D打印机底座2上的第三电机20驱动沿水平方向运动。本申请中的注塑机12由注塑机进给电机13和注塑机底座14等构成，是现有技术，其具体结构不具体详述。
3D打印机支架16包括水平支架161和两个竖直支架162，两个竖直支架162分别固定在3D打印机底座2两侧，水平支架161的两端分别连接两个竖直支架162的顶部，整个3D打印机支架16呈Π形，送料电机10设置在水平支架161上。为增强本申请中3D打印机支架16的稳定性，本申请还设置两个斜支架31，两个斜支架31上端分别与两个竖直支架162的顶部连接，另一端分别与3D打印机底座2相固定，3D打印机底座2、竖直支架162与斜支架31构成稳定的三角状，防止3D打印机支架16在打印过程中产生晃动。
本申请在3D打印机支架16上部设置卷料盘11，卷料盘11位于靠近注塑机12的一侧，注塑机12挤出的物料绕过卷料盘11后由送料电机10输送至打印头6。
打印头6通过打印头支架21安装在打印头安装板5上，打印头支架21呈Z字型，打印头安装板5的水平部分开有导滑槽8，打印头支架21的一端设置在导滑槽8内，并且通过压紧块9锁紧打印头支架21。
为便于安装，本申请在打印头安装板5的水平方向上设置刻度尺7，调节打印头6之间的距离，可以将打印头支架21在导滑槽8内滑动，并根据刻度尺7识别是否滑动到适合的位置，然后用螺栓将压紧块9与打印头支架21相固定，压紧块9与打印头支架21分别位于导滑槽8的两侧，螺栓拧紧后，压紧块9锁紧打印头支架21。
本实施例中的3D打印机1与注塑机12为一体式结构，注塑机12设置在3D打印机底座2上。为便于本申请的自动给料多头熔融挤出成形3D打印设备移动，本申请在3D打印机底座2底部设置多个打印机万向轮3。
本申请中3D打印机底座2上水平的设置有两根平行的第一导轨22，打印物体支撑平台17底部设置有与第一导轨22相配合的第一滑块23，第三电机20的输出轴连接第三丝杆28，第三丝杆28与打印物体支撑平台17螺纹连接，第三电机20正转或者反转，驱动第三丝杆28转动，由于第三丝杆28与打印物体支撑平台17螺纹连接，而第三电机20固定在3D打印机底座2上，因此第三丝杆28转动带动打印物体支撑平台17沿着第三丝杆的方向往复运动。
3D打印机支架16的两根竖直支架162上各设置有一根第二导轨24，两根竖直支架162上的第二导轨24平行并且竖直设置，X轴模组4两端各设置一个与第二导轨24相配合的第二滑块25，第一电机18的输出轴连接第一丝杆30，第一丝杆30与X轴模组4螺纹连接，第一电机18正转或者反转，驱动第一丝杆30正转或者翻转，由于第一丝杆30与X轴模组4螺纹连接，且第一电机18固定在水平支架161上，因此第一丝杆30正反转带动X轴模组沿着竖直方向上下运动。
X轴模组4上平行的设置有两根第三导轨26，打印头安装板5上设置有与第三导轨26相配合的第三滑块27，第二电机19的输出轴连接第二丝杆29，第二丝杆29与打印头安装板5螺纹连接，第二电机19正转或者反转，驱动第二丝杆29正转或者反转，由于第二丝杆29与打印头安装板5螺纹连接，且第二电机19固定在X轴模组4的端部，因此第二丝杆29正反转带动打印头安装板5沿着第二丝杆29的方向往复运动。
打印头6在第一丝杆30、第二丝杆29和第三丝杆28的驱动下分别在三个正交的方向上运动，打印头6在上述三个方向中的两个或三个方向上同时运动，实现打印三维物体。
实施例二：
本实施例与实施例一的相比，区别在于第一电机18的数量为两个，分别固定在两个竖直支架162顶部，两个第一电机18的输出轴上各设置一根第一丝杆30，两根第一丝杆30分别与X轴模组4的两端螺纹连接，并且两根第一丝杆30螺纹的旋向与螺距均相同，两个第一电机18同步转动。其余的结构均与实施例一相同。
实施例三：
本实施例与实施例一的区别是3D打印机1与注塑机12为分体结构，3D打印机底座2底部设置打印机万向轮3，注塑机12的底部设置注塑机万向轮15。本实施例其余的结构均与实施例一相同。
实施例四：
本实施例与实施例二的区别是3D打印机1与注塑机12为分体结构，3D打印机底座2底部设置打印机万向轮3，注塑机12的底部设置注塑机万向轮15。本实施例其余的结构均与实施例二相同。
本申请上述实施例中的螺纹连接的方式有多种，比如可以是在与丝杆螺纹连接的部件上直接钻螺纹孔，丝杆安装在螺纹孔内，也可以是在与丝杆螺纹连接的部件上设置螺母，丝杆穿过螺母等。
本发明说明书中为作特别说明的均为现有技术或者通过现有的技术能够实现，应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种自动给料多头熔融挤出成形3D打印设备，其特征在于：包括3D打印机(1)和注塑机(12)；所述的3D打印机(1)包括3D打印机底座(2)、固定在3D打印机底座(2)两侧的3D打印机支架(16)、设置在3D打印机支架(16)上并且与3D打印机支架(16)构成垂直移动副的X轴模组(4)、设置在X轴模组(4)上与X轴模组(4)构成水平移动副的打印头安装板(5)、设置在3D打印机底座(2)上与3D打印机底座(2)构成水平移动副的打印物体支撑平台(17)，打印头安装板(5)与打印物体支撑平台(17)运动的方向垂直，打印头安装板(5)呈倒T字形，打印头安装板(5)的竖直部分滑动安装在X轴模组(4)上，水平部分上可拆卸的安装一个以上的打印头(6)，3D打印机支架(16)顶部设置用于将注塑机(12)挤出的物料输送至打印头(6)的送料电机(10)，送料电机(10)与打印头(6)的数量相同，X轴模组(4)由设置在3D打印机支架(16)顶部的第一电机(18)驱动在3D打印机支架(16)上上下运动，打印头安装板(5)由设置在X轴模组(4)一侧的第二电机(19)驱动沿水平方向运动，打印物体支撑平台(17)由设置在3D打印机底座(2)上的第三电机(20)驱动沿水平方向运动。
2.根据权利要求1所述的自动给料多头熔融挤出成型3D打印设备，其特征在于：3D打印机支架(16)包括水平支架(161)和两个竖直支架(162)，两个竖直支架(162)分别固定在3D打印机底座(2)两侧，水平支架(161)的两端分别连接两个竖直支架(162)的顶部，整个3D打印机支架(16)呈Π形，送料电机(10)设置在水平支架(161)上。
3.根据权利要求2所述的自动给料多头熔融挤出成型3D打印设备，其特征在于：还包括设置在3D打印机支架(16)上部的卷料盘(11)，卷料盘(11)位于靠近注塑机(12)的一侧，注塑机(12)挤出的物料绕过卷料盘(11)后由送料电机(10)输送至打印头(6)。
4.根据权利要求1所述的自动给料多头熔融挤出成型3D打印设备，其特征在于：打印头(6)通过打印头支架(21)安装在打印头安装板(5)上，打印头支架(21)呈Z字型，打印头安装板(5)的水平部分开有导滑槽(8)，打印头支架(21)的一端设置在导滑槽(8)内，并且通过压紧块(9)锁紧打印头支架(21)。
5.根据权利要求1所述的自动给料多头熔融挤出成型3D打印设备，其特征在于：3D打印机(1)与注塑机(12)为一体式结构，注塑机(12)设置在3D打印机底座(2)上。
6.根据权利要求5所述的自动给料多头熔融挤出成型3D打印设备，其特征在于：3D打印机底座(2)底部设置打印机万向轮(3)。
7.根据权利要求1所述的自动给料多头熔融挤出成型3D打印设备，其特征在于：3D打印机(1)与注塑机(12)为分体结构。
8.根据权利要求7所述的自动给料多头熔融挤出成型3D打印设备，其特征在于：3D打印机底座(2)底部设置打印机万向轮(3)，注塑机(12)的底部设置万向轮(15)。
9.根据权利要求1至8任一项所述的自动给料多头熔融挤出成型3D打印设备，其特征在于：3D打印机底座(2)上设置有两根平行的第一导轨(22)，打印物体支撑平台(17)底部设置有与第一导轨(22)相配合的第一滑块(23)；3D打印机支架(16)上设置有两根平行的第二导轨(24)，X轴模组(4)上设置有与第二导轨(24)相配合的第二滑块(25)；X轴模组(4)上平行的设置有两根第三导轨(26)，打印头安装板(5)上设置有与第三导轨(26)相配合的第三滑块(27)。
10.根据权利要求9所述的自动给料多头熔融挤出成型3D打印设备，其特征在于：第三电机(20)的输出轴连接第三丝杆(28)，第三丝杆(28)与打印物体支撑平台(17)螺纹连接；第二电机(19)的输出轴连接第二丝杆(29)，第二丝杆(29)与打印头安装板(5)螺纹连接；第一电机(18)的输出轴连接第一丝杆(30)，第一丝杆(30)与X轴模组(4)螺纹连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |