CN105711103A - 一种基于型材搭建的3d打印装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于型材搭建的3D打印装置，包括支撑框架、X轴运动机构、X轴导杆机构、Y轴运动机构、Y轴导杆机构、第一滑杆机构、第二滑杆机构、升降机构以及喷头安装座。X轴运动机构、Y轴运动机构均采用滚珠丝杠—导轨传动方式，第一滑杆机构、第二滑杆机构十字相交并穿套在喷头安装座上，以实现喷头安装座平面运动；升降机构实现打印装置在竖直方向升降运动。为提高打印平台运动刚度、精度，一种基于型材搭建的3D打印装置的平面运动、升降运动均设置直线导柱，与传统3D打印机相比具有结构简单紧凑、成型精度高等优点。

Description

一种基于型材搭建的3D打印装置

技术领域

本发明属于3D打印技术领域，更具体涉及一种基于型材搭建的3D打印装置。

背景技术

3D打印机将液态物质通过层层浇筑方法构塑立体实物，其实质为一种快速成型的累积制造技术。基于熔融沉积的3D打印机是目前应用最为广泛的一种3D打印机，例如，专利CN104441660A公开了一种3D打印机，其采用同步带+导杆传动形式，同步带柔性较大、长期使用易造成传动带松弛，对打印精度及成型效果影响较大。现有3D打印机结构复杂，运动精度较差，打印出的立体物品精细度较差，不利于3D打印技术推广应用

发明内容

为了解决现有3D打印机机构存在的问题，本发明提供的一种基于平面并联机构的3D打印机，该装置利用平面并联机构可有效简化传统3D打印机结构，提高了打印精度及成型效果。

本发明解决上述问题的技术方案是：一种基于型材搭建的3D打印装置，包含支撑框架、X轴运动机构、X轴导杆机构、Y轴运动机构、Y轴导杆机构、第一滑杆机构、第二滑杆机构、升降机构以及喷头安装座；所述的X轴运动机构、X轴导杆机构、Y轴运动机构、Y轴导杆机构呈矩形分布并安装在所述支撑框架上部；所述第一滑杆机构一端与所述X轴运动机构连接并由其驱动，另一端与X轴导杆机构连接并沿其滑动；所述第二滑杆机构一端与所述Y轴运动机构连接并由其驱动，另一端与Y轴导杆机构连接并沿其滑动；所述第一滑杆机构、第二滑杆机构呈十字交叉穿过所述喷头安装座；所述升降机构安装在所述支撑框架底部。

所述X轴运动机构包括轴承座、直线导轨、滚珠丝杠、滑杆座一、滑块、丝杠螺母座、丝杠螺母、同步带轮组、X轴电机座、X轴电机；所述直线导轨固接在所述支撑框架上，所述滑块与所述丝杠螺母座固接，所述丝杠螺母座与所述丝杠螺母固接，其侧面所述滑杆座一固接，所述滚珠丝杠两端分别用所述轴承座固接在所述支撑框架上；所述X轴电机通过所述X轴电机座固接在所述支撑框架上；所述同步带轮组从动轮安装在所述滚珠丝杠上，其主动轮与所述X轴电机固接。

所述X轴导杆机构包括轴承座一、滑杆座二、直线轴承、X轴导杆；所述X轴导杆两端分别用所述轴承座一固定在所述支撑框架上，所述直线轴承安装在所述滑杆座二座孔内，并穿装在所述X轴导杆上。

所述第一滑杆机构包括滑杆一、直线轴承一；所述滑杆一两端分别与所述滑杆座二一、滑杆座二固接，所述直线轴承一安装在所述打印安装座内孔中，并穿装在所述滑杆一上。

所述Y轴运动机构、Y轴导杆机构、第二滑杆机构与所述X轴运动机构、X轴导杆机构、第一滑杆机构具有相同结构形式。

所述升降机构包括轴承座二、滚珠丝杠二、丝杠螺母一、同步带轮组一、直角连接板、导柱、直线轴承二、打印平台、升降电机座、升降电机；所述直角连接板固接在所述支撑框架上，所述滚珠丝杠二沿所述矩形支撑框架的对角线对称布置，并通过所述轴承座二垂直安装在所述直角连接板上；所述矩形支撑框架另外一条对角线一端设置所述导杆并通过所述轴承座二垂直安装在所述直角连接板上，其另一端设置有所述升降电机并经所述升降电机座安装固定；所述同步带轮组一主动轮固接在所述升降电机轴端，其从动轮分别与所述滚珠丝杠固接；所述打印平台通过连接件分别与所述直线轴承二、丝杠螺母一固接。

上述的基于型材搭建的3D打印装置，利用滚珠丝杠+导轨传动方式实现喷头安装座平面运动，利用滚珠丝杠实现打印平台升降运动，同时利用导柱提高打印平台运动刚度、精度，较传统3D打印机具有结构简单紧凑、成型精度高等优点。

附图说明

图1为本发明一种基于型材搭建的3D打印装置结构示意图

图2为本发明平面传动机构结构示意图

图3为本发明升降机构结构示意图

图中：1、支撑框架；2、X轴运动机构；3、X轴导杆机构；4、Y轴运动机构；5、Y轴导杆机构；6、第一滑杆机构；7、第二滑杆机构；8、升降机构；9、喷头安装；201、轴承座；202、直线导轨；203、滚珠丝杠；204、滑杆座一；205、滑块；206、丝杠螺母座；207、丝杠螺母；208、同步带轮组；209、X轴电机座；210、X轴电机；211、轴承座一；212、滑杆座二；213、直线轴承；214、X轴导杆；215、滑杆一；216、直线轴承一；301、轴承座二；302、滚珠丝杠二；303、丝杠螺母一；304、同步带轮组一；305、直角连接板；306、导柱；307、直线轴承二；308、打印平台；309、升降电机座；310、升降电机

具体实施方式

参照图1至图3，本是发明涉及的是一种基于型材搭建的3D打印装置，其较佳的实施方式是：

一种基于型材搭建的3D打印装置，包含支撑框架1、X轴运动机构2、X轴导杆机构3、Y轴运动机构4、Y轴导杆机构5、第一滑杆机构6、第二滑杆机构7、升降机构8以及喷头安装座9；X轴运动机构2、X轴导杆机构3、Y轴运动机构4、Y轴导杆机构5呈矩形分布并安装在支撑框架1上部；升降机构8安装在支撑框架1底部。

X轴运动机构2包括轴承座201、直线导轨202、滚珠丝杠203、滑杆座一204、滑块205、丝杠螺母座206、丝杠螺母207、同步带轮组208、X轴电机座209、X轴电机210；直线导轨202与支撑框架1固接，滑块205与丝杠螺母座207固接，丝杠螺母座206与丝杠螺母207固接，其内侧面与滑杆座一204固接，滚珠丝杠203两端分别用轴承座201固接在支撑框架1上；X轴电机210通过X轴电机座209固接在支撑框架1上；同步带轮组208从动轮安装在滚珠丝杠203上，其主动轮与X轴电机210轴端固接；X轴导杆机构3包括轴承座一211、滑杆座二212、直线轴承213、X轴导杆214；X轴导杆214两端分别用轴承座一211固定在支撑框架1上，直线轴承213安装在滑杆座二212座孔内，并穿装在X轴导杆214上；第一滑杆机构6包括滑杆一215、直线轴承一216；滑杆一215一端与滑杆座一204固接，另一端与滑杆座二212固接；直线轴承一216安装在打印安装座9内孔中，并穿装在滑杆一215上，打印安装座9可沿滑杆一215移动。由此X轴电机210通过同步带轮组208驱动滚珠丝杠203转动，丝杠螺母207移动可带动滑杆一215在X方向上运动。

Y轴运动机构4、Y轴导杆机构5、第二滑杆机构7与X轴运动机构2、X轴导杆机构3、第一滑杆机构6具有相同结构形式。

升降机构8包括轴承座二301、滚珠丝杠二302、丝杠螺母一303、同步带轮组一304、直角连接板305、导柱306、直线轴承二307、打印平台308、升降电机座309、升降电机310；直角连接板305固接在支撑框架1上，滚珠丝杠二302沿矩形支撑框架1的对角线对称布置，并通过轴承座二301垂直安装在直角连接板305上；矩形支撑框架1另外一条对角线一端设置导杆306并通过轴承座二301垂直安装在直角连接板305上，其另一端设置有升降电机310并经升降电机座309安装固定；同步带轮组一304主动轮固接在升降电机310轴端，其从动轮分别与滚珠丝杠二302固接；打印平台308通过连接件分别与直线轴承二307、丝杠螺母一303固接。

Claims (5)

1.一种基于型材搭建的3D打印装置，其特征在于包括支撑框架1、X轴运动机构2、X轴导杆机构3、Y轴运动机构4、Y轴导杆机构5、第一滑杆机构6、第二滑杆机构7、升降机构8以及喷头安装座9；X轴运动机构2、X轴导杆机构3、Y轴运动机构4、Y轴导杆机构5呈矩形分布并安装在支撑框架1上部；升降机构8安装在支撑框架1底部。

2.根据权利要求1所述的一种基于型材搭建的3D打印装置，其特征是X轴运动机构2包括轴承座201、直线导轨202、滚珠丝杠203、滑杆座一204、滑块205、丝杠螺母座206、丝杠螺母207、同步带轮组208、X轴电机座209、X轴电机210；直线导轨202与支撑框架1固接，滑块205与丝杠螺母座207固接，丝杠螺母座206与丝杠螺母207固接，其内侧面与滑杆座一204固接，滚珠丝杠203两端分别用轴承座201固接在支撑框架1上；X轴电机210通过X轴电机座209固接在支撑框架1上；同步带轮组208从动轮安装在滚珠丝杠203上，其主动轮与X轴电机210轴端固接。

3.根据权利要求1所述的一种基于型材搭建的3D打印装置，其特征是X轴导杆机构3包括轴承座一211、滑杆座二212、直线轴承213、X轴导杆214；X轴导杆214两端分别用轴承座一211固定在支撑框架1上，直线轴承213安装在滑杆座二212座孔内，并穿装在X轴导杆214上。

4.根据权利要求1所述的一种基于型材搭建的3D打印装置，其特征是第一滑杆机构6包括滑杆一215、直线轴承一216；滑杆一215一端与滑杆座一204固接，另一端与滑杆座二212固接；直线轴承一216安装在打印安装座9内孔中，并穿装在滑杆一215上。

5.根据权利要求2所述的X轴运动机构2，其特征是采用滚珠丝杠+直线导轨传动方式。