CN105818379A - 一种3d打印平台 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种3D打印技术，特别是一种3D打印平台，其包括一个平行于X‑Y‑Z三维坐标系中的X轴方向或者Y轴方向，且能够绕着该X轴或者Y轴进行角度旋转的倾斜回转工作台以及一个驱动上述倾斜回转工作台绕着X轴或者Y轴进行圆周旋转的动力系统；其中，上述动力系统的动力输出端与倾斜回转工作台传动连接。其解决了“提升3D打印数控装置完成曲面工件的倾斜增材加工的便捷性”的技术问题，其结合至3D打印数控装置中具体使用后能够提升所述传统3D打印数控装置完成曲面工件的倾斜增材加工的便捷性，同时提升3D打印品质。
Description
技术领域
本发明涉及一种3D打印技术，特别是一种3D打印平台。
背景技术
市面通用的3D打印数控装置，具备X-Y-Z三坐标伺服控制功能，基本可以完成曲面工件的增材加工（3D打印）需求，但也存在一个让人尴尬的技术难题：当工件表面或实体倾斜往外增长时，就需要增加辅助的支撑，否则就成了空中楼阁，必然从工件表面或实体上脱落。
因此，申请人认为有必要对3D打印数控装置的现有打印平台做进一步的结构改进。
发明内容
本发明的目的是为了解决上述现有技术的不足而提供一种能够有效地完成曲面工件的倾斜增材加工需求的3D打印平台，
为了实现上述目的，本发明所设计的一种3D打印平台，其包括一个平行于X-Y-Z三维坐标系中的X轴方向或者Y轴方向，且能够绕着该X轴或者Y轴进行角度旋转的倾斜回转工作台以及一个驱动上述倾斜回转工作台绕着X轴或者Y轴进行圆周旋转的动力系统；其中，上述动力系统的动力输出端与倾斜回转工作台传动连接。
上述3D打印平台中的倾斜回转工作台由于可以绕着X轴或者Y轴进行圆周旋转，即存在一个以X轴或者Y轴为轴心转动的自由度A或者自由度B。因此，结合了上述3D打印平台的3D打印数控装置进行3D打印操作，在倾斜回转工作台上面直接放置工件，如果工件表面或实体往外倾斜增长时，则可以通过倾斜回转工作台绕着X轴或者Y轴进行圆周旋转，将上述往外增长的工件表面或实体旋转至具有支撑的上面，例如设定上述3D打印平台中的倾斜回转工作台可以绕着X轴进行圆周旋转，那么当工件表面或实体沿着X-Y-Z三维坐标系中的X轴的径向进行延伸，且与XY平面的形成的夹角为45°时，原本平行于XY平面的倾斜回转工作台只要绕着X轴进行45°的圆周旋转，就能够确保上述原本沿着X-Y-Z三维坐标系中的X轴的径向进行延伸，且与XY平面的形成的夹角为45°的工件表面或实体在平行于Z轴的方向上进行增材加工，即原本工件表面或实体的倾斜增材加工过程中的倾斜角度便不存在了，这样也就不再需要额外增加辅助的支撑了。
作为一种技术优选方案，上述动力系统优先选用控制精准度更高且易于控制的伺服控制系统。
作为进一步的技术改进方案，上述倾斜回转工作台上连接有平行于X-Y-Z三维坐标系中Z轴的回转中心轴，所述回转中心轴能够绕着其中轴线进行旋转，在所述回转中心轴上连接有回转平台，所述回转平台位于倾斜回转工作台的上方，在所述倾斜回转工作台与回转平台之间设有活塞组，所述活塞组中的活塞缸固定在倾斜回转工作台上，其活塞上连接有以连接点为中心可以任意摆动的曲柄，所述回转平台上固定有铰接轴，且所述铰接轴与所述回转平台的回转中心轴两者的中轴线相平行，所述曲柄的另一端形成一个孔轴线与上述回转中心轴相平行的轴孔，所述铰接轴活动贯穿轴孔。
上述进一步的技术改进方案中所述回转平台的回转中心轴与X-Y-Z三维坐标系中的Z轴相平行，回转平台在活塞组的作用力驱动下绕着回转中心轴进行旋转，即上述进一步技术改进方案中的3D打印平台存在一个以X轴或者Y轴为轴心的自由度A或者自由度B以及以Z轴为轴心的自由度C。因此，结合了上述3D打印平台的3D打印数控装置进行3D打印操作，在倾斜回转平台上面直接放置工件，如果工件表面或实体往外倾斜增长时，则可以通过倾斜回转工作台绕着X或者Y轴进行圆周旋转以及回转平台绕着Z轴进行圆周旋转，将上述往外增长的工件表面或实体旋转至具有支撑的上面，例如设定上述3D打印平台中的倾斜回转工作台可以绕着X轴进行圆周旋转，那么当工件表面或实体沿着X-Y-Z三维坐标系中的X轴的轴向进行延伸，且与XY平面的形成的夹角为45°时，上述回转平台预先绕着Z轴旋转一个90°，此时原先沿着X-Y-Z三维坐标系中的X轴的轴向进行延伸，且与XY平面的形成的夹角为45°的工件表面或实体则转变为沿着X-Y-Z三维坐标系中的X轴的径向进行延伸，接着原本平行于XY平面的倾斜回转工作台只要绕着X轴进行45°的圆周旋转，就能够确保上述原本沿着X-Y-Z三维坐标系中的X轴的径向进行延伸，且与XY平面的形成的夹角为45°的工件表面或实体在平行于Z轴的方向上进行增材加工，即原本工件表面或实体的倾斜增材加工过程中的倾斜角度便不存在了，这样也就不再需要额外增加辅助的支撑了。
作为再进一步的技术方案改进，上述倾斜回转工作台上环布有至少一个的安装孔，在安装孔内设有螺旋弹簧，在螺旋弹簧的上方固定有球销，上述回转平台上环布有球面沉口，所述球面沉口与球销两者的环布轨迹隔空重叠，且当所述球销与球面沉口两者相对齐时，所述球销的小部分则落入到其对应地球面沉口内。
上述再进一步的技术改进方案中利用所述环布在倾斜回转工作台上的球销可以对回转平台的回转角度进行精确定位。例如，作为一种优选技术方案，在上述倾斜回转工作台上均匀环布有四个安装孔，即每相邻两个安装孔之间形成的夹角为90°；上述回转平台上的球面沉口则同样均匀环布四个。如此一来，当回转平台在绕着Z轴进行圆周旋转过程中，当球销从前一个球面沉口离开再落入至后一个球面沉口时，即表示上述的回转平台已经转过了90°，以便用户判断，对回转平台的回转角度进行控制，进一步提升3D打印平台的3D打印质量。
作为再进一步的技术改进方案，上述回转平台的回转中心轴上套接有平面轴承，所述平面轴承位于倾斜回转工作台与回转平台两者之间，且其一侧的轴承面与倾斜回转工作台相固定，其另一侧的轴承面则与回转平台相固定。
上述再进一步的技术改进方案中在倾斜回转工作台与回转平台两者之间增设平面轴承，通过平面轴承能够提升回转工作台的承载强度。
上述平面轴承优选用摩擦系数相对较小的滚柱或者滚子轴承。
本发明得到的一种3D打印平台，其结合至3D打印数控装置中具体使用后能够提升所述传统3D打印数控装置完成曲面工件的倾斜增材加工的便捷性，同时提升3D打印品质。
附图说明
图1是实施例1所提供一种3D打印平台的结构示意图；
图2是实施例2所提供一种3D打印平台的结构示意图；
图3是实施例2所提供一种3D打印平台中活塞组与回转平台两者的组装结构示意图；
图4是实施例2所提供一种3D打印平台中活塞组驱动回转平台的原理结构示意图；
图5是实施例3所提供一种3D打印平台的结构示意图；
图6是实施例4所提供一种3D打印平台的结构示意图。
图中：倾斜回转工作台1、动力系统2、倾斜回转中心轴3、回转中心轴4、回转平台5、活塞组6、活塞缸7、活塞8、曲柄9、铰接轴10、轴孔11、安装孔12、螺旋弹簧13、球销14、球面沉口15、平面滚子轴承16。
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。
实施例1：
如图1所示，本实施例中所提供的一种3D打印平台，其包括一个平行于X-Y-Z三维坐标系中的X轴方向，且能够绕着该X轴进行角度旋转的倾斜回转工作台1以及一个驱动上述倾斜回转工作台1绕着X轴进行圆周旋转的动力系统2；其中，上述倾斜回转工作台1固定在一个倾斜回转中心轴3上，上述动力系统2的动力输出端直接与倾斜回转中心轴3传动连接。
在本实施例中上述动力系统2选用控制精准度更高且易于控制的伺服控制系统。
上述3D打印平台中的倾斜回转工作台1由于可以绕着X轴进行圆周旋转，即存在一个以X轴为轴心转动的自由度A。因此，结合了上述3D打印平台的3D打印数控装置进行3D打印操作，在倾斜回转工作台1上面直接放置工件，如果工件表面或实体往外倾斜增长时，则可以通过倾斜回转工作台1绕着X轴进行圆周旋转，将上述往外增长的表面或实体旋转至具有支撑的上面，例如当工件表面或实体沿着X-Y-Z三维坐标系中的X轴的径向进行延伸，且与XY平面的形成的夹角为45°时，原本平行于XY平面的倾斜回转工作台1只要绕着X轴进行45°的圆周旋转，就能够确保上述原本沿着X-Y-Z三维坐标系中的X轴的径向进行延伸，且与XY平面的形成的夹角为45°的工件表面或实体在平行于Z轴的方向上进行增材加工，即原本工件表面或实体的倾斜增材加工过程中的倾斜角度便不存在了，这样也就不再需要额外增加辅助的支撑了。
实施例2：
本实施例中所提供的一种3D打印平台，其大体结构与实施例1保持相一致，如图2-4所示，但是本实施例中所述倾斜回转工作台1上连接有平行于X-Y-Z三维坐标系中Z轴的回转中心轴4，所述回转中心轴4能够绕着其中轴线进行旋转，在所述回转中心轴4上连接有回转平台5，所述回转平台5位于倾斜回转工作台1的上方，在所述倾斜回转工作台1与回转平台5之间设有活塞组6，所述活塞组6中的活塞缸7固定在倾斜回转工作台1上，其活塞8上连接有以连接点为中心可以任意摆动的曲柄9，所述回转平台5上固定有铰接轴10，且所述铰接轴10与所述回转平台5的回转中心轴4两者的中轴线相平行，所述曲柄9的另一端形成一个孔轴线与上述回转中心轴4相平行的轴孔11，所述铰接轴10活动贯穿轴孔11。
上述回转平台5的回转中心轴4与X-Y-Z三维坐标系中的Z轴相平行，回转平台5在活塞组6的作用力驱动下绕着回转中心轴4进行旋转，即上述进一步技术改进方案中的3D打印平台存在一个以X轴为轴心的自由度A以及以Z轴为轴心的自由度C。因此，结合了上述3D打印平台的3D打印数控装置进行3D打印操作，在倾斜回转平台5上面直接放置工件，如果工件表面或实体往外倾斜增长时，则可以通过倾斜回转工作台1绕着X轴进行圆周旋转以及回转平台5绕着Z轴进行圆周旋转，将上述往外增长的工件表面或实体旋转至具有支撑的上面，例如当工件表面或实体沿着X-Y-Z三维坐标系中的X轴的轴向进行延伸，且与XY平面的形成的夹角为45°时，上述回转平台5预先绕着Z轴旋转一个90°，此时原先沿着X-Y-Z三维坐标系中的X轴的轴向进行延伸，且与XY平面的形成的夹角为45°工件表面或实体则转变为沿着X-Y-Z三维坐标系中的X轴的径向进行延伸，接着原本平行于XY平面的倾斜回转工作台1只要绕着X轴进行45°的圆周旋转，就能够确保上述原本沿着X-Y-Z三维坐标系中的X轴的径向进行延伸，且与XY平面的形成的夹角为45°的工件表面或实体在平行于Z轴的方向上进行增材加工，即原本工件表面或实体的倾斜增材加工过程中的倾斜角度便不存在了，这样也就不再需要额外增加辅助的支撑了。
实施例3：
本实施例中所提供的一种3D打印平台，其大体结构与实施例2相一致，如图5所示，但是本实施例中所述倾斜回转工作台1上均匀环布有四个安装孔12，在安装孔12内设有螺旋弹簧13，在螺旋弹簧13的上方固定有球销14，上述回转平台5上同样均匀环布有四个球面沉口15，所述球面沉口15与球销14两者的环布轨迹隔空重叠，且当所述球销14与球面沉口15两者相对齐时，所述球销14的小部分则落入到其对应地球面沉口15内。
上述中利用所述环布在倾斜回转工作台1上的球销14可以对回转平台5的回转角度进行精确定位。
实施例4：
本实施例中所提供的一种3D打印平台，其大体结构与实施例3相一致，如图6所示，但是本实施例所述回转平台5的回转中心轴4上套接有平面滚子轴承16，所述平面滚子轴承16位于倾斜回转工作台1与回转平台5两者之间，且其一侧的轴承面与倾斜回转工作台1相固定，其另一侧的轴承面则与回转平台5相固定。
上述再进一步的技术改进方案中在倾斜回转工作台1与回转平台5两者之间增设平面轴承，通过平面轴承能够提升回转工作台的承载强度。
Claims (8)
1.一种3D打印平台，其特征是包括一个平行于X-Y-Z三维坐标系中的X轴方向或者Y轴方向，且能够绕着该X轴或者Y轴进行角度旋转的倾斜回转工作台（1）以及一个驱动上述倾斜回转工作台（1）绕着X轴或者Y轴进行圆周旋转的动力系统（2）；其中，上述动力系统（2）的动力输出端与倾斜回转工作台（1）传动连接。
2.根据权利要求1所述的一种3D打印平台，其特征是上述动力系统（2）为伺服控制系统。
3.根据权利要求1或2所述的一种3D打印平台，其特征是上述倾斜回转工作台（1）上连接有平行于X-Y-Z三维坐标系中Z轴的回转中心轴（4），所述回转中心轴（4）能够绕着其中轴线进行旋转，在所述回转中心轴（4）上连接有回转平台（5），所述回转平台（5）位于倾斜回转工作台（1）的上方，在所述倾斜回转工作台（1）与回转平台（5）之间设有活塞组（6），所述活塞组（6）中的活塞缸（7）固定在倾斜回转工作台（1）上，其活塞（8）上连接有以连接点为中心可以任意摆动的曲柄（9），所述回转平台（5）上固定有铰接轴（10），且所述铰接轴（10）与所述回转平台（5）的回转中心轴（4）两者的中轴线相平行，所述曲柄（9）的另一端形成一个孔轴线与上述回转中心轴（4）相平行的轴孔（11），所述铰接轴（10）活动贯穿轴孔（11）。
4.根据权利要求3所述的一种3D打印平台，其特征是上述倾斜回转工作台（1）上环布有至少一个的安装孔（12），在安装孔（12）内设有螺旋弹簧（13），在螺旋弹簧（13）的上方固定有球销（14），上述回转平台（5）上环布有球面沉口（15），所述球面沉口（15）与球销（14）两者的环布轨迹隔空重叠，且当所述球销（14）与球面沉口（15）两者相对齐时，所述球销（14）的小部分则落入到其对应地球面沉口（15）内。
5.根据权利要求4所述的一种3D打印平台，其特征是上述倾斜回转工作台（1）上均匀环布有四个安装孔（12）；上述回转平台（5）上均匀环布有四个球面沉口（15）。
6.根据权利要求3所述的一种3D打印平台，其特征是在上述回转平台（5）的回转中心轴（4）上套接有平面轴承，所述平面轴承位于倾斜回转工作台（1）与回转平台（5）两者之间，且其一侧的轴承面与倾斜回转工作台（1）相固定，其另一侧的轴承面则与回转平台（5）相固定。
7.根据权利要求4所述的一种3D打印平台，其特征是在上述回转平台（5）的回转中心轴（4）上套接有平面轴承，所述平面轴承位于倾斜回转工作台（1）与回转平台（5）两者之间，且其一侧的轴承面与倾斜回转工作台（1）相固定，其另一侧的轴承面则与回转平台（5）相固定。
8.根据权利要求5所述的一种3D打印平台，其特征是在上述回转平台（5）的回转中心轴（4）上套接有平面轴承，所述平面轴承位于倾斜回转工作台（1）与回转平台（5）两者之间，且其一侧的轴承面与倾斜回转工作台（1）相固定，其另一侧的轴承面则与回转平台（5）相固定。
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