CN106003718A - 一种智能桌面3d打印机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种智能桌面3D打印机，包括底座、立柱、横梁、位移调节机构和打印喷头，该智能桌面3D打印机中，通过电磁感应装置经过电磁线圈在微型水泵的外壳上加上磁感应线圈，使得微型水泵的外壳升温，同时通过微型水泵控制保温仓内的石墨流动，保证了预热管内石墨热量的均匀，再通过预热管对打印喷头进行持续加热，从而保证了打印喷头的稳定升温，提高了3D打印机的可靠性；不仅如此，在定时电路中，通过以第二集成电路为主的分频器网络，取代了昂贵的大型低漏电电容器，实现了长时间的定时，而且，第一集成电路和第三集成电路具有性能高且价格便宜的特点，从而降低了该定时电路的生产成本，提高了3D打印机的性价比，提高了其市场竞争力。
Description
技术领域
本发明涉及一种智能桌面3D打印机。
背景技术
3D打印机原理在于它是以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。
在3D打印机的工作过程中，需要对打印喷头进行实时加热，从而来保证打印的可靠性。但是目前在打印喷头工作前，都缺少很好的预热措施，一般都是直接对打印喷头加热，这样对于打印喷头的冷热应力较大，从而容易造成打印喷头的损伤；不仅如此，目前的大多数3D打印机都是通过用户对其进行操控，而缺少计时功能，即使有，其计时电路复杂，需要通过昂贵的大型低漏电电容器进行计时，大大提高了3D打印机的生产成本，降低其实用价值。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种智能桌面3D打印机。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种智能桌面3D打印机，包括底座、设置在底座一侧的立柱、设置在立柱顶端的横梁、设置在横梁下方的位移调节机构和打印喷头；
所述位移调节机构包括竖向位移组件、水平位移组件和加热组件，所述竖向位移组件设置在横梁的下方，所述竖向位移组件与水平位移组件传动连接，所述打印喷头设置在加热组件的下方；
所述加热组件包括壳体、设置在壳体内的保温仓、两个位于保温仓两侧的加热单元和预热组件，所述加热单元包括电磁感应装置、电磁线圈和微型水泵，所述电磁感应装置与电磁线圈电连接，所述电磁线圈绕着微型水泵的外周均匀设置，所述微型水泵设置在的保温仓内部，所述预热组件与保温仓的内部连通，所述预热组件包括若干预热管，所述预热管的竖向截面为U形，各预热管均匀设置在打印喷头的外周，所述保温仓内设有石墨；
所述底座内设有蓝牙和定时模块，所述定时模块包括定时电路，所述定时电路包括第一集成电路、第二集成电路、第三集成电路、第一电容、第二电容、第三电容、第四电容、第五电容、第六电容、第一电阻、第二电阻、第三电阻和第四电阻，所述第一集成电路和第三集成电路的型号均为NE555，所述第二集成电路的型号为N8281，所述第一集成电路的电源端和重置端均外接5V直流电压电源，所述第三集成电路的电源端和重置端均外接5V直流电压电源，所述第一集成电路的接地端和第三集成电路的接地端均接地，所述第一集成电路的控制端通过第二电容接地，所述第三集成电路的控制端通过第六电容接地，所述第一集成电路的放电端通过第一电阻外接5V直流电压电源，所述第一集成电路的放电端通过第二电阻和第一电容组成的串联电路接地，所述第一集成电路的阀值端和触发点端均通过第一电容接地，所述第三集成电路的放电端和阀值端均通过第四电阻外接5V直流电压电源，所述第三集成电路的放电端和阀值端均通过第五电容接地，所述第三电容的一端外接5V直流电压电源，所述第三电容的另一端接地，所述第一集成电路的输出端与第二集成电路的输入端连接，所述第二集成电路的接地端接地，所述第二集成电路的电源端外接5V直流电压电源，所述第二集成电路设有若干时间档位选择端，各时间档位选择端中只有一个与第三集成电路的触发点的连接。
作为优选，为了保证打印喷头竖向移动的可靠性，所述竖向位移组件包括支撑板和三个竖向设置的气缸，所述气缸固定在横梁的下方，所述气缸通过气缸的活塞杆与支撑板传动连接，所述水平位移组件固定在支撑板的下方。
作为优选，为了保证打印喷头水平移动的可靠性，所述水平位移组件包括水平设置在支撑板下方的伸缩电机和传动杆，所述伸缩电机通过传动杆与加热组件传动连接。
作为优选，为了提高3D打印机的实用性，所述立柱上设有操控机构，所述操控机构包括显示界面和若干控制按键，所述显示界面为液晶显示屏，所述控制按键为轻触按键。
作为优选，为了提高3D打印机的智能化，所述操控机构中设有PLC，所述显示界面、控制按键、气缸和伸缩电机均与PLC电连接。
作为优选，为了保证预热管能够可靠固定在打印喷头的外周，所述打印喷头的外周设有与预热管匹配的卡槽。
作为优选，为了进一步保证预热管能够可靠固定在打印喷头的外周，所述卡槽的两侧设有两个卡接块，两个所述卡接块的间距小于预热管的外径。
作为优选，为了保证3D打印机的可持续工作能力，所述底座内设有蓄电池，所述蓄电池为三氟锂电池。
作为优选，底座的上方设有工作平台。
本发明的有益效果是，该智能桌面3D打印机中，通过电磁感应装置经过电磁线圈在微型水泵的外壳上加上磁感应线圈，使得微型水泵的外壳升温，同时通过微型水泵控制保温仓内的石墨流动，保证了预热管内石墨热量的均匀，再通过预热管对打印喷头进行持续加热，从而保证了打印喷头的稳定升温，提高了3D打印机的可靠性；不仅如此，在定时电路中，通过以第二集成电路为主的分频器网络，取代了昂贵的大型低漏电电容器，实现了长时间的定时，而且，第一集成电路和第三集成电路具有性能高且价格便宜的特点，从而降低了该定时电路的生产成本，提高了3D打印机的性价比，提高了其市场竞争力。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的智能桌面3D打印机的结构示意图；
图2是本发明的智能桌面3D打印机的加热组件的结构示意图；
图3是本发明的智能桌面3D打印机的定时电路的电路原理图；
图中：1.底座，2.工作平台，3.立柱，4.横梁，5.气缸，6.支撑板，7.加热组件，8.传动杆，9.伸缩电机，10.打印喷头，11.操控机构，12.显示界面，13.控制按键，14.壳体，15.保温仓，16.微型水泵，17.电磁线圈，18.电磁感应装置，19.预热管，20.卡接块，U1.第一集成电路，U2.第二集成电路，U3.第三集成电路，C1.第一电容，C2.第二电容，C3.第三电容，C4.第四电容，C5.第五电容，C6.第六电容，R1.第一电阻，R2.第二电阻，R3.第三电阻，R4.第四电阻。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1-图3所示，一种智能桌面3D打印机，包括底座1、设置在底座1一侧的立柱3、设置在立柱3顶端的横梁4、设置在横梁4下方的位移调节机构和打印喷头10；
所述位移调节机构包括竖向位移组件、水平位移组件和加热组件7，所述竖向位移组件设置在横梁4的下方，所述竖向位移组件与水平位移组件传动连接，所述打印喷头10设置在加热组件7的下方；
所述加热组件7包括壳体14、设置在壳体14内的保温仓15、两个位于保温仓15两侧的加热单元和预热组件，所述加热单元包括电磁感应装置18、电磁线圈17和微型水泵16，所述电磁感应装置18与电磁线圈17电连接，所述电磁线圈17绕着微型水泵16的外周均匀设置，所述微型水泵16设置在的保温仓15内部，所述预热组件与保温仓15的内部连通，所述预热组件包括若干预热管19，所述预热管19的竖向截面为U形，各预热管19均匀设置在打印喷头10的外周，所述保温仓15内设有石墨；
所述底座1内设有蓝牙和定时模块，所述定时模块包括定时电路，所述定时电路包括第一集成电路U1、第二集成电路U2、第三集成电路U3、第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3、第四电容C4、第五电容C5、第六电容C6、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3和第四电阻R4，所述第一集成电路U1和第三集成电路U3的型号均为NE555，所述第二集成电路U2的型号为N8281，所述第一集成电路U1的电源端和重置端均外接5V直流电压电源，所述第三集成电路U3的电源端和重置端均外接5V直流电压电源，所述第一集成电路U1的接地端和第三集成电路U3的接地端均接地，所述第一集成电路U1的控制端通过第二电容C2接地，所述第三集成电路U3的控制端通过第六电容C6接地，所述第一集成电路U1的放电端通过第一电阻R1外接5V直流电压电源，所述第一集成电路U1的放电端通过第二电阻R2和第一电容C1组成的串联电路接地，所述第一集成电路U1的阀值端和触发点端均通过第一电容C1接地，所述第三集成电路U3的放电端和阀值端均通过第四电阻R4外接5V直流电压电源，所述第三集成电路U3的放电端和阀值端均通过第五电容C5接地，所述第三电容C3的一端外接5V直流电压电源，所述第三电容C3的另一端接地，所述第一集成电路U1的输出端与第二集成电路U2的输入端连接，所述第二集成电路U2的接地端接地，所述第二集成电路U2的电源端外接5V直流电压电源，所述第二集成电路U2设有若干时间档位选择端，各时间档位选择端中只有一个与第三集成电路U3的触发点的连接。
作为优选，为了保证打印喷头10竖向移动的可靠性，所述竖向位移组件包括支撑板6和三个竖向设置的气缸5，所述气缸5固定在横梁4的下方，所述气缸5通过气缸5的活塞杆与支撑板6传动连接，所述水平位移组件固定在支撑板6的下方。
作为优选，为了保证打印喷头10水平移动的可靠性，所述水平位移组件包括水平设置在支撑板6下方的伸缩电机9和传动杆8，所述伸缩电机9通过传动杆8与加热组件7传动连接。
作为优选，为了提高3D打印机的实用性，所述立柱3上设有操控机构11，所述操控机构11包括显示界面12和若干控制按键13，所述显示界面12为液晶显示屏，所述控制按键13为轻触按键。
作为优选，为了提高3D打印机的智能化，所述操控机构11中设有PLC，所述显示界面12、控制按键13、气缸5和伸缩电机9均与PLC电连接。
作为优选，为了保证预热管19能够可靠固定在打印喷头10的外周，所述打印喷头10的外周设有与预热管19匹配的卡槽。
作为优选，为了进一步保证预热管19能够可靠固定在打印喷头10的外周，所述卡槽的两侧设有两个卡接块20，两个所述卡接块20的间距小于预热管19的外径。
作为优选，为了保证3D打印机的可持续工作能力，所述底座1内设有蓄电池，所述蓄电池为三氟锂电池。
作为优选，底座1的上方设有工作平台2。
该智能桌面3D打印机中，位移调节机构用来调节打印喷头10的位移，保证了打印的可靠性；打印喷头10用于进行实时打印；加热组件7用来对打印喷头10进行循环加热，提高了实用性。其中，在加热组件7中，当需要对打印喷头10加热时，电磁感应装置18开始工作，通过电磁线圈17在微型水泵16的外壳上加上磁感应线圈，对微型水泵16的外壳进行切割，随后微型水泵16的外壳就会升温，同时通过微型水泵16控制保温仓15内的石墨流动，保证了预热管19内石墨热量的均匀，再通过预热管19对打印喷头10进行持续加热，从而保证了打印喷头10的稳定升温，提高了3D打印机的可靠性。
该智能桌面3D打印机中，蓝牙用于保证用户能够对3D打印机进行远程操控；定时模块用于保证3D打印机打印的可靠性，其中，在定时电路中，在第一集成电路U1和第三集成电路U3之间，采用以第二集成电路U2(型号为N8281)为主的分频网络，可以获得足够长的定时时间。第一集成电路U1起着振荡器的作用，其振荡周期为1/f。振荡器的输出加到以第二集成电路U2为主的分频器网络上，输出周期为N/f的信号来触发第三集成电路U3。将第二集成电路U2与第三集成电路U3连接之后，可以自由选择需要定时的时间，从而提高了定时时间的灵活可调功能。该定时电路中，通过以第二集成电路U2为主的分频器网络，取代了昂贵的大型低漏电电容器，实现了长时间的定时，不仅如此，第一集成电路U1和第三集成电路U3具有性能高且价格便宜的特点，从而降低了该定时电路的生产成本，提高了其性价比。
与现有技术相比，该智能桌面3D打印机中，通过电磁感应装置18经过电磁线圈17在微型水泵16的外壳上加上磁感应线圈，使得微型水泵16的外壳升温，同时通过微型水泵16控制保温仓15内的石墨流动，保证了预热管19内石墨热量的均匀，再通过预热管19对打印喷头10进行持续加热，从而保证了打印喷头10的稳定升温，提高了3D打印机的可靠性；不仅如此，在定时电路中，通过以第二集成电路U2为主的分频器网络，取代了昂贵的大型低漏电电容器，实现了长时间的定时，而且，第一集成电路U1和第三集成电路U3具有性能高且价格便宜的特点，从而降低了该定时电路的生产成本，提高了3D打印机的性价比，提高了其市场竞争力。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (9)
1.一种智能桌面3D打印机，其特征在于，包括底座(1)、设置在底座(1)一侧的立柱(3)、设置在立柱(3)顶端的横梁(4)、设置在横梁(4)下方的位移调节机构和打印喷头(10)；
所述位移调节机构包括竖向位移组件、水平位移组件和加热组件(7)，所述竖向位移组件设置在横梁(4)的下方，所述竖向位移组件与水平位移组件传动连接，所述打印喷头(10)设置在加热组件(7)的下方；
所述加热组件(7)包括壳体(14)、设置在壳体(14)内的保温仓(15)、两个位于保温仓(15)两侧的加热单元和预热组件，所述加热单元包括电磁感应装置(18)、电磁线圈(17)和微型水泵(16)，所述电磁感应装置(18)与电磁线圈(17)电连接，所述电磁线圈(17)绕着微型水泵(16)的外周均匀设置，所述微型水泵(16)设置在的保温仓(15)内部，所述预热组件与保温仓(15)的内部连通，所述预热组件包括若干预热管(19)，所述预热管(19)的竖向截面为U形，各预热管(19)均匀设置在打印喷头(10)的外周，所述保温仓(15)内设有石墨；
所述底座(1)内设有蓝牙和定时模块，所述定时模块包括定时电路，所述定时电路包括第一集成电路(U1)、第二集成电路(U2)、第三集成电路(U3)、第一电容(C1)、第二电容(C2)、第三电容(C3)、第四电容(C4)、第五电容(C5)、第六电容(C6)、第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)和第四电阻(R4)，所述第一集成电路(U1)和第三集成电路(U3)的型号均为NE555，所述第二集成电路(U2)的型号为N8281，所述第一集成电路(U1)的电源端和重置端均外接5V直流电压电源，所述第三集成电路(U3)的电源端和重置端均外接5V直流电压电源，所述第一集成电路(U1)的接地端和第三集成电路(U3)的接地端均接地，所述第一集成电路(U1)的控制端通过第二电容(C2)接地，所述第三集成电路(U3)的控制端通过第六电容(C6)接地，所述第一集成电路(U1)的放电端通过第一电阻(R1)外接5V直流电压电源，所述第一集成电路(U1)的放电端通过第二电阻(R2)和第一电容(C1)组成的串联电路接地，所述第一集成电路(U1)的阀值端和触发点端均通过第一电容(C1)接地，所述第三集成电路(U3)的放电端和阀值端均通过第四电阻(R4)外接5V直流电压电源，所述第三集成电路(U3)的放电端和阀值端均通过第五电容(C5)接地，所述第三电容(C3)的一端外接5V直流电压电源，所述第三电容(C3)的另一端接地，所述第一集成电路(U1)的输出端与第二集成电路(U2)的输入端连接，所述第二集成电路(U2)的接地端接地，所述第二集成电路(U2)的电源端外接5V直流电压电源，所述第二集成电路(U2)设有若干时间档位选择端，各时间档位选择端中只有一个与第三集成电路(U3)的触发点的连接。
2.如权利要求1所述的智能桌面3D打印机，其特征在于，所述竖向位移组件包括支撑板(6)和三个竖向设置的气缸(5)，所述气缸(5)固定在横梁(4)的下方，所述气缸(5)通过气缸(5)的活塞杆与支撑板(6)传动连接，所述水平位移组件固定在支撑板(6)的下方。
3.如权利要求2所述的智能桌面3D打印机，其特征在于，所述水平位移组件包括水平设置在支撑板(6)下方的伸缩电机(9)和传动杆(8)，所述伸缩电机(9)通过传动杆(8)与加热组件(7)传动连接。
4.如权利要求3所述的智能桌面3D打印机，其特征在于，所述立柱(3)上设有操控机构(11)，所述操控机构(11)包括显示界面(12)和若干控制按键(13)，所述显示界面(12)为液晶显示屏，所述控制按键(13)为轻触按键。
5.如权利要求4所述的智能桌面3D打印机，其特征在于，所述操控机构(11)中设有PLC，所述显示界面(12)、控制按键(13)、气缸(5)和伸缩电机(9)均与PLC电连接。
6.如权利要求1所述的智能桌面3D打印机，其特征在于，所述打印喷头(10)的外周设有与预热管(19)匹配的卡槽。
7.如权利要求1所述的智能桌面3D打印机，其特征在于，所述卡槽的两侧设有两个卡接块(20)，两个所述卡接块(20)的间距小于预热管(19)的外径。
8.如权利要求1所述的智能桌面3D打印机，其特征在于，所述底座(1)内设有蓄电池，所述蓄电池为三氟锂电池。
9.如权利要求1所述的智能桌面3D打印机，其特征在于，所述底座(1)的上方设有工作平台(2)。
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