CN106079448A - 一种挤出式3d打印机 - Google Patents

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    • B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • G—PHYSICS
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Abstract

本发明公开了一种挤出式3D打印机，包括机架、挤出头、树脂收纳箱和控制器，所述支架包括水平支架、竖直支架和横梁，竖直支架设置在横梁的两端，水平支架设置在竖直支架的底部，竖直支架的底部设有凹槽，水平支架卡在凹槽内，竖直支架相对于水平支架滑道连接，横梁上设有活动支架，挤出头设置在活动支架的两侧，树脂收纳箱设置在水平支架上，树脂收纳箱通过胶管与挤出头相连接，两个水平支架之间设有打印平台，挤出头与控制器相连接，所述机架由乐高积木搭建而成，结构简单，主体框架由乐高积木搭建而成，方便使用。

Description

一种挤出式3D打印机
技术领域
本发明涉及3D打印领域，特别涉及一种挤出式3D打印机。
背景技术
几年前FDM 3D打印专利期满，使这一技术不再垄断于3D打印巨头，2009年来REPRAP项目(英国)提供了初始的完整开源3D打印项目，也提出3D打印机复制打印机的方案并付诸实施，随后的开源创客运动将FDM技术推向全盛，目前网上开放超过90种不同的FDM3d打印方案，使用不同的3轴运动体系，大大降低了3D打印的技术门槛，并且有成熟的技术体系。
但是，如果将3D打印技术引入基础教学，显然要做到：降低成本；简易的使用维护调试；简单甚至一目了然的结构，便于理解；仅作为了解性的技术，适用基础教学使用。而现有的3D打印机，价格昂贵，结构复杂，不适于运用于相关教学。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种挤出式3D打印机，以解决现有技术中导致的上述多项缺陷。
为实现上述目的，本发明提供以下的技术方案：一种挤出式3D打印机，包括机架、步进电机、挤出头、送丝机构和控制器，所述机架包括水平支架、竖直支架和横梁，竖直支架设置在横梁的两端，水平支架设置在竖直支架的底部，横梁上设有移动块，移动块相对于横梁滑动连接，步进电机和挤出头设置在移动块的两侧，送丝机构设置在水平支架上，送丝机构通过送丝导管与挤出头相连接，挤出头的底部竖直向下，两个水平支架之间设有打印平台，所述机架由乐高积木搭建而成，步进电机、挤出头和控制器相连接。
优选的，所述打印平台为升降平台。
优选的，所述水平支架的顶部设有第一齿条，所述竖直支架内凹槽的顶部设有第一行走机构，第一行走机构的齿轮和第一齿条相啮合。
优选的，所述水平支架的内侧平行设有至少一根滑竿，该滑竿穿过竖直支架。
优选的，所述移动块相对于横梁为移动龙门式结构。
优选的，所述横梁顶部设有第二齿条，所述活动支架底部设有第二行走机构，第二行走机构的的齿轮和第二齿条相啮合。
优选的，所述横梁两侧设有水平设置在滑动杆，滑动杆穿过滑动块。
采用以上技术方案的有益效果是：本发明结构的3D打印机，主体框架由乐高积木搭建而成，避免了3D打印机制作方面工业化的制约，乐高搭建手法更适用于中小学生的教学；该3D打印机通过控制器转化打印数据，通过挤出头进行打印，通过设置的行走机构和活动电动杆，打印机在打印模型时能够较为精确的按照实际造型要求打印，提高了打印质量。
附图说明
图1是本发明一种挤出式3D打印机的结构示意图；
图2是本发明一种挤出式3D打印机结构的主视图；
图3是本发明一种挤出式3D打印机的侧视图。
其中，1--机架、2—步进电机、3--挤出头、4--送丝机构、5--水平支架、6--竖直支架、7--移动块、8--打印平台、9--横梁、10--送丝导管。
具体实施方式
下面结合附图详细说明本发明的优选实施方式。
图1、图2和图3出示本发明的具体实施方式：一种挤出式3D打印机，包括机架1、步进电机2、挤出头3、送丝机构4和控制器，所述机架1包括水平支架5、竖直支架6和横梁9，竖直支架6设置在横梁9的两端，水平支架5设置在竖直支架6的底部，横梁9上设有移动块7，移动块7相对于横梁9滑动连接，步进电机2和挤出头3设置在移动块7的两侧，送丝机构4设置在水平支架5上，送丝机构4通过送丝导管10与挤出头3相连接，挤出头3的底部竖直向下，两个水平支架5之间设有打印平台8，所述机架1由乐高积木搭建而成，步进电机2、挤出头3和控制器相连接；打印平台8为升降平台。
水平支架5的顶部设有第一齿条，所述竖直支架6内凹槽的顶部设有第一行走机构，第一行走机构的齿轮和第一齿条相啮合；水平支架5的内侧平行设有至少一根滑竿，该滑竿穿过竖直支架6。
移动块7相对于横梁9为移动龙门式结构；横梁9顶部设有第二齿条，所述活动支架底部设有第二行走机构，第二行走机构的的齿轮和第二齿条相啮合；横梁9两侧设有水平设置在滑动杆，滑动杆穿过滑动块。
3D打印模型数据传输给控制器，上位机将待打印的3D模型切片为机器运动坐标数据，据输出给打印头，打印头将原材料热熔寄出在打印平台上，凝固成型，就这样重复控制第一行走机构和第二行走机构的行走作业。
熔融沉积成型，将丝状的热塑性材料通过喷头加热融化，从喷头底部的细小喷嘴通过挤出机以一定压力挤出，同时喷头沿着制定路径移动，挤出的材料将于前一个层面粘融在一起，一层的打印完成后，打印平台在下降一定的高度(层厚)，打印下一层，如此往复，即可构建物体。
机体需要三轴(xyz)故采用移动龙门式方案，及打印平台固定，xyz轴依次链接在龙门式框架上完成所需的移动。挤出机沿着x轴左右移动，X轴在y轴上前后移动，Z轴则在X轴上上下移动完成3轴控制。
动力选择步进电机完成，选用两相步进电机，步进角0.9度，并在电机控制器上选用16细分，因为3轴均为直线运动，xy传动选用8齿与齿条完成(齿剧3.2mm)，电机到齿轮为1:1伞齿传动(转向)，所以理论xy轴单轴精度可达78um，Z轴因为了获得更大传动精度，使用丝杆传动，丝杆导程为3.2mm，传动仍为1；1j，单轴精度24um，理论精度随机器实际使用有较大影响。挤出头使用现在流行的JHEAD5，挤出机使用12mm金属齿轮挤出耗材丝。
本发明结构的3D打印机，主体框架由乐高积木搭建而成，避免了3D打印机制作方面工业化的制约，乐高搭建手法更适用于中小学生的教学；该3D打印机通过控制器转化为打印数据，通过挤出头进行打印，通过设置的行走机构和活动电动杆，打印机在打印模型时能够较为精确的按照实际造型要求打印，提高了打印质量。
以上所述的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种挤出式3D打印机，包括机架、步进电机、挤出头、送丝机构和控制器，其特征在于：所述机架包括水平支架、竖直支架和横梁，竖直支架设置在横梁的两端，水平支架设置在竖直支架的底部，横梁上设有移动块，移动块相对于横梁滑动连接，步进电机和挤出头设置在移动块的两侧，送丝机构设置在水平支架上，送丝机构通过送丝导管与挤出头相连接，挤出头的底部竖直向下，两个水平支架之间设有打印平台，所述机架由乐高积木搭建而成，步进电机、挤出头和控制器相连接。
2.根据权利要求1所述的挤出式3D打印机，其特征在于，所述打印平台为升降平台。
3.根据权利要求1所述的挤出式3D打印机，其特征在于，所述水平支架的顶部设有第一齿条，所述竖直支架内凹槽的顶部设有第一行走机构，第一行走机构的齿轮和第一齿条相啮合。
4.根据权利要求3所述的挤出式3D打印机，其特征在于，所述水平支架的内侧平行设有至少一根滑竿，该滑竿穿过竖直支架。
5.根据权利要求1所述的挤出式3D打印机，其特征在于，所述移动块相对于横梁为移动龙门式结构。
6.根据权利要求4所述的挤出式3D打印机，其特征在于，所述横梁顶部设有第二齿条，所述活动支架底部设有第二行走机构，第二行走机构的的齿轮和第二齿条相啮合。
7.根据权利要求6所述的挤出式3D打印机，其特征在于，所述横梁两侧设有水平设置在滑动杆，滑动杆穿过滑动块。
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