CN106182764A - 一种具有精确打印功能的智能型3d打印机 - Google Patents

一种具有精确打印功能的智能型3d打印机 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种具有精确打印功能的智能型3D打印机，包括底座、高度调节机构、平台机构、水平设置的横梁、材料盘、送丝管、打印机构和两个竖向设置的支撑板，所述高度调节机构位于底座的一侧，所述平台机构设置在底座的上方，两个所述支撑板分别设置在底座的两端，该具有精确打印功能的智能型3D打印机通过导轨固定滑动块的滑动轨迹，通过平移凹槽上的平移齿条控制打印喷头的移动并防止其滑动，从而实现了单层打印并保证其单层精度，同时，由于浮块采用漂浮的方式，从而保证打印平台始终处于水平位置，不仅如此，由于液管的横向截面积小于水池的横向截面积，打印平台的移动精度得到了保证，从而使该装置具有高精度的打印效果。

Description

一种具有精确打印功能的智能型3D打印机
技术领域
本发明涉及一种具有精确打印功能的智能型3D打印机。
背景技术
3D打印机又称三维打印机，是一种累积制造技术，即快速成形技术的一种机器，它是以数字模型文件为基础，运用特殊蜡材、粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过一层层的粘合材料来制造三维的物体。现阶段三维打印机被用来制造产品，通过逐层打印的方式来构造物体，将数据和原料放进3D打印机中，机器会按照程序，把产品一层层制造出来。
但是现有的3D打印机在运行时，打印平台通常会存在一定角度的人眼不易观察到的倾斜程度，从而导致打印的精度较低，同时，3D打印机通过各类升降装置控制打印平台与打印喷头的距离，但现有的升降机构普遍控制精度较低，导致打印的物品成品率较低，不仅如此，打印喷头在打印过程中，缺乏一定的限位措施，导致打印喷头在移动过程中容易抖动，进一步降低了3D打印的精度。
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，提供一种具有精确打印功能的智能型3D打印机。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有精确打印功能的智能型3D打印机，包括底座、高度调节机构、平台机构、水平设置的横梁、材料盘、送丝管、打印机构和两个竖向设置的支撑板，所述高度调节机构位于底座的一侧，所述平台机构设置在底座的上方，两个所述支撑板分别设置在底座的两端，所述横梁架设在支撑板的顶端，所述材料盘设置在横梁上，所述打印机构位于平台机构与横梁之间，所述材料盘通过送丝管与打印机构连接；
所述支撑板靠近平台机构的一侧设有水平设置的平移凹槽和两个竖向设置的升降凹槽所述平移凹槽位于升降凹槽的上方；
所述高度调节机构包括水管、液管、支架、固定平台和高度调节单元，所述液管与水管连通，所述支架固定在液管的一侧，所述固定平台固定在支架的顶端，所述高度调节单元包括竖向设置的活塞、驱动齿轮和第一驱动电机，所述第一驱动电机固定在固定平台的上方，所述第一驱动电机与驱动齿轮传动连接，所述活塞靠近驱动齿轮的一侧设有条形齿，所述活塞的条形齿与驱动齿轮啮合，所述活塞的底端设置在液管内；
所述平台机构包括水池、浮块和打印平台，所述水池内设有水溶液且与水管连通，所述浮块设置在水池内，所述打印平台固定在浮块的上方，所述打印平台的两端均有两个连接块，所述打印平台的两端通过两个连接块分别设置在打印平台两端的升降凹槽内；
所述打印机构包括导轨板、设置在导轨板上的传动单元、设置在导轨板下方的加热装置、打印喷头和设置在导轨板两端的移动单元，所述送丝管与加热装置连接，所述打印喷头设置在加热装置的下方，所述移动单元包括第二驱动电机、水平设置的第二驱动轴和第二驱动轮，所述第二驱动电机固定在导轨板的两端，所述第二驱动电机通过第二驱动轴与第二驱动轮传动连接，所述第二驱动轮设置在平移凹槽内；
所述传动单元包括第三驱动电机、第一连杆、第二连杆、滑动块和水平设置的导轨，所述第三驱动电机固定在导轨板上，所述导轨设置在导轨板上，所述滑动块设置在导轨内，所述加热装置固定在滑动块的下方，所述第一连杆的一端固定在第三驱动电机的驱动轴上，所述第一连杆的另一端与第二连杆的一端铰接，所述第二连杆的另一端与滑动块铰接，所述第一连杆与第二连杆的铰接处位于导轨的外部。
作为优选，为了限制浮块移动的轨迹，保证打印平台的水平角度，所述水池内设有两个导轨单元，所述导轨单元设置在浮块的两端，所述导轨单元包括竖向设置的竖板和水平设置的横板，所述横板的一端固定在水池内的两侧，所述竖板固定在横板的另一端且位于浮块的两侧。
作为优选，为了方便固定打印机构的移动位置，所述平移凹槽内的底端设有平移齿条，所述平移凹槽与第二驱动轮的齿相啮合。
作为优选，为了防止打印平台在高度调节时发生水平方向的偏移，所述连接块的形状为T形，所述升降凹槽的横向截面形状为T形且与连接块相匹配。
作为优选，为了防止第一连杆和第二连杆在传动连接过程中发生形变，所述第一连杆和第二连杆的材质均为钛合金。
作为优选，为了减小滑动块滑动时产生的摩擦力，所述滑动块的外周涂有润滑油。
作为优选，为了精确控制打印平台的高度变化，所述水池的横向截面积大于10倍的液管的横向截面积。
作为优选，利用直流伺服电机驱动力强的特点，为了保证第一驱动电机的驱动力，所述第一驱动电机为直流伺服电机。
本发明的有益效果是，该具有精确打印功能的智能型3D打印机通过导轨固定滑动块的滑动轨迹，通过平移凹槽上的平移齿条控制打印喷头的移动并防止其滑动，从而实现了单层打印并保证其单层精度，同时，由于浮块采用漂浮的方式，从而保证打印平台始终处于水平位置，不仅如此，由于液管的横向截面积小于水池的横向截面积，打印平台的移动精度得到了保证，从而使该装置具有高精度的打印效果。
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是本发明的具有精确打印功能的智能型3D打印机的结构示意图；
图2是本发明的具有精确打印功能的智能型3D打印机的打印平台的结构示意图；
图3是本发明的具有精确打印功能的智能型3D打印机的高度条调节机构的结构示意图；
图4是本发明的具有精确打印功能的智能型3D打印机的打印机构的结构示意图；
图5是本发明的具有精确打印功能的智能型3D打印机的支撑板的结构示意图；
图中：1.底座，2.水池，3.竖板，4.横板，5.水管，6.液管，7.支架，8.支撑板，9.连接块，10.浮块，11.打印平台，12.送丝管，13.打印机构，14.材料盘，15.横梁，16.固定平台，17.高度调节单元，18.活塞，19.驱动齿轮，20.第一驱动电机，21.升降凹槽，22.第二驱动电机，23.导轨板，24.第三驱动电机，25.第一连杆，26.第二连杆，27.滑动块，28.加热装置，29.打印喷头，30.第二驱动轴，31.第二驱动轮，32.平移凹槽，33.平移齿条，34.导轨。
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5所示，一种具有精确打印功能的智能型3D打印机，包括底座1、高度调节机构、平台机构、水平设置的横梁15、材料盘14、送丝管12、打印机构13和两个竖向设置的支撑板8，所述高度调节机构位于底座1的一侧，所述平台机构设置在底座1的上方，两个所述支撑板8分别设置在底座1的两端，所述横梁15架设在支撑板8的顶端，所述材料盘14设置在横梁15上，所述打印机构13位于平台机构与横梁15之间，所述材料盘14通过送丝管12与打印机构13连接；
所述支撑板8靠近平台机构的一侧设有水平设置的平移凹槽32和两个竖向设置的升降凹槽21所述平移凹槽32位于升降凹槽21的上方；
所述高度调节机构包括水管5、液管6、支架7、固定平台16和高度调节单元17，所述液管6与水管5连通，所述支架7固定在液管6的一侧，所述固定平台16固定在支架7的顶端，所述高度调节单元17包括竖向设置的活塞18、驱动齿轮19和第一驱动电机20，所述第一驱动电机20固定在固定平台16的上方，所述第一驱动电机20与驱动齿轮19传动连接，所述活塞18靠近驱动齿轮19的一侧设有条形齿，所述活塞18的条形齿与驱动齿轮19啮合，所述活塞18的底端设置在液管6内；
所述平台机构包括水池2、浮块10和打印平台11，所述水池2内设有水溶液且与水管5连通，所述浮块10设置在水池2内，所述打印平台11固定在浮块10的上方，所述打印平台11的两端均有两个连接块9，所述打印平台11的两端通过两个连接块9分别设置在打印平台11两端的升降凹槽21内；
所述打印机构13包括导轨板23、设置在导轨板13上的传动单元、设置在导轨板13下方的加热装置28、打印喷头29和设置在导轨板23两端的移动单元，所述送丝管12与加热装置28连接，所述打印喷头29设置在加热装置28的下方，所述移动单元包括第二驱动电机22、水平设置的第二驱动轴30和第二驱动轮31，所述第二驱动电机22固定在导轨板13的两端，所述第二驱动电机22通过第二驱动轴30与第二驱动轮31传动连接，所述第二驱动轮31设置在平移凹槽32内；
所述传动单元包括第三驱动电机24、第一连杆25、第二连杆26、滑动块27和水平设置的导轨34，所述第三驱动电机24固定在导轨板23上，所述导轨34设置在导轨板23上，所述滑动块27设置在导轨34内，所述加热装置28固定在滑动块27的下方，所述第一连杆25的一端固定在第三驱动电机24的驱动轴上，所述第一连杆25的另一端与第二连杆26的一端铰接，所述第二连杆26的另一端与滑动块27铰接，所述第一连杆25与第二连杆26的铰接处位于导轨34的外部。
作为优选，为了限制浮块10移动的轨迹，保证打印平台11的水平角度，所述水池2内设有两个导轨单元，所述导轨单元设置在浮块10的两端，所述导轨单元包括竖向设置的竖板3和水平设置的横板4，所述横板4的一端固定在水池2内的两侧，所述竖板3固定在横板4的另一端且位于浮块10的两侧。
作为优选，为了方便固定打印机构13的移动位置，所述平移凹槽32内的底端设有平移齿条33，所述平移凹槽33与第二驱动轮31的齿相啮合。
作为优选，为了防止打印平台11在高度调节时发生水平方向的偏移，所述连接块9的形状为T形，所述升降凹槽21的横向截面形状为T形且与连接块9相匹配。
作为优选，为了防止第一连杆15和第二连杆26在传动连接过程中发生形变，所述第一连杆25和第二连杆26的材质均为钛合金。
作为优选，为了减小滑动块27滑动时产生的摩擦力，所述滑动块27的外周涂有润滑油。
作为优选，为了精确控制打印平台11的高度变化，所述水池2的横向截面积大于10倍的液管6的横向截面积。
作为优选，利用直流伺服电机驱动力强的特点，为了保证第一驱动电机20的驱动力，所述第一驱动电机20为直流伺服电机。
该3D打印机为了实现高精度的单层打印效果，由打印机构13控制完成单层的打印。在打印机构13中，通过导轨板23上的第三驱动电机24转动，使第一连杆25沿第三驱动电机24的驱动轴转动，在第二连杆26的连接作用下，滑动块27在导轨34中进行平移，带动滑动块27下方的加热装置28和打印喷头29左右移动，打印喷头29打印由加热装置28加热的材料，之后，利用导轨板23两侧的第二驱动电机22转动使第二驱动轮31在平移凹槽32内移动，带动导轨板23进行移动，此时打印喷头29发生前后移动，以此完成单层的打印，由于第二驱动轮31上的齿与平移凹槽32上的平移齿条33相啮合，在保证移动精度的同时起到固定作用，防止第二驱动轮31在平移凹槽32内发生滑动，使打印精度降低。该具有精确打印功能的智能型3D打印机通过导轨34固定滑动块27的滑动轨迹，通过平移凹槽32上的平移齿条33控制打印喷头29的移动并防止其滑动，从而实现了单层打印并保证其单层精度。
当单层打印完成时，利用高度调节机构实现高精度的打印平台16的高度位置改变。在高度调节单元17中，利用第一电机20转动，使驱动齿轮19转动，通过与活塞18上的条形齿轮啮合的作用，带动活塞18高度位置发生改变，当活塞18高度位置改变时，由于液压的作用带动浮块10的高度位置发生改变，从而调节打印平台11的高度位置，由于浮块10采用漂浮的方式，从而保证打印平台11始终处于水平位置，不仅如此，由于液管6的横向截面积小于水池2的横向截面积，打印平台11的移动精度得到了保证，从而使该装置具有高精度的打印效果。
与现有技术相比，该具有精确打印功能的智能型3D打印机通过导轨34固定滑动块27的滑动轨迹，通过平移凹槽32上的平移齿条33控制打印喷头29的移动并防止其滑动，从而实现了单层打印并保证其单层精度，同时，由于浮块10采用漂浮的方式，从而保证打印平台11始终处于水平位置，不仅如此，由于液管6的横向截面积小于水池2的横向截面积，打印平台11的移动精度得到了保证，从而使该装置具有高精度的打印效果。
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 (8)

1.一种具有精确打印功能的智能型3D打印机，其特征在于，包括底座(1)、高度调节机构、平台机构、水平设置的横梁(15)、材料盘(14)、送丝管(12)、打印机构(13)和两个竖向设置的支撑板(8)，所述高度调节机构位于底座(1)的一侧，所述平台机构设置在底座(1)的上方，两个所述支撑板(8)分别设置在底座(1)的两端，所述横梁(15)架设在支撑板(8)的顶端，所述材料盘(14)设置在横梁(15)上，所述打印机构(13)位于平台机构与横梁(15)之间，所述材料盘(14)通过送丝管(12)与打印机构(13)连接；
所述支撑板(8)靠近平台机构的一侧设有水平设置的平移凹槽(32)和两个竖向设置的升降凹槽(21)所述平移凹槽(32)位于升降凹槽(21)的上方；
所述高度调节机构包括水管(5)、液管(6)、支架(7)、固定平台(16)和高度调节单元(17)，所述液管(6)与水管(5)连通，所述支架(7)固定在液管(6)的一侧，所述固定平台(16)固定在支架(7)的顶端，所述高度调节单元(17)包括竖向设置的活塞(18)、驱动齿轮(19)和第一驱动电机(20)，所述第一驱动电机(20)固定在固定平台(16)的上方，所述第一驱动电机(20)与驱动齿轮(19)传动连接，所述活塞(18)靠近驱动齿轮(19)的一侧设有条形齿，所述活塞(18)的条形齿与驱动齿轮(19)啮合，所述活塞(18)的底端设置在液管(6)内；
所述平台机构包括水池(2)、浮块(10)和打印平台(11)，所述水池(2)内设有水溶液且与水管(5)连通，所述浮块(10)设置在水池(2)内，所述打印平台(11)固定在浮块(10)的上方，所述打印平台(11)的两端均有两个连接块(9)，所述打印平台(11)的两端通过两个连接块(9)分别设置在打印平台(11)两端的升降凹槽(21)内；
所述打印机构(13)包括导轨板(23)、设置在导轨板(13)上的传动单元、设置在导轨板(13)下方的加热装置(28)、打印喷头(29)和设置在导轨板(23)两端的移动单元，所述送丝管(12)与加热装置(28)连接，所述打印喷头(29)设置在加热装置(28)的下方，所述移动单元包括第二驱动电机(22)、水平设置的第二驱动轴(30)和第二驱动轮(31)，所述第二驱动电机(22)固定在导轨板(13)的两端，所述第二驱动电机(22)通过第二驱动轴(30)与第二驱动轮(31)传动连接，所述第二驱动轮(31)设置在平移凹槽(32)内；
所述传动单元包括第三驱动电机(24)、第一连杆(25)、第二连杆(26)、滑动块(27)和水平设置的导轨(34)，所述第三驱动电机(24)固定在导轨板(23)上，所述导轨(34)设置在导轨板(23)上，所述滑动块(27)设置在导轨(34)内，所述加热装置(28)固定在滑动块(27)的下方，所述第一连杆(25)的一端固定在第三驱动电机(24)的驱动轴上，所述第一连杆(25)的另一端与第二连杆(26)的一端铰接，所述第二连杆(26)的另一端与滑动块(27)铰接，所述第一连杆(25)与第二连杆(26)的铰接处位于导轨(34)的外部。
2.如权利要求1所述的具有精确打印功能的智能型3D打印机，其特征在于，所述水池(2)内设有两个导轨单元，所述导轨单元设置在浮块(10)的两端，所述导轨单元包括竖向设置的竖板(3)和水平设置的横板(4)，所述横板(4)的一端固定在水池(2)内的两侧，所述竖板(3)固定在横板(4)的另一端且位于浮块(10)的两侧。
3.如权利要求1所述的具有精确打印功能的智能型3D打印机，其特征在于，所述平移凹槽(32)内的底端设有平移齿条(33)，所述平移凹槽(33)与第二驱动轮(31)的齿相啮合。
4.如权利要求1所述的具有精确打印功能的智能型3D打印机，其特征在于，所述连接块(9)的形状为T形，所述升降凹槽(21)的横向截面形状为T形且与连接块(9)相匹配。
5.如权利要求1所述的具有精确打印功能的智能型3D打印机，其特征在于，所述第一连杆(25)和第二连杆(26)的材质均为钛合金。
6.如权利要求1所述的具有精确打印功能的智能型3D打印机，其特征在于，所述滑动块(27)的外周涂有润滑油。
7.如权利要求1所述的具有精确打印功能的智能型3D打印机，其特征在于，所述水池(2)的横向截面积大于10倍的液管(6)的横向截面积。
8.如权利要求1所述的具有精确打印功能的智能型3D打印机，其特征在于，所述第一驱动电机(20)为直流伺服电机。
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