CN106696251A - 一种高精度fdm3d打印机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高精度FDM3D打印机，包括：底座、电机、X轴组件、Y轴组件、Z轴组件和打印组件。通过上述方式，本发明高精度FDM3D打印机在提高打印传动精度时，巧妙合理的使用了滚珠丝杆螺母副和高精度直线轴承，通过步进电机在3D打印机中微行程控制的应用，智能化3D打印控制系统，使用电机驱动滚珠丝杆来确保机械行走的精度，再配合高精度直线轴承来保障XYZ轴向行走过程的稳定性，使得打印的精度达到0.01mm，结构新颖、性能稳定、精度高、操作简便、方便实用，在高精度FDM3D打印机的普及上有着广泛的市场前景。

Description

一种高精度FDM3D打印机

技术领域

本发明涉及3D打印领域，特别是涉及一种高精度FDM3D打印机。

背景技术

3D打印（3D printing）是制造业领域正在迅速发展的一项新兴技术，被称为“具有工业革命意义的制造技术”。3D打印机依托多个学科领域的尖端技术，在航空航天、汽车家电、生物医学等领域得到了一定应用，发展前景广泛。

随着“个性化定制”将成为重要的生产模式。3D打印与现代服务业的紧密结合，将衍生出新的细分产业、新的商业模式，创造出新的经济增长点。但是现有技术的FDM3D打印机有着打印精度不够高的缺点，限制了对精度要求高的应用场合的使用。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种高精度FDM3D打印机，在提高打印传动精度时，巧妙合理的使用了滚珠丝杆螺母副和高精度直线轴承，通过步进电机在3D打印机中微行程控制的应用，智能化3D打印控制系统，使用电机驱动滚珠丝杆来确保机械行走的精度，再配合高精度直线轴承来保障XYZ轴向行走过程的稳定性，使得打印的精度达到0.01mm，结构新颖、性能稳定、精度高、操作简便、方便实用，在高精度FDM3D打印机的普及上有着广泛的市场前景。

为解决上述技术问题，本发明提供一种高精度FDM3D打印机，包括：底座、电机、X轴组件、Y轴组件、Z轴组件和打印组件，

所述Z轴组件包括xz轴门架加固板、xz轴门架、Z轴直线轴承和Z轴滚珠丝杆，所述xz轴门架通过所述xz轴门架加固板固定连接所述底座，所述Z轴直线轴承固定连接所述xz轴门架，所述电机驱动所述Z轴滚珠丝杆；

所述Y轴组件包括Y轴直线轴承、Y轴径向线轴承、Y轴滚珠丝杆和Y轴限位板，所述Y轴直线轴承、Y轴滚珠丝杆、Y轴限位板固定连接所述底座，所述电机驱动所述Y轴滚珠丝杆；

所述X轴组件包括X轴从动作、X轴联轴器、X轴直线轴承、X轴径向限位轴承、X轴滚珠丝杆和X轴驱动座，所述X轴从动作固定连接所述Z轴直线轴承，所述X轴直线轴承、X轴径向限位轴承、X轴联轴器、X轴滚珠丝杆、Y轴径向线轴承、Z轴滚珠丝杆通过所述X轴从动作连接所述X轴驱动座，所述电机驱动所述X轴滚珠丝杆；

所述打印组件包括打印喷嘴架和热床打印平台，所述打印喷嘴通过所述X轴从动作连接所述X轴驱动座，所述热床打印平台固定连接所述Y轴直线轴承与所述Y轴滚珠丝杆。

在本发明一个较佳实施例中，所述X轴组件、Y轴组件、Z轴组件分别包括限位开关，所述限位开关固定连接所述底座。

在本发明一个较佳实施例中，所述电机为步进电机。

在本发明一个较佳实施例中，所述X轴组件、Y轴组件、Z轴组件的控制精度为0.01mm。

本发明的有益效果是：本发明高精度FDM3D打印机在提高打印传动精度时，巧妙合理的使用了滚珠丝杆螺母副和高精度直线轴承，通过步进电机在3D打印机中微行程控制的应用，智能化3D打印控制系统，使用电机驱动滚珠丝杆来确保机械行走的精度，再配合高精度直线轴承来保障XYZ轴向行走过程的稳定性，使得打印的精度达到0.01mm，结构新颖、性能稳定、精度高、操作简便、方便实用，在高精度FDM3D打印机的普及上有着广泛的市场前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图，其中：

图1是本发明的高精度FDM3D打印机一较佳实施例的结构示意图。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，本发明实施例包括：

一种高精度FDM3D打印机，包括：底座1、电机8、X轴组件、Y轴组件、Z轴组件和打印组件。

所述Z轴组件包括xz轴门架加固板2、xz轴门架3、Z轴直线轴承12和Z轴滚珠丝杆11，所述xz轴门架3通过所述xz轴门架加固板2固定连接所述底座1，所述Z轴直线轴承12固定连接所述xz轴门架3，用于Z轴轴向固定，所述电机8驱动所述Z轴滚珠丝杆11；

所述Y轴组件包括Y轴直线轴承18、Y轴径向线轴承10、Y轴滚珠丝杆5和Y轴限位板19，所述Y轴直线轴承18、Y轴滚珠丝杆5、Y轴限位板19固定连接所述底座1，所述电机8驱动所述Y轴滚珠丝杆5在Y轴方向上整体移动；

所述X轴组件包括X轴从动作4、X轴联轴器13、X轴直线轴承7、X轴径向限位轴承9、X轴滚珠丝杆20和X轴驱动座14，所述X轴从动作4固定连接所述Z轴直线轴承12，所述X轴直线轴承7、X轴径向限位轴承9、X轴联轴器13、X轴滚珠丝杆20、Y轴径向线轴承10、Z轴滚珠丝杆11通过所述X轴从动作4连接所述X轴驱动座14，完成X轴、Z轴组成，X轴、Z轴组成在Z轴方向上整体移动，其中所述X轴直线轴承7为X轴轴向限位，所述电机8驱动所述X轴滚珠丝杆20；

所述打印组件包括打印喷嘴架16和热床打印平台15，所述打印喷嘴16通过所述X轴从动作4连接所述X轴驱动座14，打印喷嘴16在X轴方向上移动，所述热床打印平台15固定连接所述Y轴直线轴承18与所述Y轴滚珠丝杆5。所述打印组件还包括操作显示屏6。

优选地，所述X轴组件、Y轴组件、Z轴组件分别包括17，所述限位开关17固定连接所述底座1，用于X轴、Y轴、Z轴行走返回原点时定位。

优选地，所述电机8为步进电机。

优选地，所述X轴组件、Y轴组件、Z轴组件的控制精度为0.01mm。

3D打印机的工作原理,由喷嘴吐丝，通过喷出的物质点行走来构成一条条线,线再构成面,面在高度上的不断堆积构成体。其尺寸精度主要依靠喷嘴在XYZ轴的行走精度，往复定位精度来控制。行走精度是XY轴构成的面，往复精度是指Z轴每提升一个分层(面)，其XY轴在此层的行走和下层XY方向相同位置点存在的偏差。由此可知，3D打印物体的精度，主要由控制喷嘴吐丝量、XY轴行走速度，XYZ轴的行走稳定性和精度决定的。如使用常用件，两相混合式步进电机步距角1.8°，配合螺距4的滚珠丝杆副，其可实现精度控制为4*1.8/2/360=0.010mm。

本发明高精度FDM3D打印机的有益效果是：

本发明在提高打印传动精度时，巧妙合理的使用了滚珠丝杆螺母副和高精度直线轴承，通过步进电机在3D打印机中微行程控制的应用，智能化3D打印控制系统，使用电机驱动滚珠丝杆来确保机械行走的精度，再配合高精度直线轴承来保障XYZ轴向行走过程的稳定性，使得打印的精度达到0.01mm，结构新颖、性能稳定、精度高、操作简便、方便实用。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (4)

1.一种高精度FDM3D打印机，其特征在于，包括：底座、电机、X轴组件、Y轴组件、Z轴组件和打印组件，

所述Z轴组件包括xz轴门架加固板、xz轴门架、Z轴直线轴承和Z轴滚珠丝杆，所述xz轴门架通过所述xz轴门架加固板固定连接所述底座，所述Z轴直线轴承固定连接所述xz轴门架，所述电机驱动所述Z轴滚珠丝杆；

所述Y轴组件包括Y轴直线轴承、Y轴径向线轴承、Y轴滚珠丝杆和Y轴限位板，所述Y轴直线轴承、Y轴滚珠丝杆、Y轴限位板固定连接所述底座，所述电机驱动所述Y轴滚珠丝杆；

所述X轴组件包括X轴从动作、X轴联轴器、X轴直线轴承、X轴径向限位轴承、X轴滚珠丝杆和X轴驱动座，所述X轴从动作固定连接所述Z轴直线轴承，所述X轴直线轴承、X轴径向限位轴承、X轴联轴器、X轴滚珠丝杆、Y轴径向线轴承、Z轴滚珠丝杆通过所述X轴从动作连接所述X轴驱动座，所述电机驱动所述X轴滚珠丝杆；

所述打印组件包括打印喷嘴架和热床打印平台，所述打印喷嘴通过所述X轴从动作连接所述X轴驱动座，所述热床打印平台固定连接所述Y轴直线轴承与所述Y轴滚珠丝杆。

2.根据权利要求1所述的高精度FDM3D打印机，其特征在于，所述X轴组件、Y轴组件、Z轴组件分别包括限位开关，所述限位开关固定连接所述底座。

3.根据权利要求1所述的高精度FDM3D打印机，其特征在于，所述电机为步进电机。

4.根据权利要求1所述的高精度FDM3D打印机，其特征在于，所述X轴组件、Y轴组件、Z轴组件的控制精度为0.01mm。