CN106738886A

CN106738886A - 一种3d打印机

Info

Publication number: CN106738886A
Application number: CN201710064890.6A
Authority: CN
Inventors: 潘永正; 陈灵敏; 芦志坚; 陈礼刚; 应军
Original assignee: Zhejiang Shengtai Defense Technology Co Ltd
Current assignee: Zhejiang Shengtai Defense Technology Co Ltd
Priority date: 2017-02-05
Filing date: 2017-02-05
Publication date: 2017-05-31

Abstract

本发明公开了一种3D打印机，包括机壳，所述的机壳内安装有X轴驱动装置、Y轴驱动装置、Z轴驱动装置、打印平台、喷头、控制器及支架，X轴驱动装置包括X轴电机及通过X轴同步带联动的X轴滑块、平行排列并穿过X轴滑块的X轴第一光轴和X轴第二光轴，Y轴驱动装置包括Y轴电机及通过Y轴第三同步带联动的传动轴、平行排列并分别穿过Y轴第一滑块和Y轴第二滑块的Y轴第一光轴和Y轴第二光轴、实现Y轴第一滑块和Y轴第二滑块与所述传动轴联动的Y轴第一同步带及Y轴第二同步带，Z轴驱动装置包括Z轴电机及与之相连的Z轴丝杆、平行排列并穿过打印平台的Z轴第一光轴、Z轴第二光杆。本发明有较高的稳定性和可靠性，提高3D打印的精度及质量。

Description

一种3D打印机

技术领域

本发明涉及打印机技术领域，特别是涉及一种FDM熔融沉积式3D打印机。

背景技术

3D打印机思想起源于19世纪末，并在20世纪80年代得以发展和推广，其学名为“快速成型”。FDM熔融沉积式3D打印机的原理是热塑性丝状材料由丝料挤出装置送至热熔喷头，在喷头中加热和融化成半液态，然后被挤压出来，有选择性的涂敷在工作台上，并通过X、Y轴两个方向的传动装置控制喷头装置在X、Y方向上移动，在通过Z轴传动装置控制工作平台上下移动，实现打印堆积，快速冷却后形成一层一定厚度的薄片轮廓，一层截面成型完成后工作台下降一定高度，再进行下一层的熔敷，如此循环，最终形成三维产品零件。

现有的3D打印机的传动装置等普遍存在工作可靠性不高，在振动情况下会产生变形、松动等，影响打印精度及打印质量。

所以需要提供一种新的技术方案解决上述问题。

发明内容

为了克服背景技术的不足，本发明提供一种结构可靠的3D打印机。

本发明所采用的技术方案：一种3D打印机，包括机壳，所述的机壳内安装有X轴驱动装置、Y轴驱动装置、Z轴驱动装置、打印平台、喷头、控制器及支架；

所述的X轴驱动装置：

包括X轴电机及通过X轴同步带联动的X轴滑块、平行排列并穿过X轴滑块的X轴第一光轴和X轴第二光轴,所述的X轴同步带带动X轴滑块沿X轴第一光轴和X轴第二光轴滑动，所述的X轴同步带的一端与安装于X轴滑块上的第一同步轴相连；

所述的Y轴驱动装置：

包括Y轴电机及通过Y轴第三同步带联动的传动轴、平行排列并分别穿过Y轴第一滑块和Y轴第二滑块的Y轴第一光轴和Y轴第二光轴、实现Y轴第一滑块和Y轴第二滑块与所述传动轴联动的Y轴第一同步带及Y轴第二同步带,所述的Y轴第一同步带和Y轴第二同步带带动所述的Y轴第一滑块和Y轴第二滑块沿Y轴第一光轴和Y轴第二光轴滑动，所述的Y轴第一同步带的一端与安装于支架上的第二同步轴相连，所述的Y轴第二同步带的一端与安装于支架上的第三同步轴相连；

所述的Z轴驱动装置：

包括Z轴电机及与之相连的Z轴丝杆、平行排列并穿过打印平台的Z轴第一光轴、Z轴第二光杆，所述的Z轴丝杆与所述的打印平台螺纹连接；

所述的X轴电机固定于Y轴第一滑块，所述的X轴第一光轴的两端和X轴第二光轴的两端分别与Y轴第一滑块和Y轴第二滑块相连，所述的Y轴电机及Z轴电机固定在机壳上,所述的Y轴第一光轴、Y轴第二光轴及传动轴转动连接在支架上，所述的喷头固定在X轴滑块上。

所述的第一同步轴、第二同步轴及第三同步轴，由轴承、同步轮及轴组成，所述的同步轮套入轴，所述的轴承套设在轴两端。

所述的Y轴第一滑块上设置有第一光电开关，所述的喷头上设置有第一限位片，所述的第一限位片上有第一折弯凸起部，所述的第一折弯凸起部与所述的第一光电开关中间凹槽相对应。

所述的机壳上设置有第二光电开关，所述的打印平台上设置有第二限位片，所述的第二限位片上有第二折弯凸起部，所述的第二折弯凸起部与所述的第二光电开关中间凹槽相对应。

所述的X轴同步带、Y轴第一同步带及Y轴第二同步带上分别设置有张紧件。

所述的X轴电机、Y轴电机及Z轴电机为步进电机。

所述的控制器上安装有触摸屏及旋钮。

所述的支架通过四颗矩形排列的螺钉固定在机壳上。

还包括有四氟管，耗材穿过四氟管进入喷头。

所述的打印平台上设置有第一轴套、第二轴套，所述的第一轴套套入Z轴第一光轴，所述的第二轴套套入Z轴第二光轴，所述的第一轴套和第二轴套分别通过螺钉紧固在打印平台上。

本发明的具有较高的运行稳定性和可靠性，能有效保障3D打印成型的精度。

附图说明

图1为本发明实施例3D打印机的立体图。

图2为本发明实施例3D打印机去除机壳后的立体图。

图3为本发明实施例3D打印机去除机壳后的另一角度立体图。

图4为本发明实施例3D打印机X、Y轴驱动装置立体图。

图5为本发明实施例3D打印机X、Y轴驱动装置另一角度立体图。

图6为本发明实施例3D打印机局部放大立体图。

图7为本发明实施例3D打印机局部放大立体图。

图8为本发明实施例3D打印机局部放大立体图。

图中：10、机壳，11、X轴驱动装置11，12、Y轴驱动装置，13、Z轴驱动装置，14、打印平台，15、喷头，16、控制器，17、四氟管，110、X轴电机，111、X轴第一光杆，112、X轴第二光杆，113、X轴同步带，114、第一同步轴，115、第二同步轴，116、第三同步轴，120、Y轴电机，121、Y轴第一光杆，122、Y轴第二光杆，123、Y轴第一滑块，124、Y轴第二滑块，125、Y轴第一同步带，126、Y轴第二同步带，127、Y轴第三同步带，128、传动轴，130、Z轴电机，131、Z轴丝杆，132、Z轴第一光轴，133、Z轴第二光轴，140、支架，141、第一轴套，142、第二轴套，1100、轴承，1101、同步轮，1102、轴，1200、第一光电开关，1201、第一限位片，1202、第一折弯凸起部，1203、第二光电开关，1204、第二限位片，1205、第二折弯凸起部。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例作进一步说明：

如图所示，一种3D打印机，包括机壳10，所述的机壳10内安装有X轴驱动装置11、Y轴驱动装置12、Z轴驱动装置13、打印平台14、喷头15、控制器16及支架140；

所述的X轴驱动装置：

包括X轴电机110及通过X轴同步带113联动的X轴滑块114、平行排列并穿过X轴滑块114的X轴第一光轴111和X轴第二光轴112,所述的X轴同步带113带动X轴滑块114沿X轴第一光轴111和X轴第二光轴112滑动，所述的X轴同步带113的一端与安装于X轴滑块114上的第一同步轴114相连；

所述的Y轴驱动装置：

包括Y轴电机120及通过Y轴第三同步带127联动的传动轴128、平行排列并分别穿过Y轴第一滑块123和Y轴第二滑块124的Y轴第一光轴121和Y轴第二光轴122、实现Y轴第一滑块123和Y轴第二滑块124与所述传动轴128联动的Y轴第一同步带125及Y轴第二同步带126,所述的Y轴第一同步带125和Y轴第二同步带126带动所述的Y轴第一滑块123和Y轴第二滑块124沿Y轴第一光轴121和Y轴第二光轴122滑动，所述的Y轴第一同步带125的一端与安装于支架140上的第二同步轴115相连，所述的Y轴第二同步带126的一端与安装于支架140上的第三同步轴116相连；

所述的Z轴驱动装置：

包括Z轴电机130及与之相连的Z轴丝杆131、平行排列并穿过打印平台14的Z轴第一光轴132、Z轴第二光杆133，所述的Z轴丝杆131与所述的打印平台14螺纹连接；

所述的X轴电机110固定于Y轴第一滑块123，所述的X轴第一光轴111的两端和X轴第二光轴112的两端分别与Y轴第一滑块123和Y轴第二滑块124相连，所述的Y轴电机120及Z轴电机130固定在机壳10上,所述的Y轴第一光轴121、Y轴第二光轴122及传动轴128转动连接在支架140上，所述的喷头15固定在X轴滑块114上。

所述的第一同步轴114、第二同步轴115及第三同步轴116，由轴承1100、同步轮1101及轴1102组成，所述的同步轮1101套入轴1102，所述的轴承1100套设在轴1102两端，所述的同步轮1101通过螺钉紧固在轴1102上；所述的第一同步轴114沿轴线平行方向插入Y轴第二滑块124，；所述的第二同步轴115及第三同步轴116分别安装在支架140上，所述的支架140上设置有两个与轴承1100相对应的通孔，所述的轴承1100套设在通孔中。

所述的Y轴第一滑块123上设置有第一光电开关1200，所述的喷头15上设置有第一限位片1201，所述的第一限位片1201上有第一折弯凸起部1202，所述的第一折弯凸起部1202与所述的第一光电开关1200中间凹槽相对应，当喷头15沿远离Y轴第二滑块124方向运动到极限位置时，所述的第一折弯凸起部1202插入所述的第一光电开关1200中间凹槽位置，第一光电开关1200输出位置信号给控制器16进行处理。

所述的机壳10上设置有第二光电开关1203，所述的打印平台14上设置有第二限位片1204，所述的第二限位片1204上有第二折弯凸起部1205，所述的第二折弯凸起部105与所述的第二光电开关1203中间凹槽相对应，当打印平台沿远离Z轴电机130的方向运动到极限位置时，所述的第二折弯凸起部1205插入所述的第二光电开关1203中间凹槽位置，第二光电开关1203输出位置信号给控制器16进行处理。

所述的X轴同步带113、Y轴第一同步带125及Y轴第二同步带126上分别设置有张紧件，可保持同步带始终处于张紧状态，防止同步轮在打印过程中或者老化后出现松弛，影响同步带运动精度，进而影响打印机打印质量。

所述的X轴电机110、Y轴电机120及Z轴电机130为步进电机。

所述的步进电机优选采用6线步进电机。

所述的X轴第一光轴111和X轴第二光轴112的两端面都设置有螺纹孔，通过螺钉固定在Y轴第一滑块123和Y轴第二滑块124上。

所述的控制器上安装有触摸屏及旋钮，通过触摸屏可对打印温度等参数进行设置，所述的旋钮实现对打印速度的调整，通过旋转旋钮可对打印机的打印速度在一定范围内进行调整。

所述的支架140通过四颗矩形排列的螺钉固定在机壳10上。

还包括有四氟管17，耗材穿过四氟管17进入喷头15，以四氟管17充当耗材进料导管，使耗材（PLA或ABS等）进料顺畅。

所述的打印平台14上设置有第一轴套141、第二轴套142，所述的第一轴套141套入Z轴第一光轴132，所述的第二轴套142套入Z轴第二光轴133，所述的第一轴套141和第二轴套142分别通过螺钉紧固在打印平台14上。

3D打印机上电启动开始打印时，控制器16根据程序控制X轴电机110、Y轴电机120及Z轴电机130执行运动，X轴电机110通过驱动 X轴同步带113来带动X轴滑块114在X轴方向运动，即带动喷头15在X轴方向运动；Y轴电机120通过Y轴第三同步带127驱动传动轴128旋转，传动轴128通过Y轴第一同步带125和Y轴第二同步带126带动Y轴第一滑块123和Y轴第一滑块124在Y轴方向运动，即带动X轴驱动装置11在Y轴方向运动；Z轴电机130通过Z轴丝杆131带动打印平台14沿Z轴方向运动。

实施例不应视为对发明的限制，但任何基于本发明的精神所作的改进，都应在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种3D打印机，包括机壳（10），所述的机壳（10）内安装有X轴驱动装置（11）、Y轴驱动装置（12）、Z轴驱动装置（13）、打印平台（14）、喷头（15）、控制器（16）及支架（140）；

其特征在于：

所述的X轴驱动装置：

包括X轴电机（110）及通过X轴同步带（113）联动的X轴滑块（114）、平行排列并穿过X轴滑块（114）的X轴第一光轴（111）和X轴第二光轴（112）,所述的X轴同步带（113）带动X轴滑块（114）沿X轴第一光轴（111）和X轴第二光轴（112）滑动，所述的X轴同步带（113）的一端与安装于X轴滑块（114）上的第一同步轴（114）相连；

所述的Y轴驱动装置：

包括Y轴电机（120）及通过Y轴第三同步带（127）联动的传动轴（128）、平行排列并分别穿过Y轴第一滑块（123）和Y轴第二滑块（124）的Y轴第一光轴（121）和Y轴第二光轴（122）、实现Y轴第一滑块（123）和Y轴第二滑块（124）与所述传动轴（128）联动的Y轴第一同步带（125）及Y轴第二同步带（126）,所述的Y轴第一同步带（125）和Y轴第二同步带（126）带动所述的Y轴第一滑块（123）和Y轴第二滑块（124）沿Y轴第一光轴（121）和Y轴第二光轴（122）滑动，所述的Y轴第一同步带（125）的一端与安装于支架（140）上的第二同步轴（115）相连，所述的Y轴第二同步带（126）的一端与安装于支架（140）上的第三同步轴（116）相连；

所述的Z轴驱动装置：

包括Z轴电机（130）及与之相连的Z轴丝杆（131）、平行排列并穿过打印平台（14）的Z轴第一光轴（132）、Z轴第二光杆（133），所述的Z轴丝杆（131）与所述的打印平台（14）螺纹连接；

所述的X轴电机（110）固定于Y轴第一滑块（123），所述的X轴第一光轴（111）的两端和X轴第二光轴（112）的两端分别与Y轴第一滑块（123）和Y轴第二滑块（124）相连，所述的Y轴电机（120）及Z轴电机（130）固定在机壳（10）上,所述的Y轴第一光轴（121）、Y轴第二光轴（122）及传动轴（128）转动连接在支架（140）上，所述的喷头（15）固定在X轴滑块（114）上。

2.根据权利要求1所述的3D打印机，其特征在于：所述的第一同步轴(114)、第二同步轴(115)及第三同步轴(116)，由轴承(1100)、同步轮(1101)及轴(1102)组成，所述的同步轮(1101)套入轴(1102)，所述的轴承(1100)套设在轴(1102)两端。

3.根据权利要求1所述的3D打印机，其特征在于：所述的Y轴第一滑块（123）上设置有第一光电开关（1200），所述的喷头（15）上设置有第一限位片（1201），所述的第一限位片（1201）上有第一折弯凸起部（1202），所述的第一折弯凸起部（1202）与所述的第一光电开关（1200）中间凹槽相对应。

4.根据权利要求1所述的3D打印机，其特征在于：所述的机壳（10）上设置有第二光电开关（1203），所述的打印平台（14）上设置有第二限位片（1204），所述的第二限位片（1204）上有第二折弯凸起部（1205），所述的第二折弯凸起部（105）与所述的第二光电开关（1203）中间凹槽相对应。

5.根据权利要求1所述的3D打印机，其特征在于：所述的X轴同步带（113）、Y轴第一同步带（125）及Y轴第二同步带（126）上分别设置有张紧件。

6.根据权利要求1所述的3D打印机，其特征在于：所述的X轴电机（110）、Y轴电机（120）及Z轴电机（130）为步进电机。

7.根据权利要求1所述的3D打印机，其特征在于：所述的控制器上安装有触摸屏及旋钮。

8.根据权利要求1所述的3D打印机，其特征在于：所述的支架（140）通过四颗矩形排列的螺钉固定在机壳（10）上。

9.根据权利要求1所述的3D打印机，其特征在于：还包括有四氟管（17），耗材穿过四氟管（17）进入喷头（15）。

10.根据权利要求1所述的3D打印机，其特征在于：所述的打印平台（14）上设置有第一轴套（141）、第二轴套（142），所述的第一轴套（141）套入Z轴第一光轴（132），所述的第二轴套（142）套入Z轴第二光轴（133），所述的第一轴套（141）和第二轴套（142）分别通过螺钉紧固在打印平台（14）上。