CN106976238A - 一种双喷头3d打印机 - Google Patents
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Abstract
本发明属于3D打印技术领域，具体涉及一种双喷头3D打印机，包括两个喷头，其中一个喷头用于喷射三维模型的构成材料，另一个喷头用于喷射模型支架的构成材料，该模型支架的构成材料为固化后呈脆性且易粉碎的材料，所述两喷头安装在一个切换装置上，所述切换装置能够驱动两喷头交替的运动至打印工位。本发明采用与模型材料不同的材质来制作模型支架，该材料固化厚易粉碎，便于与模型分离，有效避免了模型材料的浪费，同时保障了模型的外观质量。
Description
技术领域
本发明属于3D打印技术领域，具体涉及一种双喷头3D打印机。
背景技术
3D打印机又称三维打印机(3DP)，是一种累积制造技术，即快速成形技术的一种机器，它是一种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，通过打印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。逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印机的原理是把数据和原料放进3D打印机中，机器会按照程序把产品一层层造出来。然而3D打印技术也存在一定缺陷，例如在打印如图1所示的具有悬浮结构1的模型时，就无法直接将悬浮结构1打印出来，此时必须在模型上添加如图2中所示的模型支架2，现有技术中的模型支架2采用与模型相同的材质，与模型打印成一体，然后再经过后期切除，这种打印方式一方面浪费原材料，另一方面影响模型的外管质量。
发明内容
本发明的目的是提供一种双喷头3D打印机，采用该3D打印机打印出的模型与模型支架容易分离。
为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：一种双喷头3D打印机，包括两个喷头，其中一个喷头用于喷射三维模型的构成材料，另一个喷头用于喷射模型支架的构成材料，该模型支架的构成材料为固化后呈脆性且易粉碎的材料，所述两喷头安装在一个切换装置上，所述切换装置能够驱动两喷头交替的运动至打印工位。
两喷头与切换装置构成的喷头组件安装在水平设置的第一直线滑动导轨的滑座上，第一直线滑动导轨的轨道安装在竖直设置的第二直线滑动导轨的滑座上，第二直线滑动导轨的轨道固定在机架上。
所述喷头组件的运动区域的正下方设有一工作台，工作台安装在第三直线滑动导轨的滑座上，使工作台沿垂直于第一直线滑动导轨且水平的方向往复运动设置。
所述第一直线滑动导轨为无杆气缸，所述第二直线滑动导轨包括相互平行的丝杆和光杆，所述第二直线滑动导轨的滑座上设有与丝杆配合的螺纹孔，以及与光杆配合的导向孔，所述丝杆的下端与第一伺服电机的主轴同步转动连接；所述第二直线滑动导轨为两组分别设置在工作台的两侧，所述第一直线滑动导轨的轨道的两端分别固定在两组第二直线滑动导轨的滑座上。
所述切换装置包括支架，支架上设有V型滑道，所述V型滑道的顶角向下设置，所述V型滑道上设有两个滑块，两滑块分别滑动设置在V型滑道的两段直道内，所述两滑块之间设有一回转部，所述回转部分别与两滑块铰接，所述回转部通过万向联轴器与支架上设置的第二伺服电机的主轴同步转动连接；所述两喷头分别安装在两个滑块上，当喷头滑动至V型滑道的最低点时即为所述的打印工位。
所述支架包括前端板、后端板，以及连接前后端板四周的围壁，所述V型滑道包括开设在前端板上的两条相互平行的V型滑槽，两条V型滑槽沿竖直方向间隔设置；每个滑块上分别设有两根水平销轴，同一滑块上的两根销轴分别滑动设置在两V型滑槽的同侧槽体内，其中一个V型滑槽内的两根销轴穿过该V型滑槽并与设置在前端板另一侧的回转部转动连接，构成两滑块与回转部之间的铰接轴。
所述两滑块与回转部之间的两个铰接轴之间的距离等于V型滑槽单侧槽体的长度。
所述万向联轴器为十字滑块联轴器，所述万向联轴器位于前端板、后端板以及围壁围成的腔体内，所述第二伺服电机安装在后端板的外侧，第二伺服电机的主轴穿过后端板与万向联轴器同步转动连接。
所述前端板内侧的V型滑槽的边缘设有加强板。
所述切换装置包括一转盘，所述转盘的轴线沿竖直方向设置，所述转盘由第三伺服电机驱动，所述两喷头安装在转盘的底壁上，且两喷头的回转半径相等。
本发明的技术效果在于：本发明采用与模型材料不同的材质来制作模型支架，该材料固化厚易粉碎，便于与模型分离，有效避免了模型材料的浪费，同时保障了模型的外观质量。
附图说明
图1是现有技术中的一种待成型模型的侧视图；
图2是带有模型支架的模型的侧视图；
图3是本发明的实施例1所提供的双喷头3D打印机的立体结构示意图；
图4是本发明的实施例2所提供的双喷头组件的立体结构示意图；
图5是本发明的实施例2所提供的双喷头组件的内部结构示意图；
图6是本发明的实施例2所提供的双喷头组件的爆炸图；
图7是本发明的实施例3所提供的双喷头组件的原理图。
具体实施方式
下面结合说明书附图和实施例，对本发明的具体实施例做进一步详细描述：
实施例1
如图3-6所示，一种双喷头3D打印机，包括两个喷头11，其中一个喷头11用于喷射三维模型的构成材料，另一个喷头11用于喷射模型支架的构成材料，该模型支架的构成材料为固化后呈脆性且易粉碎的材料如硫酸钙浆液、碳酸钙浆液或两者的混合浆液，所述两喷头11安装在一个切换装置上，所述切换装置能够驱动两喷头11交替的运动至打印工位。本发明采用与模型材料不同的材质来制作模型支架，该材料固化厚易粉碎，便于与模型分离，有效避免了模型材料的浪费，同时保障了模型的外观质量。
两喷头11与切换装置构成的喷头组件10安装在水平设置的第一直线滑动导轨21的滑座211上，第一直线滑动导轨21的轨道212安装在竖直设置的第二直线滑动导轨22的滑座221上，第二直线滑动导轨22的轨道固定在机架20上。所述喷头组件10的运动区域的正下方设有一工作台24，工作台24安装在第三直线滑动导轨25的滑座上，使工作台24沿垂直于第一直线滑动导轨21且水平的方向往复运动设置。所述第一直线滑动导轨21为无杆气缸，所述第二直线滑动导轨22包括相互平行的丝杆222和光杆223，所述第二直线滑动导轨22的滑座221上设有与丝杆222配合的螺纹孔，以及与光杆223配合的导向孔，所述丝杆222的下端与第一伺服电机23的主轴同步转动连接；所述第二直线滑动导轨22为两组分别设置在工作台24的两侧，所述第一直线滑动导轨21的轨道212的两端分别固定在两组第二直线滑动导轨22的滑座221上。上述结构能够实现双喷头组件10与模型之间在空间坐标系的任意方向上相对平移。
实施例2
如图4-6所示，一种双喷头组件10，包括两个喷头11，其中一个喷头11用于喷射三维模型的构成材料，另一个喷头11用于喷射模型支架的构成材料，该模型支架的构成材料为固化后呈脆性且易粉碎的材料如硫酸钙浆液、碳酸钙浆液或两者的混合浆液，所述两喷头11安装在一个切换装置上，所述切换装置能够驱动两喷头11交替的运动至打印工位；
所述切换装置包括支架，支架上设有V型滑道，所述V型滑道的顶角向下设置，所述V型滑道上设有两个滑块，两滑块分别滑动设置在V型滑道的两段直道内，所述两滑块之间设有一回转部14，所述回转部14分别与两滑块铰接，所述回转部14通过万向联轴器15与支架上设置的第二伺服电机16的主轴同步转动连接；所述两喷头11分别安装在两个滑块上，当喷头11滑动至V型滑道的最低点时即为所述的打印工位。所述支架包括前端板101、后端板102，以及连接前后端板102四周的围壁103，所述V型滑道包括开设在前端板101上的两条相互平行的V型滑槽12，两条V型滑槽12沿竖直方向间隔设置；每个滑块上分别设有两根水平销轴111，同一滑块上的两根销轴111分别滑动设置在两V型滑槽12的同侧槽体内，其中一个V型滑槽12内的两根销轴111穿过该V型滑槽12，并与设置在前端板101另一侧的回转部14转动连接，构成两滑块与回转部14之间的铰接轴。两喷头11沿V型路径进行切换，能够有效避免喷头11切换过程中触碰到尚未固化的模型。
优选的，所述两滑块与回转部14之间的两个铰接轴之间的距离等于V型滑槽12单侧槽体的长度。使得其中一个喷头11位于最低点时，另一个喷头11缸盖位于最高点，以便两者充分远离，互不干扰。
优选的，所述万向联轴器15为十字滑块联轴器，所述万向联轴器15位于前端板101、后端板102以及围壁103围成的腔体内，所述第二伺服电机16安装在后端板102的外侧，第二伺服电机16的主轴穿过后端板102与万向联轴器15同步转动连接。所述前端板101内侧的V型滑槽12的边缘设有加强板13。
实施例3
如图7所示，本实施例与实施例2的区别仅在于：所述切换装置包括一转盘17，所述转盘17的轴线沿竖直方向设置，所述转盘17由第三伺服电机18驱动，所述两喷头11安装在转盘17的底壁上，且两喷头11的回转半径相等。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作出任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。
Claims (10)
1.一种双喷头3D打印机，其特征在于：包括两个喷头(11)，其中一个喷头(11)用于喷射三维模型的构成材料，另一个喷头(11)用于喷射模型支架的构成材料，该模型支架的构成材料为固化后呈脆性且易粉碎的材料，所述两喷头(11)安装在一个切换装置上，所述切换装置能够驱动两喷头(11)交替的运动至打印工位。
2.根据权利要求1所述的双喷头3D打印机，其特征在于：两喷头(11)与切换装置构成的喷头组件(10)安装在水平设置的第一直线滑动导轨(21)的滑座(211)上，第一直线滑动导轨(21)的轨道(212)安装在竖直设置的第二直线滑动导轨(22)的滑座(221)上，第二直线滑动导轨(22)的轨道固定在机架(20)上。
3.根据权利要求2所述的双喷头3D打印机，其特征在于：所述喷头组件(10)的运动区域的正下方设有一工作台(24)，工作台(24)安装在第三直线滑动导轨(25)的滑座上，使工作台(24)沿垂直于第一直线滑动导轨(21)且水平的方向往复运动设置。
4.根据权利要求3所述的双喷头3D打印机，其特征在于：所述第一直线滑动导轨(21)为无杆气缸，所述第二直线滑动导轨(22)包括相互平行的丝杆(222)和光杆(223)，所述第二直线滑动导轨(22)的滑座(221)上设有与丝杆(222)配合的螺纹孔，以及与光杆(223)配合的导向孔，所述丝杆(222)的下端与第一伺服电机(23)的主轴同步转动连接；所述第二直线滑动导轨(22)为两组分别设置在工作台(24)的两侧，所述第一直线滑动导轨(21)的轨道(212)的两端分别固定在两组第二直线滑动导轨(22)的滑座(221)上。
5.根据权利要求4所述的双喷头3D打印机，其特征在于：所述切换装置包括支架，支架上设有V型滑道，所述V型滑道的顶角向下设置，所述V型滑道上设有两个滑块，两滑块分别滑动设置在V型滑道的两段直道内，所述两滑块之间设有一回转部(14)，所述回转部(14)分别与两滑块铰接，所述回转部(14)通过万向联轴器(15)与支架上设置的第二伺服电机(16)的主轴同步转动连接；所述两喷头(11)分别安装在两个滑块上，当喷头(11)滑动至V型滑道的最低点时即为所述的打印工位。
6.根据权利要求5所述的双喷头3D打印机，其特征在于：所述支架包括前端板(101)、后端板(102)，以及连接前后端板(102)四周的围壁(103)，所述V型滑道包括开设在前端板(101)上的两条相互平行的V型滑槽(12)，两条V型滑槽(12)沿竖直方向间隔设置；每个滑块上分别设有两根水平销轴(111)，同一滑块上的两根销轴(111)分别滑动设置在两V型滑槽(12)的同侧槽体内，其中一个V型滑槽(12)内的两根销轴(111)穿过该V型滑槽(12)，并与设置在前端板(101)另一侧的回转部(14)转动连接，构成两滑块与回转部(14)之间的铰接轴。
7.根据权利要求6所述的双喷头3D打印机，其特征在于：所述两滑块与回转部(14)之间的两个铰接轴之间的距离等于V型滑槽(12)单侧槽体的长度。
8.根据权利要求7所述的双喷头3D打印机，其特征在于：所述万向联轴器(15)为十字滑块联轴器，所述万向联轴器(15)位于前端板(101)、后端板(102)以及围壁(103)围成的腔体内，所述第二伺服电机(16)安装在后端板(102)的外侧，第二伺服电机(16)的主轴穿过后端板(102)与万向联轴器(15)同步转动连接。
9.根据权利要求8所述的双喷头3D打印机，其特征在于：所述前端板(101)内侧的V型滑槽(12)的边缘设有加强板(13)。
10.根据权利要求1所述的双喷头3D打印机，其特征在于：所述切换装置包括一转盘(17)，所述转盘(17)的轴线沿竖直方向设置，所述转盘(17)由第三伺服电机(18)驱动，所述两喷头(11)安装在转盘(17)的底壁上，且两喷头(11)的回转半径相等。
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| 中国科学技术协会: "《2012-2013机械工程学科发展报告 (特种加工与微纳制造)》", 30 April 2014, 中国科学技术出版社 * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111685365A (zh) * | 2019-03-13 | 2020-09-22 | 秦皇岛烟草机械有限责任公司 | 一种烟支3d打印机 |
| CN113715333A (zh) * | 2021-09-09 | 2021-11-30 | 广东动智技术有限公司 | 一种多功能3d打印头 |
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