CN108262958A - 一种具有精加工和防护功能的智能型3d打印装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种具有精加工和防护功能的智能型3D打印装置，包括防护机构、加工机构、打印台、喷头、升降台、平移台和升降机构，加工机构包括平移组件、第一油缸、第一活塞、第二油缸、第二活塞、油管、第一电机、铣刀和两个支架，防护机构包括防护环、盖板和两个支撑组件，支撑组件包括第二电机、侧板和两个伸缩组件，伸缩组件包括驱动单元、伸缩架和两个连杆，该具有精加工和防护功能的智能型3D打印装置通过加工机构对喷头单层打印面上的凸起部分进行切割，保证打印面的光滑平整，提高了打印质量，不仅如此，通过防护机构使防护环下降，对打印台和升降台进行遮挡，防止加工产生的碎屑飞溅，保护设备周围的人们，提高了该设备的实用性。
Description
技术领域
本发明涉及3D打印设备领域，特别涉及一种具有精加工和防护功能的智能型3D打印装置。
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。
现有的3D打印机在运行时，需要将材料丝上的材料高温熔化成液态后从喷头喷出，使材料凝固，但是在凝固过程中，受各种因素的影响，导致材料凝固时的形状发生变化，凝固的材料容易凸起，导致喷头打印的单层中出现凸出部位或者产生突刺，进而影响了喷头对模具的上一层的打印，使现有的3D打印机的打印精度降低。
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，提供一种具有精加工和防护功能的智能型3D打印装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有精加工和防护功能的智能型3D打印装置，包括防护机构、加工机构、底座、控制器、打印台、喷头、材料盘、送丝管、顶板、升降台、平面移动机构、平移台、升降机构和四个支柱，所述顶板的四角分别通过四个支柱固定在底座的上方，所述材料盘设置在顶板的上方，所述控制器固定在底座的上方，所述打印台固定在控制器的上方，所述升降台位于顶板和打印台之间，所述升降台套设在支柱上，所述升降机构与升降台传动连接，所述平面移动机构设置在升降台的下方，所述平移台位于平面移动机构的下方，所述加工机构和喷头均设置在平移台的下方，所述喷头通过送丝管与材料连接，所述处理器内设有PLC；
所述加工机构包括平移组件、第一油缸、第一活塞、第二油缸、第二活塞、油管、第一电机、铣刀和两个支架，两个支架分别位于第一油缸的两侧，所述第一油缸通过两个支架固定在平移台的下方，所述第一活塞设置在第一油缸内，所述平移组件与第一活塞传动连接，所述第二油缸固定在平移台的下方，所述第二油缸通过油管与第一油缸连通，所述第二活塞的顶端设置在第二油缸内，所述第二活塞的底端与第一电机固定连接，所述第一电机与铣刀传动连接，所述第一电机与PLC电连接；
所述防护机构包括防护环、盖板和两个支撑组件，所述盖板设置在防护环的上方，两个支撑组件分别位于防护环的两侧，所述支撑组件包括第二电机、侧板和两个伸缩组件，所述第二电机固定在底座的上方，所述第二电机与PLC电连接，所述侧板固定在防护环上，两个伸缩组件分别位于防护环的两侧，所述伸缩组件包括驱动单元、伸缩架和两个连杆，所述伸缩架的底端与驱动单元连接，所述伸缩架的顶端的两侧分别通过两个连杆与侧板铰接。
作为优选，为了实现升降台的升降，所述升降机构包括第三电机、轴承、第三驱动轴、线盘和吊线，所述第三电机和轴承均固定在顶板的下方，所述第三电机与PLC电连接，所述第三电机与第三驱动轴的一端传动连接，所述第三驱动轴的另一端设置在轴承内，所述线盘套设在第三驱动轴上，所述吊线的一端设置在线盘上，所述吊线的另一端与升降台连接。
作为优选，为了保持升降台的平稳升降，所述升降台的上方设有若干重物块。
作为优选，为了带动第一活塞移动，所述平移组件包括第四电机、第四驱动轴和套管，所述第四电机固定在平移台的下方，所述第四电机与PLC电连接，所述第四电机与第四驱动轴的顶端传动连接，所述套管套设在第四驱动轴上，所述套环与第一活塞固定连接，所述套管的与第四驱动轴的连接处设有与第四驱动轴匹配的第一螺纹。
作为优选，为了实现套管的平稳移动，所述第一油缸内设有固定环，所述固定环固定在第一油缸的内壁上，所述固定环套设在套管上。
作为优选，为了便于检测当前打印层上是否有凸出部位，所述第一油缸的底端设有距离传感器，所述距离传感器与PLC电连接。
作为优选，为了精确控制铣刀的位置，所述第二油缸的直径为第一油缸的直径的五倍。
作为优选，为了驱动伸缩架伸缩，所述驱动单元包括缓冲块、第二驱动轴和移动块，所述缓冲块固定在底座上，所述第二驱动轴位于第二电机和缓冲块之间，所述第二电机与第二驱动轴传动连接，所述移动块套设在第二驱动轴上，所述移动块的与第二驱动轴的连接处设有与第二驱动轴匹配的第二螺纹。
作为优选，为了便于固定盖板的位置，所述防护环的两侧设有固定单元，所述固定单元包括插环和插杆，所述插环固定在防护环上，所述插环套设在插杆上，所述插杆的顶端固定在盖板的下方。
作为优选，为了实现空气净化，所述防护环内设有活性炭滤网和两个托板，两个凸板分别位于防护环的两侧的内壁上，所述活性炭滤网设置在托板的上方。
本发明的有益效果是，该具有精加工和防护功能的智能型3D打印装置通过加工机构对喷头单层打印面上的凸起部分进行切割，保证打印面的光滑平整，提高了打印质量，与现有的加工机构相比，该加工机构运行精度高，能够精确控制铣刀的位置，保证加工质量，不仅如此，通过防护机构使防护环下降，对打印台和升降台进行遮挡，防止加工产生的碎屑飞溅，保护设备周围的人们，与现有的防护机构相比，该防护机构通过盖板形成一个封闭的环境，并利用活性炭滤网吸收打印产生的有害气体，从而提高了该设备的实用性。
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是本发明的具有精加工和防护功能的智能型3D打印装置的结构示意图；
图2是本发明的具有精加工和防护功能的智能型3D打印装置的加工机构的结构示意图；
图3是本发明的具有精加工和防护功能的智能型3D打印装置的支撑组件的结构示意图；
图4是本发明的具有精加工和防护功能的智能型3D打印装置的防护环的剖视图；
图中：1.底座，2.控制器，3.打印台，4.喷头，5.材料盘，6.送丝管，7.顶板，8.升降台，9.平移台，10.支柱，11.第一油缸，12.第一活塞，13.第二油缸，14.第二活塞，15.油管，16.第一电机，17.铣刀，18.防护环，19.盖板，20.第二电机，21.侧板，22.伸缩架，23.连杆，24.第三电机，25.轴承，26.托板，27.线盘，28.吊线，29.重物块，30.第四电机，31.第四驱动轴，32.套管，33.固定环，34.距离传感器，35.缓冲块，36.第二驱动轴，37.移动块，38.插环，39.插杆，40.活性炭滤网。
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所示，一种具有精加工和防护功能的智能型3D打印装置，包括防护机构、加工机构、底座1、控制器2、打印台3、喷头4、材料盘5、送丝管6、顶板7、升降台8、平面移动机构、平移台9、升降机构和四个支柱10，所述顶板7的四角分别通过四个支柱10固定在底座1的上方，所述材料盘5设置在顶板7的上方，所述控制器2固定在底座1的上方，所述打印台3固定在控制器2的上方，所述升降台8位于顶板7和打印台3之间，所述升降台8套设在支柱10上，所述升降机构与升降台8传动连接，所述平面移动机构设置在升降台8的下方，所述平移台9位于平面移动机构的下方，所述加工机构和喷头4均设置在平移台9的下方，所述喷头4通过送丝管6与材料连接，所述处理器内设有PLC；
该3D打印装置中，利用控制器2操作设备运行，通过平面移动机构带动平移板和平移板下方的喷头4做平面移动，实现单层打印，利用升降机构带动升降台8进行升降，便于进行逐层打印，顶板7上的材料盘5通过送丝管6向喷头4输送打印的材料，升降台8套设在支柱10上，保证升降台8的平稳移动，在单层打印完后，利用加工机构去除打印面上的凸出部分，从而保证打印精度，同时在打印过程中，利用防护机构对打印台3和升降台8的四周进行遮挡，防止碎屑飞溅。
如图2所示，所述加工机构包括平移组件、第一油缸11、第一活塞12、第二油缸13、第二活塞14、油管15、第一电机16、铣刀17和两个支架，两个支架分别位于第一油缸11的两侧，所述第一油缸11通过两个支架固定在平移台9的下方，所述第一活塞12设置在第一油缸11内，所述平移组件与第一活塞12传动连接，所述第二油缸13固定在平移台9的下方，所述第二油缸13通过油管15与第一油缸11连通，所述第二活塞14的顶端设置在第二油缸13内，所述第二活塞14的底端与第一电机16固定连接，所述第一电机16与铣刀17传动连接，所述第一电机16与PLC电连接；
加工机构中，由平移组件控制第一活塞12的升降，由于第一油缸11通过油管15与第二油缸13连通，因此当第一活塞12移动后，第二活塞14带动第一电机16做反方向的运动，而后PLC控制第一电机16启动，带动铣刀17转动，去除单层打印面上的凸出部分，使单层打印面平整光滑，从而提高了打印成品的质量。
如图1和图3所示，所述防护机构包括防护环18、盖板19和两个支撑组件，所述盖板19设置在防护环18的上方，两个支撑组件分别位于防护环18的两侧，所述支撑组件包括第二电机20、侧板21和两个伸缩组件，所述第二电机20固定在底座1的上方，所述第二电机20与PLC电连接，所述侧板21固定在防护环18上，两个伸缩组件分别位于防护环18的两侧，所述伸缩组件包括驱动单元、伸缩架22和两个连杆23，所述伸缩架22的底端与驱动单元连接，所述伸缩架22的顶端的两侧分别通过两个连杆23与侧板21铰接。
防护机构中，通过两个支撑组件运行，带动防护环18升降，使防护环18套在打印台3和升降台8的外周，防止铣刀17转到切割打印模具的单层打印面时引起碎屑飞溅，误伤操作人员。在支撑机构中，PLC控制第二电机20启动，作用在两侧的伸缩组件的驱动单元中，使驱动单元带动伸缩架22伸缩，使伸缩架22的长度发生变化，进而带动侧板21升降，从而实现防护环18的升降，在防护环18的顶部，通过盖板19形成一个密封的保护环境，进一步加强了防护机构的防护能力。
如图1所示，所述升降机构包括第三电机24、轴承25、第三驱动轴、线盘27和吊线28，所述第三电机24和轴承25均固定在顶板7的下方，所述第三电机24与PLC电连接，所述第三电机24与第三驱动轴的一端传动连接，所述第三驱动轴的另一端设置在轴承25内，所述线盘27套设在第三驱动轴上，所述吊线28的一端设置在线盘27上，所述吊线28的另一端与升降台8连接。
PLC控制第三电机24启动，带动第三驱动轴旋转，使线盘27转动，从而使线盘27上的吊线28收紧或者放松，吊线28收紧时，升降台8向上移动，吊线28放松时，升降台8向下移动。
作为优选，为了保持升降台8的平稳升降，所述升降台8的上方设有若干重物块29。利用重物块29对升降台8产生向下的作用力，防止吊线28放松时，升降台8卡在支柱10上，使吊线28保持紧绷的状态，有利于升降台8的平稳升降。
如图2所示，所述平移组件包括第四电机30、第四驱动轴31和套管32，所述第四电机30固定在平移台9的下方，所述第四电机30与PLC电连接，所述第四电机30与第四驱动轴31的顶端传动连接，所述套管32套设在第四驱动轴31上，所述套环与第一活塞12固定连接，所述套管32的与第四驱动轴31的连接处设有与第四驱动轴31匹配的第一螺纹。
PLC控制第四电机30启动，带动第四驱动轴31旋转，使第四驱动轴31通过第一螺纹作用在套管32上，套管32沿着第四驱动轴31的轴线方向移动，进而带动第一活塞12在第一油缸11内移动。
作为优选，为了实现套管32的平稳移动，所述第一油缸11内设有固定环33，所述固定环33固定在第一油缸11的内壁上，所述固定环33套设在套管32上。利用位置固定的固定环33固定了套管32的移动方向，防止第四驱动轴31旋转时，套管32发生转动，进而保证了套管32的平稳转动。
作为优选，为了便于检测当前打印层上是否有凸出部位，所述第一油缸11的底端设有距离传感器34，所述距离传感器34与PLC电连接。利用距离传感器34检测与模具单层打印面的距离，并将距离数据反馈给PLC，当PLC检测到距离数据变小时，表示打印面上存在凸起的部分，此时需要对打印面进行加工，保证打印面的平整光滑。
作为优选，为了精确控制铣刀17的位置，所述第二油缸13的直径为第一油缸11的直径的五倍。当第二油缸13的直径为第一油缸11的直径的五倍，由于第一油缸11通过油管15与第二油缸13连通，第一油缸11内的油压与第二油缸13内的油压相等，因此第二活塞14的移动距离为第一活塞12的移动距离的二十五分之一，从而通过套管32的移动，可精确控制第二活塞14的移动，进而精确控制铣刀17的位置。
如图3所示，所述驱动单元包括缓冲块35、第二驱动轴36和移动块37，所述缓冲块35固定在底座1上，所述第二驱动轴36位于第二电机20和缓冲块35之间，所述第二电机20与第二驱动轴36传动连接，所述移动块37套设在第二驱动轴36上，所述移动块37的与第二驱动轴36的连接处设有与第二驱动轴36匹配的第二螺纹。
第二电机20带动第二驱动轴36旋转，第二驱动轴36通过第二螺纹作用在移动块37上，使移动块37沿着第二驱动轴36的轴线方向移动，当移动块37靠近缓冲块35时，伸缩架22的长度增加，侧板21和防护环18向上移动，反之，当移动块37远离缓冲块35时，伸缩架22的长度缩小，侧板21和防护环18向下移动。
如图4所示，所述防护环18的两侧设有固定单元，所述固定单元包括插环38和插杆39，所述插环38固定在防护环18上，所述插环38套设在插杆39上，所述插杆39的顶端固定在盖板19的下方。当插杆39穿过插环38后，可防止盖板19左右晃动，脱离防护环18，当需要拆下盖板19时，仅需向上拉动盖板19，使插杆39脱离插环38，即可实现盖板19的快速拆卸。
作为优选，为了实现空气净化，所述防护环18内设有活性炭滤网40和两个托板26，两个凸板分别位于防护环18的两侧的内壁上，所述活性炭滤网40设置在托板26的上方。利用托板26辅助支撑活性炭滤网40，活性炭滤网40可吸收3D打印时产生的各类有害气体，保护周围人们的呼吸健康。
该3D打印装置，通过平移组件带动第一活塞12移动，从而精确控制铣刀17的位置，利用第一电机16带动铣刀17旋转，切割喷头4的单层打印面上的凸起部分，保证打印面的光滑平整，提高了打印质量，不仅如此，利用伸缩组件带动侧板21下降，通过防护环18对打印台3和升降台8的外周进行遮挡，防止铣刀17旋转时切割产生的碎屑飞溅，保护设备周围的人们，从而提高了该打印装置的实用性。
与现有技术相比，该具有精加工和防护功能的智能型3D打印装置通过加工机构对喷头4单层打印面上的凸起部分进行切割，保证打印面的光滑平整，提高了打印质量，与现有的加工机构相比，该加工机构运行精度高，能够精确控制铣刀17的位置，保证加工质量，不仅如此，通过防护机构使防护环18下降，对打印台3和升降台8进行遮挡，防止加工产生的碎屑飞溅，保护设备周围的人们，与现有的防护机构相比，该防护机构通过盖板19形成一个封闭的环境，并利用活性炭滤网40吸收打印产生的有害气体，从而提高了该设备的实用性。
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 (10)
1.一种具有精加工和防护功能的智能型3D打印装置，其特征在于，包括防护机构、加工机构、底座(1)、控制器(2)、打印台(3)、喷头(4)、材料盘(5)、送丝管(6)、顶板(7)、升降台(8)、平面移动机构、平移台(9)、升降机构和四个支柱(10)，所述顶板(7)的四角分别通过四个支柱(10)固定在底座(1)的上方，所述材料盘(5)设置在顶板(7)的上方，所述控制器(2)固定在底座(1)的上方，所述打印台(3)固定在控制器(2)的上方，所述升降台(8)位于顶板(7)和打印台(3)之间，所述升降台(8)套设在支柱(10)上，所述升降机构与升降台(8)传动连接，所述平面移动机构设置在升降台(8)的下方，所述平移台(9)位于平面移动机构的下方，所述加工机构和喷头(4)均设置在平移台(9)的下方，所述喷头(4)通过送丝管(6)与材料连接，所述处理器内设有PLC；
所述加工机构包括平移组件、第一油缸(11)、第一活塞(12)、第二油缸(13)、第二活塞(14)、油管(15)、第一电机(16)、铣刀(17)和两个支架，两个支架分别位于第一油缸(11)的两侧，所述第一油缸(11)通过两个支架固定在平移台(9)的下方，所述第一活塞(12)设置在第一油缸(11)内，所述平移组件与第一活塞(12)传动连接，所述第二油缸(13)固定在平移台(9)的下方，所述第二油缸(13)通过油管(15)与第一油缸(11)连通，所述第二活塞(14)的顶端设置在第二油缸(13)内，所述第二活塞(14)的底端与第一电机(16)固定连接，所述第一电机(16)与铣刀(17)传动连接，所述第一电机(16)与PLC电连接；
所述防护机构包括防护环(18)、盖板(19)和两个支撑组件，所述盖板(19)设置在防护环(18)的上方，两个支撑组件分别位于防护环(18)的两侧，所述支撑组件包括第二电机(20)、侧板(21)和两个伸缩组件，所述第二电机(20)固定在底座(1)的上方，所述第二电机(20)与PLC电连接，所述侧板(21)固定在防护环(18)上，两个伸缩组件分别位于防护环(18)的两侧，所述伸缩组件包括驱动单元、伸缩架(22)和两个连杆(23)，所述伸缩架(22)的底端与驱动单元连接，所述伸缩架(22)的顶端的两侧分别通过两个连杆(23)与侧板(21)铰接。
2.如权利要求1所述的具有精加工和防护功能的智能型3D打印装置，其特征在于，所述升降机构包括第三电机(24)、轴承(25)、第三驱动轴、线盘(27)和吊线(28)，所述第三电机(24)和轴承(25)均固定在顶板(7)的下方，所述第三电机(24)与PLC电连接，所述第三电机(24)与第三驱动轴的一端传动连接，所述第三驱动轴的另一端设置在轴承(25)内，所述线盘(27)套设在第三驱动轴上，所述吊线(28)的一端设置在线盘(27)上，所述吊线(28)的另一端与升降台(8)连接。
3.如权利要求1所述的具有精加工和防护功能的智能型3D打印装置，其特征在于，所述升降台(8)的上方设有若干重物块(29)。
4.如权利要求1所述的具有精加工和防护功能的智能型3D打印装置，其特征在于，所述平移组件包括第四电机(30)、第四驱动轴(31)和套管(32)，所述第四电机(30)固定在平移台(9)的下方，所述第四电机(30)与PLC电连接，所述第四电机(30)与第四驱动轴(31)的顶端传动连接，所述套管(32)套设在第四驱动轴(31)上，所述套环与第一活塞(12)固定连接，所述套管(32)的与第四驱动轴(31)的连接处设有与第四驱动轴(31)匹配的第一螺纹。
5.如权利要求4所述的具有精加工和防护功能的智能型3D打印装置，其特征在于，所述第一油缸(11)内设有固定环(33)，所述固定环(33)固定在第一油缸(11)的内壁上，所述固定环(33)套设在套管(32)上。
6.如权利要求1所述的具有精加工和防护功能的智能型3D打印装置，其特征在于，所述第一油缸(11)的底端设有距离传感器(34)，所述距离传感器(34)与PLC电连接。
7.如权利要求1所述的具有精加工和防护功能的智能型3D打印装置，其特征在于，所述第二油缸(13)的直径为第一油缸(11)的直径的五倍。
8.如权利要求1所述的具有精加工和防护功能的智能型3D打印装置，其特征在于，所述驱动单元包括缓冲块(35)、第二驱动轴(36)和移动块(37)，所述缓冲块(35)固定在底座(1)上，所述第二驱动轴(36)位于第二电机(20)和缓冲块(35)之间，所述第二电机(20)与第二驱动轴(36)传动连接，所述移动块(37)套设在第二驱动轴(36)上，所述移动块(37)的与第二驱动轴(36)的连接处设有与第二驱动轴(36)匹配的第二螺纹。
9.如权利要求1所述的具有精加工和防护功能的智能型3D打印装置，其特征在于，所述防护环(18)的两侧设有固定单元，所述固定单元包括插环(38)和插杆(39)，所述插环(38)固定在防护环(18)上，所述插环(38)套设在插杆(39)上，所述插杆(39)的顶端固定在盖板(19)的下方。
10.如权利要求1所述的具有精加工和防护功能的智能型3D打印装置，其特征在于，所述防护环(18)内设有活性炭滤网(40)和两个托板(26)，两个凸板分别位于防护环(18)的两侧的内壁上，所述活性炭滤网(40)设置在托板(26)的上方。
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