CN108437468A - 一种用于3d打印机的张紧力可调送丝机构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于3D打印机的张紧力可调送丝机构，包括工作台，工作台底部连接有安装底座，且工作台两端分别安装有清洁传输装置和活动送丝装置，活动送丝装置包括连接在工作台一端表面的固定座，固定座通过铰接座铰连接有液压杆，液压杆顶端连接有活动送丝座，活动送丝座内部设置有送丝组件，且活动送丝座底端铰连接有电动推杆，电动推杆底端与固定座活动链接，且工作台表面中心处安装张紧机构，张紧机构位于清洁传输装置和活动送丝装置之间，且工作台一侧安装有紧急夹紧机构，通过可灵活调节的活动送丝机构进行送丝，同时在对材料丝导向的同时，对其表面进行清洁，提高打印质量，而且冷却效果好，使用方便。

Description

一种用于3D打印机的张紧力可调送丝机构

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，具体为一种用于3D打印机的张紧力可调送丝机构。

背景技术

3D打印即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术，3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的，常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件，该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。

日常生活中使用的普通打印机可以打印电脑设计的平面物品，而所谓的3D打印机与普通打印机工作原理基本相同，只是打印材料有些不同，普通打印机的打印材料是墨水和纸张，而3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”，是实实在在的原材料，打印机与电脑连接后，通过电脑控制可以把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。通俗地说，3D打印机是可以“打印”出真实的3D物体的一种设备，比如打印一个机器人、打印玩具车，打印各种模型，甚至是食物等等，之所以通俗地称其为“打印机”是参照了普通打印机的技术原理，因为分层加工的过程与喷墨打印十分相似。这项打印技术称为3D立体打印技术。

3D打印机在实施打印时，需要将物料(即塑料丝)通过送丝机构输送至打印头内，打印头对其实施加热后将其输出，因此需要通过送丝装置进行送丝。

例如，申请号为201710429603.7，专利名称为一种3D打印机送丝机构的发明专利，其通过通摩擦送丝的方式进行丝材输送，使送丝机构工作时对丝材的输送速度可以通过程序进行精确控制，以保证稳定挤出量，保证材料的输送速度，提高了打印的效率与质量

但是，现有的送丝装置主要存在以下缺陷：

(1)一般的送丝装置在对材料丝送丝的时候不能调节，导致只能通过固定的角度和高度进行送丝，难以满足不同的送丝要求；

(2)同时，在送丝的过程中，由于摩擦作用，材料丝表面不仅容易产生杂物，而且容易发热，导致材料丝容易产生热磨损，而且过度发热影响装置的稳定使用；

(3)而且在送丝的时候，有可能会发生材料丝突然断裂的情况，而一般的送丝装置缺乏紧急夹紧的装置，无法应对突发情况。

发明内容

为了克服现有技术方案的不足,本发明提供一种用于3D打印机的张紧力可调送丝机构，通过可灵活调节的活动送丝机构进行送丝，同时在对材料丝导向的同时，对其表面进行清洁，提高打印质量，而且冷却效果好，使用方便，能有效的解决背景技术提出的问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种用于3D打印机的张紧力可调送丝机构，包括工作台，所述工作台底部连接有安装底座，且工作台两端分别安装有清洁传输装置和活动送丝装置；

所述活动送丝装置包括连接在工作台一端表面的固定座，所述固定座通过铰接座铰连接有液压杆，所述液压杆顶端连接有活动送丝座，所述活动送丝座内部设置有送丝组件，且活动送丝座底端铰连接有电动推杆，所述电动推杆底端与固定座活动链接，且工作台表面中心处安装张紧机构，所述张紧机构位于清洁传输装置和活动送丝装置之间，且工作台一侧安装有紧急夹紧机构。

进一步地，所述送丝组件包括设置在活动送丝座内部的活动槽，所述活动槽顶端和底端均连接有安装座，两个安装座相对一端均连接有调节螺杆，两个调节螺杆末端通过连接架分别连接有上送丝盘和下送丝盘，所述上送丝盘和下送丝盘中心处连接有与连接架连接的中心轴，所述中心轴一端连接有驱动电机。

进一步地，所述上送丝盘外边缘表面安装有卡紧盘，所述下送丝盘外边缘表面安装有环形槽，所述卡紧盘表面和环形槽内壁均设置有摩擦垫，所述摩擦垫表面采用螺旋结构，所述上送丝盘和下送丝盘内部均设置有冷却机构。

进一步地，所述清洁传输装置包括安装在工作台表面另一端的传输座，所述传输座内部设置有传输槽，所述传输槽两端均设置有导向座，所述传输槽内壁均匀环形设置有若干个清洁条，所述清洁条表面设置有金属软刷。

进一步地，所述导向座内部设置有与传输槽相互导通的导向槽，所述导向槽外端表面安装有喇叭座，所述喇叭座内部设置有喇叭口，所述喇叭口内壁设置有金属片，所述金属片表面经过抛光处理。

进一步地，所述传输座内部设置有接渣槽，所述接渣槽顶端连接有若干个橡胶软管，所述橡胶软管顶端均连接有导通斗，且所有的导通斗通过集中座与传输槽内壁固定连接，所述集中座内部设置有空心槽，且空心槽顶端安装有若干个空心座，所述空心座均匀分布在相邻的清洁条之间。

进一步地，所述张紧机构包括安装在工作台表面的支撑座，所述支撑座顶端连接有气压杆，所述气压杆顶端连接有电动丝杠，所述电动丝杠顶端连接有环形张紧座，所述环形张紧座外壁设置有张紧槽，所述张紧槽内壁设置有防滑垫。

进一步地，所述紧急夹紧机构包括安装在工作台侧面的夹紧座，所述夹紧座内部设置有夹紧槽，所述夹紧槽内壁设置有弧形壁和夹紧辊，所述弧形壁和夹紧辊之间相对设置，且夹紧辊两端均通过活塞杆与工作台侧面连接，且弧形壁内壁表面设置有压力传感器。

进一步地，所述夹紧辊表面设置有硅胶软垫，且硅胶软垫通过弹簧垫片与夹紧辊外壁连接，所述弧形壁内壁设置有若干个凹槽，所述凹槽表面设置有球形垫。

进一步地，所述冷却机构包括设置在上送丝盘和下送丝盘内部的冷却槽，所述冷却槽表面连接有若干个竖直铜片，且卡紧盘通过导热硅脂与上送丝盘连接，所述环形槽也通过导热硅脂与下送丝盘连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

(1)本发明通过可以灵活调节的活动送丝装置进行活动送丝，可以满足不同高度和角度的送丝要求，而且在送丝的过程中，通过冷却机构有效消除摩擦作用产生的热量，对材料丝和装置起到良好的保护作用；

(2)本发明利用清洁传输装置对送出的材料丝进行传输导向，同时对材料丝表面进行清洁工作，有效防止材料丝表面的杂物进入到3D打印头内部，有效提高3D打印的质量；

(3)本发明采用张紧机构对送出的材料丝进行张紧力调节，有利于材料丝的稳定运输，同时在送丝过程中，利用紧急夹紧机构对材料丝紧急夹紧，防止材料丝突然断裂造成材料丝的浪费，有效减少损失。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的送丝组件结构示意图；

图3为本发明的传输座截面结构示意图；

图4为本发明的活动送丝座内部结构示意图；

图5为本发明的夹紧座截面结构示意图；

图6为本发明的下送丝盘内部结构示意图；

图7为本发明的上送丝盘内部结构示意图；

图8为本发明的夹紧座结构示意图。

图中标号：

1-工作台；2-安装底座；3-清洁传输装置；4-活动送丝装置；5-张紧机构；6-冷却机构；7-紧急夹紧机构；8-压力传感器；

301-传输座；302-传输槽；303-导向座；304-清洁条；305-金属软刷；306-导向槽；307-喇叭座；308-喇叭口；309-金属片；310-接渣槽；311-橡胶软管；312-导通斗；313-集中座；314-空心槽；315-空心座；

401-固定座；402-铰接座；403-液压杆；404-活动送丝座；405-送丝组件；406-电动推杆；407-活动槽；408-安装座；409-调节螺杆；410-连接架；411-上送丝盘；412-下送丝盘；413-驱动电机；414-下送丝盘；415-卡紧盘；415-卡紧盘；416-环形槽；417-摩擦垫；

501-支撑座；502-气压杆；503-环形张紧座；504-张紧槽；505-电动丝杠；506-防滑垫；

601-冷却槽；602-竖直铜片；603-导热硅脂；

701-夹紧座；702-夹紧槽；703-弧形壁；704-夹紧辊；705-活塞杆；706-硅胶软垫；707-弹簧垫片；708-凹槽；709-球形垫。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1至图4所示，本发明提供了一种用于3D打印机的张紧力可调送丝机构，包括工作台1，所述工作台1底部连接有安装底座2，且工作台1两端分别安装有清洁传输装置3和活动送丝装置4，该装置通过工作台1两端分别设置的清洁传输装置3和活动送丝装置4进行送丝工作，活动送丝装置4通过转动时候产生的摩擦力作用将材料丝送出，同时利用清洁传输装置3进行稳定传输，从而实现整个送丝过程的稳定进行。

如图1所示，所述活动送丝装置4包括连接在工作台1一端表面的固定座401，所述固定座401通过铰接座402铰连接有液压杆403，所述液压杆403顶端连接有活动送丝座404，所述活动送丝座404内部设置有送丝组件405，且活动送丝座404底端铰连接有电动推杆406，所述电动推杆406底端与固定座401活动链接，首先通过液压杆403的伸缩作用调节活动送丝座404的高度，同时在高度调整之后，利用两侧的电动推杆406的伸缩，从而调节活动送丝座404的倾斜角度，通过高度调节和角度调节相结合的方式对活动送丝座404进行有效调节，便于活动送丝座404完成不同要求的送丝工作，实用性更强，可满足不同的送丝要求。

如图2和图4所示，所述送丝组件405包括设置在活动送丝座404内部的活动槽407，所述活动槽407顶端和底端均连接有安装座408，两个安装座408相对一端均连接有调节螺杆409，两个调节螺杆409末端通过连接架410分别连接有上送丝盘411和下送丝盘414，所述上送丝盘411和下送丝盘414中心处连接有与连接架410连接的中心轴412，所述中心轴412一端连接有驱动电机413，具体使用时，外部呈卷筒状的材料丝首先通过进入活动送丝座404内部的活动槽407，通过调节螺杆409的推动作用，上下设置的上送丝盘411和下送丝盘414之间相互靠近，随着上送丝盘411和下送丝盘414的靠近，从而对穿过的材料丝夹紧，之后通过驱动电机413的驱动作用，驱动电机413通过中心轴412分别带动上送丝盘411和下送丝盘414转动，从而实现摩擦送丝过程。

所述上送丝盘411外边缘表面安装有卡紧盘415，所述下送丝盘414外边缘表面安装有环形槽416，所述卡紧盘415表面和环形槽416内壁均设置有摩擦垫417，所述摩擦垫417表面采用螺旋结构，具体使用时，在调节螺杆409的伸缩调节作用下，上送丝盘411外边缘表面的卡紧盘415和下送丝盘414外边缘表面安装有环形槽416之间相互靠近，通过夹紧盘415将穿过环形槽416的材料丝夹紧，在驱动电机413的作用下，夹紧盘415和环形槽416不断转动，通过夹紧盘415和环形槽416内壁的螺旋结构的摩擦垫417的摩擦作用，使得材料丝被不断送出，从而实现稳定的送丝过程。

如图6和图7所示，所述上送丝盘411和下送丝盘414内部均设置有冷却机构6，在摩擦送丝的时候，由于摩擦作用会产生一定的热量，通过冷却机构6对产生的热量进行散热，从而对上送丝盘411和下送丝盘414起到良好的冷却保护作用，也进一步防止材料丝表面发生热磨损。

所述冷却机构6包括设置在上送丝盘411和下送丝盘414内部的冷却槽601，所述冷却槽601表面连接有若干个竖直铜片602，且卡紧盘415通过导热硅脂603与上送丝盘411连接，所述环形槽416也通过导热硅脂603与下送丝盘414连接，在上送丝盘411和下送丝盘414转动送丝的时候，由于摩擦作用，环形槽416和卡紧盘415表面均会产生一定的热量，热量长期堆积容易对材料丝表面造成损伤，通过导热硅脂603将环形槽416的热量传输到下送丝盘414内部的冷却槽601，同时也通过导热硅脂603将卡紧盘415的热量传输到上送丝盘411内部的冷却槽601，在冷却槽601内部的冷却液吸收热量冷却，同时利用竖直铜片602将冷却槽601内部的热量传输到外部空气，通过热交换方式快速散热冷却，对整体起到了良好的保护作用，从而使得整个送丝过程不易出现热磨损的问题，对整个装置和材料丝起到保护作用。

如图1和图3所示，所述清洁传输装置3包括安装在工作台1表面另一端的传输座301，所述传输座301内部设置有传输槽302，所述传输槽302两端均设置有导向座303，所述传输槽302内壁均匀环形设置有若干个清洁条304，所述清洁条304表面设置有金属软刷305，在完成送丝之后，输出的材料丝通过清洁传输装置3向外传输，对材料丝起到良好的导向作用，使得材料丝的传输过程更加稳定，材料丝不易发生偏移，有利于3D打印的稳定进行。

具体使用时，穿过活动送丝座404内部的材料丝进入传输座301内部，通过传输座301内部的传输槽302进行传输，同时利用导向座303对传输的材料丝进行导向处理，保证材料丝不会发生偏移，同时在材料丝穿过传输槽302的过程中，通过内部的多个清洁条304上的金属软刷305对材料丝表面进行清洁工作，有效去除材料丝表面的杂物，从而提高3D打印的质量。

所述导向座303内部设置有与传输槽302相互导通的导向槽306，所述导向槽306外端表面安装有喇叭座307，所述喇叭座307内部设置有喇叭口308，所述喇叭口308内壁设置有金属片309，所述金属片309表面经过抛光处理，同时材料丝通过两端的导向槽306穿入和穿出，利用喇叭座307的弧形喇叭口308对材料丝进行导向和保护，防止产生尖锐磨损作用，同时进一步通过抛光处理的金属片309进行保护，可以有效的提高保护作用，使得材料丝通过任意角度穿出的时候都不会发生过度磨损，防止在送丝的过程中材料丝出现损坏。

需要补充说明的是，所述传输座301内部设置有接渣槽310，所述接渣槽310顶端连接有若干个橡胶软管311，所述橡胶软管311顶端均连接有导通斗312，且所有的导通斗312通过集中座313与传输槽302内壁固定连接，所述集中座313内部设置有空心槽314，且空心槽314顶端安装有若干个空心座315，所述空心座315均匀分布在相邻的清洁条304之间，同时在材料丝清洁之后，通过接渣槽310接收掉落的杂物，便于集中处理，掉落的杂物通过空心座315掉落并进入到空心槽314内部集中，之后通过底部的多个导通斗312分别排入到橡胶软管311，最终在接渣槽310内部集中收集，便于集中处理，从而有效防止杂物堆积，便于整个送丝过程的持续进行。

如图1所示，所述工作台1表面中心处安装张紧机构5，所述张紧机构5位于清洁传输装置3和活动送丝装置4之间，所述张紧机构5包括安装在工作台1表面的支撑座501，所述支撑座501顶端连接有气压杆502，所述气压杆502顶端连接有电动丝杠505，所述电动丝杠505顶端连接有环形张紧座503，所述环形张紧座503外壁设置有张紧槽504，所述张紧槽504内壁设置有防滑垫50，通过张紧机构5对整个送丝过程进行张紧调节，通过调节环形张紧座503的高度，即可调节材料丝的张紧程度，便于完成不同要求的送丝工作。

具体使用时，利用气压杆502对环形张紧座503进行高度粗调，之后通过电动丝杠505进行长度微调，通过粗调和微调相结合的方式精确调整环形张紧座503的高度，从而便于精确调整材料丝在送丝过程中的张紧力大小。

进一步说明的是，所述工作台1一侧安装有紧急夹紧机构7，在送丝过程中，通过紧急夹紧机构7对材料丝紧急夹紧，从而有效针对材料丝发生紧急断裂的情况，对材料丝起到良好的保护作用，有效减小损失。

如图1、图5和图8所示，所述紧急夹紧机构7包括安装在工作台1侧面的夹紧座701，所述夹紧座701内部设置有夹紧槽702，所述夹紧槽702内壁设置有弧形壁703和夹紧辊704，所述弧形壁703和夹紧辊704之间相对设置，且夹紧辊704两端均通过活塞杆705与工作台1侧面连接，且弧形壁703内壁表面设置有压力传感器8，材料丝首先通过夹紧座701内部的夹紧槽702之后，再通过活动送丝装置4进行送丝，当材料丝发生断裂的时候，整个装置首先停止工作，之后活塞杆705推动夹紧辊704和弧形壁703相互夹紧，从而将断裂的材料丝固定在弧形壁703内壁，从而有效的防止材料丝的浪费，减少损失。

如图5所示，所述夹紧辊704表面设置有硅胶软垫706，且硅胶软垫706通过弹簧垫片707与夹紧辊704外壁连接，所述弧形壁703内壁设置有若干个凹槽708，所述凹槽708表面设置有球形垫709，同时在夹紧的时候，通过硅胶软垫706和弹簧垫片707的柔性作用，使得材料丝和夹紧辊704表面接触更加密切，有效减少松动，同时弧形壁703内部设置的多个特凹槽708内部的球形垫709，有效增加了摩擦作用，使得材料丝在夹紧的时候可以保持稳定，不易松动。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (10)

1.一种用于3D打印机的张紧力可调送丝机构，其特征在于：包括工作台(1)，所述工作台(1)底部连接有安装底座(2)，且工作台(1)两端分别安装有清洁传输装置(3)和活动送丝装置(4)；

所述活动送丝装置(4)包括连接在工作台(1)一端表面的固定座(401)，所述固定座(401)通过铰接座(402)铰连接有液压杆(403)，所述液压杆(403)顶端连接有活动送丝座(404)，所述活动送丝座(404)内部设置有送丝组件(405)，且活动送丝座(404)底端铰连接有电动推杆(406)，所述电动推杆(406)底端与固定座(401)活动链接，且工作台(1)表面中心处安装张紧机构(5)，所述张紧机构(5)位于清洁传输装置(3)和活动送丝装置(4)之间，且工作台(1)一侧安装有紧急夹紧机构(7)。

2.根据权利要求1所述的一种用于3D打印机的张紧力可调送丝机构，其特征在于：所述送丝组件(405)包括设置在活动送丝座(404)内部的活动槽(407)，所述活动槽(407)顶端和底端均连接有安装座(408)，两个安装座(408)相对一端均连接有调节螺杆(409)，两个调节螺杆(409)末端通过连接架(410)分别连接有上送丝盘(411)和下送丝盘(414)，所述上送丝盘(411)和下送丝盘(414)中心处连接有与连接架(410)连接的中心轴(412)，所述中心轴(412)一端连接有驱动电机(413)。

3.根据权利要求2所述的一种用于3D打印机的张紧力可调送丝机构，其特征在于：所述上送丝盘(411)外边缘表面安装有卡紧盘(415)，所述下送丝盘(414)外边缘表面安装有环形槽(416)，所述卡紧盘(415)表面和环形槽(416)内壁均设置有摩擦垫(417)，所述摩擦垫(417)表面采用螺旋结构，所述上送丝盘(411)和下送丝盘(414)内部均设置有冷却机构(6)。

4.根据权利要求1所述的一种用于3D打印机的张紧力可调送丝机构，其特征在于：所述清洁传输装置(3)包括安装在工作台(1)表面另一端的传输座(301)，所述传输座(301)内部设置有传输槽(302)，所述传输槽(302)两端均设置有导向座(303)，所述传输槽(302)内壁均匀环形设置有若干个清洁条(304)，所述清洁条(304)表面设置有金属软刷(305)。

5.根据权利要求4所述的一种用于3D打印机的张紧力可调送丝机构，其特征在于：所述导向座(303)内部设置有与传输槽(302)相互导通的导向槽(306)，所述导向槽(306)外端表面安装有喇叭座(307)，所述喇叭座(307)内部设置有喇叭口(308)，所述喇叭口(308)内壁设置有金属片(309)，所述金属片(309)表面经过抛光处理。

6.根据权利要求4所述的一种用于3D打印机的张紧力可调送丝机构，其特征在于：所述传输座(301)内部设置有接渣槽(310)，所述接渣槽(310)顶端连接有若干个橡胶软管(311)，所述橡胶软管(311)顶端均连接有导通斗(312)，且所有的导通斗(312)通过集中座(313)与传输槽(302)内壁固定连接，所述集中座(313)内部设置有空心槽(314)，且空心槽(314)顶端安装有若干个空心座(315)，所述空心座(315)均匀分布在相邻的清洁条(304)之间。

7.根据权利要求1所述的一种用于3D打印机的张紧力可调送丝机构，其特征在于：所述张紧机构(5)包括安装在工作台(1)表面的支撑座(501)，所述支撑座(501)顶端连接有气压杆(502)，所述气压杆(502)顶端连接有电动丝杠(505)，所述电动丝杠(505)顶端连接有环形张紧座(503)，所述环形张紧座(503)外壁设置有张紧槽(504)，所述张紧槽(504)内壁设置有防滑垫(506)。

8.根据权利要求1所述的一种用于3D打印机的张紧力可调送丝机构，其特征在于：所述紧急夹紧机构(7)包括安装在工作台(1)侧面的夹紧座(701)，所述夹紧座(701)内部设置有夹紧槽(702)，所述夹紧槽(702)内壁设置有弧形壁(703)和夹紧辊(704)，所述弧形壁(703)和夹紧辊(704)之间相对设置，且夹紧辊(704)两端均通过活塞杆(705)与工作台(1)侧面连接，且弧形壁(703)内壁表面设置有压力传感器(8)。

9.根据权利要求8所述的一种用于3D打印机的张紧力可调送丝机构，其特征在于：所述夹紧辊(704)表面设置有硅胶软垫(706)，且硅胶软垫(706)通过弹簧垫片(707)与夹紧辊(704)外壁连接，所述弧形壁(703)内壁设置有若干个凹槽(708)，所述凹槽(708)表面设置有球形垫(709)。

10.根据权利要求3所述的一种用于3D打印机的张紧力可调送丝机构，其特征在于：所述冷却机构(6)包括设置在上送丝盘(411)和下送丝盘(414)内部的冷却槽(601)，所述冷却槽(601)表面连接有若干个竖直铜片(602)，且卡紧盘(415)通过导热硅脂(603)与上送丝盘(411)连接，所述环形槽(416)也通过导热硅脂(603)与下送丝盘(414)连接。