CN108481736A - 一种双工位3d打印耗材架 - Google Patents

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Abstract

本发明属于3D打印技术领域，具体涉及一种双工位3D打印耗材架，包括送料机构、横梁和固定机构，横梁的中部通过换料机构与固定机构相连接，横梁的两端均安装有送料机构。本发明采用滚动摩擦，降低了耗材卷送丝摩檫力，可实现耗材稳定输送；同时本发明采用弹簧快速转位机构，可快速实现耗材盘工位的更换。

Description

一种双工位3D打印耗材架
技术领域
本发明属于3D打印技术领域，具体涉及一种双工位3D打印耗材架。
背景技术
3D打印技术是集机、电、计算机技术、数控技术及先进材料技术于一体的先进制造技术，它因为可以加工出传统制造技术所不可能实现的复杂零件而被誉为“第三次工业革命的重要标志”。熔融沉积法（FDM）技术因结构简单，价格低廉，便于操作以及后处理简易等优点而受到学校和企业的青睐。PLA耗材因价格低廉、多色无毒的优点，因此是FDM技术最常用的耗材，单喷头双色打印时，为能有效的给挤出机送料，且快速更换耗材，耗材卷需要一个可快速更换耗材的装置。现阶段，虽然市面上已经存在耗材架，但是整体的工作效果并不是十分理想，耗材卷与铝型材支架之间摩擦力大，其缺点是噪音大、送料阻力大和产生摩擦粉末，导致打印模型表面粗糙度差，而且更换耗材较费时费力。
发明内容
为了克服上述现有技术的不足之处，本发明提供一种双工位3D打印耗材架，可有效实现低阻力稳定送料，快速换料。
本发明是通过如下技术方案实现的：一种双工位3D打印耗材架，包括送料机构、横梁和固定机构，横梁的中部通过换料机构与固定机构相连接，横梁的两端均安装有送料机构。
进一步地，所述的送料机构包括耗材盘和轴承组件，所述的耗材盘为带有圆通孔的工字型圆盘，耗材盘的圆通孔两端均设有轴承组件；所述的轴承组件包括内固定件、轴承和外固定件，所述的内固定件包括用于支撑轴承内圈的支撑环和用于将内固定件固定在横梁上的固定套，固定套和支撑环为同轴的一体化结构；所述的外固定件包括用于套装在轴承外圈上的套环和用于支撑耗材盘的锥形环，套环和锥形环为同轴的一体化结构。
进一步地，所述的固定机构包括由横向型材和竖向型材所构成的T型支架；所述的换料机构包括上压板、弹簧Ⅰ、支撑板以及L型固定件，L型固定件对称设在横梁和固定机构之间，L型固定件的其中一边卡装在横梁的滑槽内，L型固定件的另一边卡装在竖向型材的滑槽内，螺栓依次穿过上压板、弹簧Ⅰ、支撑板和横梁与L型固定件相固定，螺钉依次穿过上压板、支撑板和横梁与竖向型材相固定。
进一步地，所述的横向型材和竖向型材通过L型角件使用螺栓固定为一体。
进一步地，还包括设在横梁中部的阻尼调节机构，阻尼调节机构包括本体、弹簧Ⅱ和活动套装在本体上的阻尼轴，阻尼轴的一端为锥形结构，且在阻尼轴锥形结构的端部装有滚珠，阻尼轴的另一端设有螺纹，阻尼轴设有滚珠的一端与耗材盘上的圆弧槽相接触，弹簧Ⅱ套装在阻尼轴上，且弹簧Ⅱ位于本体与阻尼轴锥形结构的端部之间。
进一步地，所述的耗材盘的圆弧槽的槽底还设有固定孔。
本发明的有益效果是：1.本发明采用滚动摩擦，降低了耗材卷送丝摩檫力，可实现耗材稳定输送；
2.本发明采用的轴承外圈固定件设计了锥度，因此可适用于市面上大多数耗材卷，且不会出现轴向窜动的情况；
3.本发明采用螺栓螺母配合法，松动螺栓即可实现耗材卷的快速拆卸；
4.本发明采用弹簧快速转位机构，可快速实现耗材盘工位的更换；
5.本发明采用弹簧调节阻尼机构，可快速实现耗材盘转动的阻尼与固定；
6.本发明结构简单，易实现，价格低廉，实用性强，具有较好的市场应用前景。
附图说明
图1为本发明结构示意图；
图2为本发明换料机构示意图；
图3为本发明耗材盘结构示意图；
图4为本发明轴承组件结构示意图；
图5为本发明横梁结构示意图；
图6为本发明固定机构结构示意图；
图7为本发明阻尼调节机构结构示意图；
图中，1、换料机构，1-1、螺栓，1-2、上压板，1-3、弹簧Ⅰ，1-4、支撑板，1-5、L型固定件，1-6、螺母，1-7、螺钉，2、耗材盘，2-1、圆弧槽，2-2、固定孔，3、轴承组件，3-1、内固定件，3-11、固定套，3-12、支撑环，3-2、轴承，3-3、外固定件，3-31、套环，3-32、锥形环，4、横梁，5、固定机构，5-1、横向型材，5-2、竖向型材，5-3、L型角件，6、阻尼调节机构，6-1、本体，6-2、支板，6-3、弹簧Ⅱ，6-4、阻尼轴，6-5、垫片，6-6、调节螺母。
具体实施方式
下面根据附图和实施例对本发明进一步说明。
如图1至图6所示，一种双工位3D打印耗材架，包括送料机构、横梁4和固定机构5，其中，为了方便各个部件的安装，本实施例中所采用的横梁4和固定机构5均采用2020铝型材制成。所述的送料机构包括耗材盘2和轴承组件3，所述的耗材盘2为带有圆通孔的工字型圆盘；所述的横梁4的两端均设有送料机构，送料机构的轴承组件3成对使用，每对轴承组件3相向设置用于支撑一个耗材盘2，耗材盘2能绕着设在其两侧的轴承组件3进行转动；横梁4的中部通过换料机构1与固定机构5相连接。
进一步地，如图4所示，所述的轴承组件3包括内固定件3-1、轴承3-2和外固定件3-3，所述的内固定件3-1包括用于支撑轴承3-2内圈的支撑环3-12和用于将内固定件3-1固定在横梁4上的固定套3-11，固定套3-11和支撑环3-12为同轴的一体化结构；其中固定套3-11为矩形体，固定套3-11的轴面上设有与2020铝型材的矩形体相匹配的矩形通孔，使得固定套3-11能套装在横梁4上，并且固定套3-11的外侧开有螺栓孔，使用与2020铝型材相配套的T型螺母和内六角螺栓将固定套3-11固定在横梁4上，支撑环3-12的外侧是与所使用的轴承3-2的内圈相配合的圆环结构，装配时，支撑环3-12的外侧与轴承3-2内圈过盈配合，支撑环3-12的轴向设有通孔使得能轴向通过2020铝型材即可；所述的外固定件3-3包括用于套装在轴承3-2外圈上的套环3-31和用于支撑耗材盘2的锥形环3-32，套环3-31和锥形环3-32为同轴的一体化结构；套环3-31的内侧是与轴承3-2外圈相配合的圆环结构，装配时，套环3-31的内侧与轴承3-2外圈过盈配合；锥形环3-32为外表面光滑的锥形结构，装配时，成对使用的轴承组件3的锥形环3-32各自与耗材盘2的圆通孔的其中一侧线接触，使得耗材盘2能绕着位于其两侧的锥形环3-32进行转动。
进一步地，如图6所示，所述的固定机构5包括横向型材5-1和竖向型材5-2，横向型材5-1和竖向型材5-2垂直安装构成一个T型支架，通过L型角件5-3并使用与2020铝型材相配套的T型螺母和内六角螺栓将横向型材5-1和竖向型材5-2垂直固定在一起；如图2所示，所述的换料机构1包括上压板1-2、弹簧Ⅰ1-3、支撑板1-4以及L型固定件1-5，L型固定件1-5对称设在横梁4和固定机构5之间，L型固定件1-5的其中一边卡装在横梁4的滑槽内，L型固定件1-5的另一边卡装在竖向型材5-2的滑槽内，螺栓1-1依次穿过上压板1-2、弹簧Ⅰ1-3、支撑板1-4、横梁4和L型固定件1-5，在螺栓1-1的自由端拧紧螺母1-6进行固定，螺钉1-7依次穿过上压板1-2、支撑板1-4和横梁4与竖向型材5-2相固定。当向下按压上压板1-2是，上压板1-2带动着螺栓1-1向下运动，此时，螺栓1-1将推动固定在螺栓1-1端部的L型固定件1-5顺着竖向型材5-2的滑槽向下运动；当L型固定件1-5完全脱离横梁4的滑槽时，此时可以转动横梁4，使得横梁4能以螺钉1-7为旋转中心进行转动，转动180°后使得横梁4另一端的耗材盘2进入工位，然后松开上压板1-2，在弹簧1-3的作用下，上压板1-2推动螺栓1-1向上运动，进而带动L型固定件1-5顺着竖向型材5-2的滑槽上升，重新卡在横梁4的滑槽内形成稳定的固定。
作为本实施例的改进，如图7所示，本发明还包括设在横梁4中部的阻尼调节机构6，阻尼调节机构6包括呈几字型的本体6-1、弹簧Ⅱ6-3和活动套装在本体6-1上的阻尼轴6-4，阻尼轴6-4的一端为锥形结构，且在阻尼轴6-4锥形结构的端部装有滚珠，阻尼轴6-4的另一端设有螺纹，阻尼轴6-4设有滚珠的一端与耗材盘2上的圆弧槽2-1相接触，弹簧Ⅱ6-3套装在阻尼轴6-4上，且弹簧Ⅱ6-3位于本体6-1与阻尼轴6-4锥形结构的端部之间。本体6-1的几字型上端面设有圆孔，使用与2020铝型材相配套的T型螺母和内六角螺栓将本体6-1固定在横梁4的侧端面，几字型的本体6-1两侧的支板6-2均设有圆孔，阻尼轴6-4装在支板6-2的圆孔上，在几字型的本体6-1的内侧采用垫片6-5和调节螺母6-6固定，使得阻尼轴6-4被可活动的套装在本体6-1上，阻尼轴6-4在套装在其轴杆上的弹簧Ⅱ6-3的作用下，使得阻尼轴6-4的滚珠与耗材盘2上的圆弧槽2-1相接触，通过调节螺母6-6改变位于本体6-1外侧的阻尼轴6-4的轴杆长度，使得阻尼轴6-4的滚珠与耗材盘2间的挤压力不同，进而调节耗材盘2在工作时的转速。
作为本实施例的改进，所述的耗材盘2的圆弧槽2-1的槽底还设有固定孔2-2。当运输或长期不用耗材架时时，调节位于本体6-1外侧的阻尼轴6-4的轴杆长度，使得阻尼轴6-4的锥形结构插入固定孔2-2，防止耗材盘2自行绕着轴承组件3进行转动。
装配时，横向型材5-1和竖向型材5-2的垂直位置安放好，在竖向型材5-2与横向型材5-1的两个轴向交叉位置处分别放置L型角件5-3并使用与2020铝型材相配套的T型螺母和内六角螺栓进行紧固；在竖向型材5-2的上端放置横梁4，在螺栓1-1上预先套好上压板1-2、弹簧1-3和支撑板1-4，在横梁4与竖向型材5-2的两个轴向交叉位置处分别放置L型固定件1-5，将螺栓1-1穿过横梁4上的通孔，并穿过L型固定件1-5上的通孔，在螺栓1-1的自由端上拧紧螺母1-6；在横梁4的侧端面固定好阻尼调节机构6；接着在横梁4的其中一侧套装轴承组件3，再将耗材盘2套装在横梁4上，此时再将另一个轴承组件3套装在横梁4，耗材盘2卡在两个轴承组件3的锥形环3-32之间，将耗材盘2与阻尼调节机构6的阻尼轴6-4位置调好，使得阻尼轴6-4的滚珠与耗材盘2的圆弧槽2-1相接触，此时将这两个轴承组件3固定在横梁4上，横梁4另一侧的耗材盘2同理安装。

Claims (6)

1.一种双工位3D打印耗材架，其特征在于：包括送料机构、横梁（4）和固定机构（5），横梁（4）的中部通过换料机构（1）与固定机构（5）相连接，横梁（4）的两端均安装有送料机构。
2.根据权利要求1所述的一种双工位3D打印耗材架，其特征在于：所述的送料机构包括耗材盘（2）和轴承组件（3），所述的耗材盘（2）为带有圆通孔的工字型圆盘，耗材盘（2）的圆通孔两端均设有轴承组件（3）；所述的轴承组件（3）包括内固定件（3-1）、轴承（3-2）和外固定件（3-3），所述的内固定件（3-1）包括用于支撑轴承（3-2）内圈的支撑环（3-12）和用于将内固定件（3-1）固定在横梁（4）上的固定套（3-11），固定套（3-11）和支撑环（3-12）为同轴的一体化结构；所述的外固定件（3-3）包括用于套装在轴承（3-2）外圈上的套环（3-31）和用于支撑耗材盘（2）的锥形环（3-32），套环（3-31）和锥形环（3-32）为同轴的一体化结构。
3.根据权利要求2所述的一种双工位3D打印耗材架，其特征在于：所述的固定机构（5）包括由横向型材（5-1）和竖向型材（5-2）所构成的T型支架；所述的换料机构（1）包括上压板（1-2）、弹簧Ⅰ（1-3）、支撑板（1-4）以及L型固定件（1-5），L型固定件（1-5）对称设在横梁（4）和固定机构（5）之间，L型固定件（1-5）的其中一边卡装在横梁（4）的滑槽内，L型固定件（1-5）的另一边卡装在竖向型材（5-2）的滑槽内，螺栓（1-1）依次穿过上压板（1-2）、弹簧Ⅰ（1-3）、支撑板（1-4）和横梁（4）与L型固定件（1-5）相固定，螺钉（1-7）依次穿过上压板（1-2）、支撑板（1-4）和横梁（4）与竖向型材（5-2）相固定。
4.根据权利要求3所述的一种双工位3D打印耗材架，其特征在于：所述的横向型材（5-1）和竖向型材（5-2）通过L型角件（5-3）使用螺栓固定为一体。
5.根据权利要求2~4任意一项所述的一种双工位3D打印耗材架，其特征在于：还包括设在横梁（4）中部的阻尼调节机构（6），阻尼调节机构（6）包括本体（6-1）、弹簧Ⅱ（6-3）和活动套装在本体（6-1）上的阻尼轴（6-4），阻尼轴（6-4）的一端为锥形结构，且在阻尼轴（6-4）锥形结构的端部装有滚珠，阻尼轴（6-4）的另一端设有螺纹，阻尼轴（6-4）设有滚珠的一端与耗材盘（2）上的圆弧槽（2-1）相接触，弹簧Ⅱ（6-3）套装在阻尼轴（6-4）上，且弹簧Ⅱ（6-3）位于本体（6-1）与阻尼轴（6-4）锥形结构的端部之间。
6.根据权利要求5所述的一种双工位3D打印耗材架，其特征在于：所述的耗材盘（2）的圆弧槽（2-1）的槽底还设有固定孔（2-2）。
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