CN108656517B - 一种多自由度3d打印平台 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及3D打印机技术领域，具体的说是一种多自由度3D打印平台，包括箱体和加工头，还包括支撑板、清理机构、刮泥机构以及升降机构；本发明通过升降机构能够驱动操作台上下运动以及横向转动，从而使得打印机的自由度更广，打印效果更好；当操作台上有残留物时可按下第二按钮，使得刮污座能够在第二驱动机构的弹力作用下自动沿着滑槽位移，从而将操作台表面的残留物刮除掉，并且通过半圆槽状的推槽能够对刮除掉的废弃物进行聚拢，最终推动至第一收集槽处进行收集，以便下次熔融利用；可通过清理座上的海绵柱对操作台表面进行擦拭，使得操作台的表面更为光滑、洁净，提高后续的打印精度。

Description

一种多自由度3D打印平台
技术领域
本发明涉及3D打印机技术领域，具体的说是一种多自由度3D打印平台。
背景技术
3D打印机是熔融挤压成型技术，也叫熔融堆积成型，这种工艺的基础就是将热塑性塑料聚合体材料加热熔融成丝，像挤牙膏一样从喷头挤出，堆积在成型面上成型，设备涵盖从构建快速概念模型到慢速高精密模型的不同应用区间，材料主要是聚酯、ABS、弹性体材料、以及熔模铸造用蜡。
目前的打印平台进行3D打印过程中，工件的位置比较固定，没有很有效的上下移动或转动，从而限制了打印机的自由度，影响工件的打印效果；当工件被移出后，操作台上常常会粘有一些工件的残留物，如不及时清理，将会影响到下一工件的打印效果。鉴于此，本发明提供了一种多自由度3D打印平台，其具有以下特点：
（1）本发明所述的一种多自由度3D打印平台，通过升降机构能够驱动操作台上下运动以及横向转动，从而使得打印机的自由度更广，打印效果更好。
（2）本发明所述的一种多自由度3D打印平台，当操作台上有残留物时可按下第二按钮，使得刮污座能够在第二驱动机构的弹力作用下自动沿着滑槽位移，从而将操作台表面的残留物刮除掉，并且通过半圆槽状的推槽能够对刮除掉的废弃物进行聚拢，最终推动至第一收集槽处进行收集，以便下次熔融利用。
（3）本发明所述的一种多自由度3D打印平台，可通过清理座上的海绵柱对操作台表面进行擦拭，使得操作台的表面更为光滑、洁净，提高后续的打印精度。
发明内容
针对现有技术中的问题，本发明提供了一种多自由度3D打印平台，通过升降机构能够驱动操作台上下运动以及横向转动，从而使得打印机的自由度更广，打印效果更好；当操作台上有残留物时可按下第二按钮，使得刮污座能够在第二驱动机构的弹力作用下自动沿着滑槽位移，从而将操作台表面的残留物刮除掉，并且通过半圆槽状的推槽能够对刮除掉的废弃物进行聚拢，最终推动至第一收集槽处进行收集，以便下次熔融利用；可通过清理座上的海绵柱对操作台表面进行擦拭，使得操作台的表面更为光滑、洁净，提高后续的打印精度。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种多自由度3D打印平台，包括箱体和加工头，还包括支撑板、清理机构、刮泥机构以及升降机构；所述箱体的顶部设有所述支撑板；所述箱体的中心处安装有所述升降机构，所述升降机构用以带动工件上下运动和旋转；所述支撑板的一侧设有所述刮泥机构，所述刮泥机构用以刮除脏污；所述支撑板的另一侧设有所述清理机构，所述清理机构用以对脏污进一步清理。
具体的，所述支撑板的中心处开有操作孔，所述操作孔的两侧对称开有第一收集槽和第二收集槽，所述支撑板的表面对称开有滑槽，所述滑槽垂直设于所述第一收集槽、所述第二收集槽的两端，所述第一收集槽、所述第二收集槽以及所述滑槽呈矩形分布；为了对废物物料进行收集，以便下次熔融使用。
具体的，所述清理机构包括第一驱动机构和清理座，所述清理座设于所述滑槽的一端，所述清理座包括第一座体、第一滑块、第一卡头以及海绵柱，所述第一滑块与所述滑槽之间滑动连接，所述第一滑块的侧壁设有半球状的所述第一卡头，所述第一滑块设于所述第一座体的底部，所述第一座体的端部安装有所述海绵柱，所述海绵柱与所述支撑板的表面相互平行且贴合设置，所述清理座的直角边处安装有所述第一驱动机构；为了对打印平台进行清理、擦拭，使得打印平台更为光滑、洁净，提高后续的加工精度。
具体的，所述第一驱动机构包括支撑座、固定盒、弹簧、固定板以及支板，所述支撑座与所述箱体的侧壁固定连接，所述支撑座的顶部设有所述固定盒，所述固定盒的内部为空腔结构，所述固定盒靠近所述支撑板的一端为开口结构，所述固定盒的内部焊接所述弹簧的一端，所述弹簧对称设有两个，所述弹簧的另一端焊接所述固定板，所述固定板的外壁垂直设有所述支板，所述支板与所述第一座体的侧面相互垂直焊接；为了对清理座进行自动推动，使其能够快速进行清理。
具体的，所述刮泥机构包括第二驱动机构和刮污座，所述第二驱动机构与所述第一驱动机构之间结构相同，所述第二驱动机构、所述第一驱动机构相互对称设置，所述第二驱动机构靠所述支撑板的一侧固定连接所述刮污座，所述刮污座包括第二座体、推槽、分割齿、第二滑块以及第二卡头，所述第二座体与所述第一座体相互对称设置，所述第二座体的底面设有所述第二滑块，所述第二滑块的侧壁设有半球状的所述第二卡头，所述第二座体的靠近所述支撑板的侧面开有半圆状的所述推槽，所述推槽的底部分布有所述分割齿，所述第一座体、所述第二座体的长度均与所述支撑板的宽度相同；为了对废弃物进行刮除，避免物料粘在打印台上。
具体的，所述支撑板的外壁两端分别设有第一按钮和第二按钮，所述滑槽与所述第一按钮、所述第二按钮相对位置处开有通孔结构，所述滑槽的通孔结构卡合连接所述第一卡头、所述第二卡头；为了便于对清理机构、刮泥机构进行控制。
具体的，所述升降机构包括操作台、第一转动电机、齿板、第二转动电机、齿轮以及支柱，所述操作台呈圆形，且所述操作台与所述操作孔的内壁相互贴合，所述操作台的底面中心处转动连接所述第一转动电机，所述第一转动电机的底部对称垂直设有所述齿板，每个所述齿板均啮合连接有所述齿轮，所述齿轮转动连接所述第二转动电机，所述第二转动电机的底部垂直设有所述支柱，所述支柱与所述箱体的内部相互焊接；为了实现工件能够快速转动、水平上下运动，提高加工自由度。
本发明的有益效果：
（1）本发明所述的一种多自由度3D打印平台，通过升降机构能够驱动操作台上下运动以及横向转动，从而使得打印机的自由度更广，打印效果更好。
（2）本发明所述的一种多自由度3D打印平台，当操作台上有残留物时可按下第二按钮，使得刮污座能够在第二驱动机构的弹力作用下自动沿着滑槽位移，从而将操作台表面的残留物刮除掉，并且通过半圆槽状的推槽能够对刮除掉的废弃物进行聚拢，最终推动至第一收集槽处进行收集，以便下次熔融利用。
（3）本发明所述的一种多自由度3D打印平台，可通过清理座上的海绵柱对操作台表面进行擦拭，使得操作台的表面更为光滑、洁净，提高后续的打印精度。
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为本发明提供的多自由度3D打印平台的一种较佳实施例的结构示意图；
图2为图1所示的清理机构结构示意图；
图3为图1所示的刮泥机构结构示意图；
图4为图3所示的刮污座结构示意图；
图5为图1所示的箱体内部结构示意图。
图中：1、箱体，2、支撑板，21、第一收集槽，22、第二收集槽，23、滑槽，24、第一按钮，25、第二按钮，26、操作孔，3、清理机构，31、第一驱动机构，311、支撑座，312、固定盒，313、弹簧，314、固定板，315、支板，32、清理座，321、第一座体，322、第一滑块，323、第一卡头，324、海绵柱，4、刮泥机构，41、第二驱动机构，42、刮污座，421、第二座体，422、推槽，423、分割齿，424、第二滑块，425、第二卡头，5、加工头，6、升降机构，61、操作台，62、第一转动电机，63、齿板，64、第二转动电机，65、齿轮，66、支柱。
具体实施方式
为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1-图5所示，本发明所述的一种多自由度3D打印平台，包括箱体1和加工头5，还包括支撑板2、清理机构3、刮泥机构4以及升降机构6；所述箱体1的顶部设有所述支撑板2；所述箱体1的中心处安装有所述升降机构6，所述升降机构6用以带动工件上下运动和旋转；所述支撑板2的一侧设有所述刮泥机构4，所述刮泥机构4用以刮除脏污；所述支撑板2的另一侧设有所述清理机构3，所述清理机构3用以对脏污进一步清理。
具体的，如图1所示，所述支撑板2的中心处开有操作孔26，所述操作孔26的两侧对称开有第一收集槽21和第二收集槽22，所述支撑板2的表面对称开有滑槽23，所述滑槽23垂直设于所述第一收集槽21、所述第二收集槽22的两端，所述第一收集槽21、所述第二收集槽22以及所述滑槽23呈矩形分布；为了对废物物料进行收集，以便下次熔融使用。
具体的，如图2所示，所述清理机构3包括第一驱动机构31和清理座32，所述清理座32设于所述滑槽23的一端，所述清理座32包括第一座体321、第一滑块322、第一卡头323以及海绵柱324，所述第一滑块322与所述滑槽23之间滑动连接，所述第一滑块322的侧壁设有半球状的所述第一卡头323，所述第一滑块322设于所述第一座体321的底部，所述第一座体321的端部安装有所述海绵柱324，所述海绵柱324与所述支撑板2的表面相互平行且贴合设置，所述清理座32的直角边处安装有所述第一驱动机构31；为了对打印平台进行清理、擦拭，使得打印平台更为光滑、洁净，提高后续的加工精度。
具体的，如图2所示，所述第一驱动机构31包括支撑座311、固定盒312、弹簧313、固定板314以及支板315，所述支撑座311与所述箱体1的侧壁固定连接，所述支撑座311的顶部设有所述固定盒312，所述固定盒312的内部为空腔结构，所述固定盒312靠近所述支撑板2的一端为开口结构，所述固定盒312的内部焊接所述弹簧313的一端，所述弹簧313对称设有两个，所述弹簧313的另一端焊接所述固定板314，所述固定板314的外壁垂直设有所述支板315，所述支板315与所述第一座体321的侧面相互垂直焊接；为了对清理座32进行自动推动，使其能够快速进行清理。
具体的，如图3和图4所示，所述刮泥机构4包括第二驱动机构41和刮污座42，所述第二驱动机构41与所述第一驱动机构31之间结构相同，所述第二驱动机构41、所述第一驱动机构31相互对称设置，所述第二驱动机构41靠所述支撑板2的一侧固定连接所述刮污座42，所述刮污座42包括第二座体421、推槽422、分割齿423、第二滑块424以及第二卡头425，所述第二座体421与所述第一座体321相互对称设置，所述第二座体421的底面设有所述第二滑块424，所述第二滑块424的侧壁设有半球状的所述第二卡头425，所述第二座体421的靠近所述支撑板2的侧面开有半圆状的所述推槽422，所述推槽422的底部分布有所述分割齿423，所述第一座体321、所述第二座体421的长度均与所述支撑板2的宽度相同；为了对废弃物进行刮除，避免物料粘在打印台上。
具体的，如图1所示，所述支撑板2的外壁两端分别设有第一按钮24和第二按钮25，所述滑槽23与所述第一按钮24、所述第二按钮25相对位置处开有通孔结构，所述滑槽23的通孔结构卡合连接所述第一卡头323、所述第二卡头425；为了便于对清理机构3、刮泥机构4进行控制。
具体的，如图1所示，所述升降机构6包括操作台61、第一转动电机62、齿板63、第二转动电机64、齿轮65以及支柱66，所述操作台61呈圆形，且所述操作台61与所述操作孔26的内壁相互贴合，所述操作台61的底面中心处转动连接所述第一转动电机62，所述第一转动电机62的底部对称垂直设有所述齿板63，每个所述齿板63均啮合连接有所述齿轮65，所述齿轮65转动连接所述第二转动电机64，所述第二转动电机64的底部垂直设有所述支柱66，所述支柱66与所述箱体1的内部相互焊接；为了实现工件能够快速转动、水平上下运动，提高加工自由度。
通过升降机构6能够驱动操作台61上下运动以及横向转动，从而使得打印机的自由度更广，打印效果更好；当操作台61上有残留物时可按下第二按钮25，使得刮污座42能够在第二驱动机构41的弹力作用下自动沿着滑槽23位移，从而将操作台61表面的残留物刮除掉，并且通过半圆槽状的推槽422能够对刮除掉的废弃物进行聚拢，最终推动至第一收集槽21处进行收集，以便下次熔融利用；可通过清理座32上的海绵柱324对操作台61表面进行擦拭，使得操作台61的表面更为光滑、洁净，提高后续的打印精度。具体的有：
（1）在加工过程中，初始状态操作台61置于最顶端，加工头5将原料注塑到操作台61上进行打印，在打印过程中，可启动第一转动电机62带动操作台61转动，进而实现对于操作台61各个方位的打印，提高自由度，当工件的某一高度打印完成后，可启动第二转动电机64带动齿轮65转动，驱动齿板63向下运动，使得操作台61下降至所需高度，实现对于下一层级的打印；
（2）当打印完成后，操作人员使用铲子将工件取下，按下第二按钮25，使得第二卡头425被挤压并离开滑槽23的通孔处，随后通过第二驱动机构41的作用下，第二座体421被向前推动、第二滑块424沿着滑槽23运动，当刮污座42经过操作台61表面时，分割齿423将表面残留的胶装物铲掉，然后聚集在推槽422处，当刮污座42的端部运动至第一收集槽21时停止，随后被铲下的颗粒废物便会进入到第一收集槽21内进行收集，然后再反向推动刮污座42，使得第二卡头425再次卡合入滑槽23的通孔结构内；
（3）随后再按下第一按钮24，使得清理座32在弹簧313的推动下沿着滑槽23运动，当清理座32经过操作台61时，海绵柱324能够对操作台61的表面进行擦拭，对残留的粉状颗粒进行最进一步的清理、吸附，最后再推动至第二收集槽22内，然后反向推动清理座32，使得第一卡头323进行卡合并且固定板314挤压弹簧313。
本发明通过升降机构6能够驱动操作台61上下运动以及横向转动，从而使得打印机的自由度更广，打印效果更好；当操作台61上有残留物时可按下第二按钮25，使得刮污座42能够在第二驱动机构41的弹力作用下自动沿着滑槽23位移，从而将操作台61表面的残留物刮除掉，并且通过半圆槽状的推槽422能够对刮除掉的废弃物进行聚拢，最终推动至第一收集槽21处进行收集，以便下次熔融利用；可通过清理座32上的海绵柱324对操作台61表面进行擦拭，使得操作台61的表面更为光滑、洁净，提高后续的打印精度。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施方式和说明书中的描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入本发明要求保护的范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (2)

1.一种多自由度3D打印平台，包括箱体（1）和加工头（5），其特征在于：还包括支撑板（2）、清理机构（3）、刮泥机构（4）以及升降机构（6）；所述箱体（1）的顶部设有所述支撑板（2）；所述箱体（1）的中心处安装有所述升降机构（6），所述升降机构（6）用以带动工件上下运动和旋转；所述支撑板（2）的一侧设有所述刮泥机构（4），所述刮泥机构（4）用以刮除脏污；所述支撑板（2）的另一侧设有所述清理机构（3），所述清理机构（3）用以对脏污进一步清理；
所述支撑板（2）的中心处开有操作孔（26），所述操作孔（26）的两侧对称开有第一收集槽（21）和第二收集槽（22），所述支撑板（2）的表面对称开有滑槽（23），所述滑槽（23）垂直设于所述第一收集槽（21）、所述第二收集槽（22）的两端，所述第一收集槽（21）、所述第二收集槽（22）以及所述滑槽（23）呈矩形分布；
所述清理机构（3）包括第一驱动机构（31）和清理座（32），所述清理座（32）设于所述滑槽（23）的一端，所述清理座（32）包括第一座体（321）、第一滑块（322）、第一卡头（323）以及海绵柱（324），所述第一滑块（322）与所述滑槽（23）之间滑动连接，所述第一滑块（322）的侧壁设有半球状的所述第一卡头（323），所述第一滑块（322）设于所述第一座体（321）的底部，所述第一座体（321）的端部安装有所述海绵柱（324），所述海绵柱（324）与所述支撑板（2）的表面相互平行且贴合设置，所述清理座（32）的直角边处安装有所述第一驱动机构（31）；
所述第一驱动机构（31）包括支撑座（311）、固定盒（312）、弹簧（313）、固定板（314）以及支板（315），所述支撑座（311）与所述箱体（1）的侧壁固定连接，所述支撑座（311）的顶部设有所述固定盒（312），所述固定盒（312）的内部为空腔结构，所述固定盒（312）靠近所述支撑板（2）的一端为开口结构，所述固定盒（312）的内部焊接所述弹簧（313）的一端，所述弹簧（313）对称设有两个，所述弹簧（313）的另一端焊接所述固定板（314），所述固定板（314）的外壁垂直设有所述支板（315），所述支板（315）与所述第一座体（321）的侧面相互垂直焊接；
所述刮泥机构（4）包括第二驱动机构（41）和刮污座（42），所述第二驱动机构（41）与所述第一驱动机构（31）之间结构相同，所述第二驱动机构（41）、所述第一驱动机构（31）相互对称设置，所述第二驱动机构（41）靠所述支撑板（2）的一侧固定连接所述刮污座（42），所述刮污座（42）包括第二座体（421）、推槽（422）、分割齿（423）、第二滑块（424）以及第二卡头（425），所述第二座体（421）与所述第一座体（321）相互对称设置，所述第二座体（421）的底面设有所述第二滑块（424），所述第二滑块（424）的侧壁设有半球状的所述第二卡头（425），所述第二座体（421）的靠近所述支撑板（2）的侧面开有半圆状的所述推槽（422），所述推槽（422）的底部分布有所述分割齿（423），所述第一座体（321）、所述第二座体（421）的长度均与所述支撑板（2）的宽度相同；
所述支撑板（2）的外壁两端分别设有第一按钮（24）和第二按钮（25），所述滑槽（23）与所述第一按钮（24）、所述第二按钮（25）相对位置处开有通孔结构，所述滑槽（23）的通孔结构卡合连接所述第一卡头（323）、所述第二卡头（425）。
2.根据权利要求1所述的一种多自由度3D打印平台，其特征在于：所述升降机构（6）包括操作台（61）、第一转动电机（62）、齿板（63）、第二转动电机（64）、齿轮（65）以及支柱（66），所述操作台（61）呈圆形，且所述操作台（61）与所述操作孔（26）的内壁相互贴合，所述操作台（61）的底面中心处转动连接所述第一转动电机（62），所述第一转动电机（62）的底部对称垂直设有所述齿板（63），每个所述齿板（63）均啮合连接有所述齿轮（65），所述齿轮（65）转动连接所述第二转动电机（64），所述第二转动电机（64）的底部垂直设有所述支柱（66），所述支柱（66）与所述箱体（1）的内部相互焊接。
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