CN109263046B - 一种基于螺旋线的3d打印系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于螺旋线的3D打印系统，包括基座、圆筒状薄壁，圆筒状薄壁固定于3D打印机的所述基座上，圆筒状薄壁的内侧均匀设置有若干所述螺旋线状轨道，轴承座连接有滑座，滑座安装于螺旋线状轨道内，滑座沿螺旋状轨道上进行滑动，圆柱导轨及滚珠丝杠安装在有轴承座上，圆柱导轨及滚珠丝杠上安装有滚珠丝杠座，滚珠丝杠座连接有连接板，连接板一端通过转动副连接有喷嘴，通过伺服电机带动滚珠丝杠转动，而滚珠丝杠的转动又使滚珠丝杠座在圆柱导轨上移动，并使和连接板连接的喷嘴能在圆筒径向进行移动，从而进行打印工作。本发明使3D打印机的控制更加简单、成本更加低廉及打印功能同样齐全，扩大了3D打印系统打印零件的范围。

Description

一种基于螺旋线的3D打印系统
技术领域
本发明属于打印机技术领域，具体涉及一种基于螺旋线的3D打印系统。
背景技术
目前3D打印机的工作结构大多为串联机构，且材料成型的形式比较单一，多通过逐层成型的方式实现整个工件的加工，在其运动过程中底座的水平方向不发生变化，因此在成型过程中，喷嘴与底座平面的夹角始终处于一个固定数值，这种原理虽然简单实用，但并没有考虑到弧面或曲面材料成形时打印方向变化的问题，当材料在逐层打印形成弧面或曲面的过程中(特别是工程塑料类材料成形过程中)，由于喷头与底座平面间始终没有发生角度的改变，逐层打印中喷出材料所成形线条之间的距离会发生变化，这无疑会导致局部精度不一致，间接影响整个工件最终的精度。
此外，传统3D打印机的三个相互垂直方向上的运动分别是由三个独立的伺服电机进行控制，但是本发明中的基于螺旋线的3D打印系统同样是实现了三个运动只用了两个独立的伺服电机，减少了多个运动间的配合误差，使控制变得更加简单的同时还提高了加工精度。同时，传统打印机的串联机构还存在着控制精度较低、稳定性欠缺、成本较高以及控制比较复杂等不足，在面对高精度成形时此问题尤为明显。针对上述问题，本发明提出一种新型的基于螺旋线的3D打印系统来弥补上述不足。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于螺旋线的3D打印系统，该系统可以用两个独立伺服电机间的相互配合完成传统3D打印机三个独立伺服电机才能完成的打印工作，同时用一个独立的伺服电机控制喷嘴的朝向，使该基于螺旋线的3D打印系统能适应更多的打印零件的形状。
为实现上述目的本发明采用以下技术方案：
一种基于螺旋线的3D打印系统，包括基座、平台、螺旋线状轨道、滑座、轴承座、圆柱导轨、滚珠丝杠、滚珠丝杠座、连接板、喷嘴、圆筒状薄壁，圆筒状薄壁固定于3D打印机的所述基座上，同时基座上安装有用于放置被打印件的平台，所述圆筒状薄壁的内侧均匀设置有若干所述螺旋线状轨道，所述轴承座连接有滑座，滑座安装于螺旋线状轨道内，滑座可沿螺旋状轨道上进行滑动，圆柱导轨及滚珠丝杠安装在有轴承座上，圆柱导轨及滚珠丝杠上安装有滚珠丝杠座，滚珠丝杠座连接有连接板，连接板一端通过转动副连接有喷嘴，通过伺服电机带动滚珠丝杠转动，而滚珠丝杠的转动又使滚珠丝杠座在圆柱导轨上移动，并使和连接板连接的喷嘴能在圆筒径向进行移动，从而进行打印工作。
优选的，还包括变向轮、变向轮轴，变向轮通过变向轮轴安装在连接板上，变向轮与喷嘴连接，进而喷嘴能绕变向轮轴进行转动，使3D打印机打印的零件的范围进一步扩大。
本发明的有益效果是：本发明的基于螺旋线的3D打印系统用一个沿螺旋线导轨移动的运动代替了传统打印机在水平面内两垂直方向上的独立运动，减少了一个独立运动，使3D打印机的控制更加简单、成本更加低廉以及打印功能同样齐全。同时，通过独立伺服电机控制喷嘴的朝向，进一步扩大了该基于螺旋线的3D打印系统打印零件的范围。
附图说明
图1为本发明的剖视结构图。
图2为本发明的整体结构图。
图3为本发明的轴承座、滚珠丝杠座、连接板结构示意图。
图中：1.基座，2.平台，3.螺旋线状轨道，4.滑座，5.轴承座，6.圆柱导轨，7.滚珠丝杠，8.滚珠丝杠座，9.连接板，10.变向轮，11.变向轮轴，12.喷嘴，13.圆筒状薄壁，14.被打印件。
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、完整的阐述。
如图1-3所示，一种基于螺旋线的3D打印系统，包括基座1、平台2、螺旋线状轨道3、滑座4、轴承座5、圆柱导轨6、滚珠丝杠7、滚珠丝杠座8、连接板9、喷嘴12、圆筒状薄壁13，圆筒状薄壁13固定于3D打印机的所述基座1上，同时基座1上安装有用于放置被打印件14的平台2，所述圆筒状薄壁13的内侧均匀设置有若干所述螺旋线状轨道3，所述轴承座5连接有滑座4，滑座4安装于螺旋线状轨道3内，滑座4可沿螺旋状轨道3上进行滑动，圆柱导轨6及滚珠丝杠7安装在有轴承座5上，圆柱导轨6及滚珠丝杠7上安装有滚珠丝杠座8，滚珠丝杠座8连接有连接板9，连接板9一端通过转动副连接有喷嘴12，通过伺服电机带动滚珠丝杠7转动，而滚珠丝杠7的转动又使滚珠丝杠座8在圆柱导轨6上移动，并使和连接板9连接的喷嘴12能在圆筒径向进行移动，从而进行打印工作。
本实施例中，还包括变向轮10、变向轮轴11，变向轮10通过变向轮轴11安装在连接板9上，变向轮10与喷嘴12连接，进而喷嘴12能绕变向轮轴11进行转动，使3D打印机打印的零件的范围进一步扩大。
本发明滑座4由一个独立的伺服电机带动并可以在螺旋状轨道上进行滑动，同时，通过另一独立伺服电机带动滚珠丝杠7的转动，从而使滚珠丝杠转动带动滚珠丝杠座在圆柱导轨上移动，连接板的一端和滑座直接连接，另一端和喷嘴连接，滚珠丝杠座的移动使和连接板连接的喷嘴能沿圆筒状薄壁径向进行移动，最后，通过第三个独立的伺服电机控制喷嘴12的径向运动，由于连接板与喷嘴之间是通过转动副连接，因此，通过电机驱动可以改变喷嘴的打印角度，进一步扩大了该基于螺旋线的3D打印系统打印零件的范围。
以上所述为本发明较佳实施例，对于本领域的普通技术人员而言，根据本发明的教导，在不脱离本发明的原理与精神的情况下，对实施方式所进行的改变、修改、替换和变型仍落入本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种基于螺旋线的3D打印系统，其特征在于，包括基座、平台、螺旋线状轨道、滑座、轴承座、圆柱导轨、滚珠丝杠、滚珠丝杠座、连接板、喷嘴、圆筒状薄壁，圆筒状薄壁固定于3D打印机的所述基座上，同时基座上安装有用于放置被打印件的平台，所述圆筒状薄壁的内侧均匀设置有若干所述螺旋线状轨道，所述轴承座连接有滑座，滑座安装于螺旋线状轨道内，滑座可沿螺旋状轨道上进行滑动，圆柱导轨及滚珠丝杠安装在轴承座上，圆柱导轨及滚珠丝杠上安装有滚珠丝杠座，滚珠丝杠座连接有连接板，连接板一端通过转动副连接有喷嘴，通过伺服电机带动滚珠丝杠转动，而滚珠丝杠的转动又使滚珠丝杠座在圆柱导轨上移动，并使和连接板连接的喷嘴能在圆筒径向进行移动，从而进行打印工作。
2.如权利要求1所述的一种基于螺旋线的3D打印系统，其特征在于，还包括变向轮、变向轮轴，变向轮通过变向轮轴安装在连接板上，变向轮与喷嘴连接，进而喷嘴能绕变向轮轴进行转动，使3D打印机打印的零件的范围进一步扩大。
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