CN109571952A - 一种具有批量生产功能的3d打印设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种具有批量生产功能的3D打印设备，包括底座、工作台、主机、打印机构、输送机构、存储机构和四个支脚，输送机构包括竖板、驱动组件和伸缩组件，伸缩组件包括伸缩架、推板、滑块和滑轨，存储机构包括开口、顶板、升降组件、若干存储板、若干伸缩组件和四个支柱，该具有批量生产功能的3D打印设备通过输送机构可将打印完成的单件产品输送至存储板上，不仅如此，通过存储机构利用伸缩组件调整相邻两个存储板之间的间隔，便于减小存储机构的占用空间，方便放置多件产品，配合输送机构完成批量生产打印，提高了设备的实用性。

Description

一种具有批量生产功能的3D打印设备

技术领域

本发明涉及3D打印设备领域，特别涉及一种具有批量生产功能的3D打印设备。

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。

但是现有的3D打印设备仅适用于单件的模具样品打印，当需要进行批量生产时，在打印样品完成后，需要人为取下打印台上的样品，再在对打印机进行操作控制，由于设备无法自动移走打印台上已打印完成的样品，因此在需要批量生产模型时，需要人们在等候3D打印机打印完单件样品后，取走样品，再次操作3D打印机运行，从而导致现有的3D打印机在批量生产时操作繁琐，进而降低了现有的3D打印设备的实用性。

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，提供一种具有批量生产功能的3D打印设备。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有批量生产功能的3D打印设备，包括底座、工作台、主机、打印机构、输送机构、存储机构和四个支脚，所述工作台的四角分别通过四个支脚固定在底座的上方，所述主机固定在工作台的上方，所述主机内设有PLC，所述打印机构设置在主机的上方，所述输送机构和存储机构分别位于主机的两侧；

所述输送机构包括竖板、驱动组件和伸缩组件，所述竖板固定在工作台的上方，所述驱动组件和伸缩组件分别位于竖板的靠近主机的一侧，所述伸缩组件包括伸缩架、推板、滑块和滑轨，所述驱动组件与伸缩架的一端连接，所述伸缩架的另一端的两侧分别与滑块和推板铰接，所述滑轨的形状为U形，所述滑轨的两端固定在推板上，所述滑块套设在滑轨上；

所述存储机构包括开口、顶板、升降组件、若干存储板、若干伸缩组件和四个支柱，所述开口设置在工作台上，所述顶板的四角分别通过四个支柱固定在底座的上方，所述支柱位于开口的内侧，所述升降组件位于顶板的上方，所述存储板从上而下分布在顶板的下方，所述存储板套设在支柱上，各伸缩组件位于相邻两个存储板之间，所述升降组件与最上方的存储板传动连接。

作为优选，为了实现打印功能，所述打印机构包括打印台、升降台、调节组件、平移装置、打印头、送丝管、加热器、材料盒、平板和四个竖杆，所述打印台固定在主机的上方，所述平板的四角分别通过四个竖杆固定在打印台的上方，所述材料盒固定在平板的上方，所述加热器固定在升降台的上方，所述材料盒通过送丝管与加热器连通，所述加热器与PLC电连接，所述升降台套设在竖杆上，所述调节组件位于平板和升降台之间，所述调节组件与升降台传动连接，所述平移装置和打印头依次设置在升降台的下方，所述打印头与加热器连通。

作为优选，为了调节升降台的高度位置，所述调节组件包括两个调节单元，两个调节单元分别位于平板的下方的两侧，所述调节单元包括第一电机、第一连杆和第二连杆，所述第一电机固定在平板的下方，所述第一电机与PLC电连接，所述第一电机与第一连杆传动连接，所述第一连杆通过第二连杆与升降台铰接。

作为优选，为了便于检测存储板是否向下移动至与打印头同一高度位置，所述主机的靠近存储机构的一侧的顶部设有距离传感器，所述距离传感器与PLC电连接。

作为优选，为了驱动伸缩架进行伸缩，所述驱动组件包括气泵、气缸和活塞，所述气缸固定在竖板上，所述气泵与PLC电连接，所述气泵与气缸连通，所述活塞的底端设置在气缸内，所述活塞的顶端和气缸分别与伸缩架的远离推板的一端的两侧铰接。

作为优选，为了调节各个存储板的高度位置，所述升降组件包括第二电机、轴承、转轴、线盘和吊线，所述第二电机和轴承均固定在顶板的上方，所述第二电机与PLC电连接，所述第二电机与转轴的一端传动连接，所述转轴的另一端设置在轴承内，所述线盘套设在转轴上，所述吊线的一端设置在线盘上，所述吊线的另一端穿过顶板与最上方的存储板连接。

作为优选，为了避免吊线拉断，所述吊线为碳素线。

作为优选，为了保证第二电机的驱动力，所述第二电机为直流伺服电机。

作为优选，为了便于调节相邻两个存储板之间的距离，所述伸缩组件包括两个伸缩单元，两个伸缩单元分别位于存储板的两侧，所述伸缩单元包括第三电机和两个传动单元，两个传动单元分别位于第三电机的两侧，所述传动单元包括缓冲块、丝杆、移动块和支杆，所述第三电机和缓冲块均固定在存储板上，所述第三电机与PLC电连接，所述第三电机与丝杆的一端传动连接，所述丝杆的另一端设置在缓冲块内，所述移动块套设在丝杆上，所述移动块的与丝杆的连接处设有与丝杆匹配的螺纹，所述移动块通过支杆与上方的存储板铰接。

作为优选，为了方便存储板滑动，所述支柱上涂有润滑油。

本发明的有益效果是，该具有批量生产功能的3D打印设备通过输送机构可将打印完成的单件产品输送至存储板上，与现有的输送机构相比，该输送机构不占用打印台的位置，便于在输送完毕后打印机构继续进行打印，不仅如此，通过存储机构利用伸缩组件调整相邻两个存储板之间的间隔，便于减小存储机构的占用空间，方便放置多件产品，配合输送机构完成批量生产打印，提高了设备的实用性，与现有的存储机构相比，该存储机构结构灵活，便于根据打印产品的高度调节相邻两个存储板之间的距离。

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是本发明的具有批量生产功能的3D打印设备的结构示意图；

图2是本发明的具有批量生产功能的3D打印设备的打印机构的结构示意图；

图3是本发明的具有批量生产功能的3D打印设备的存储机构的结构示意图；

图4是本发明的具有批量生产功能的3D打印设备的输送机构的结构示意图；

图中：1.底座，2.工作台，3.主机，4.支脚，5.竖板，6.伸缩架，7.推板，8.滑块，9.滑轨，10.顶板，11.存储板，12.支柱，13.打印台，14.升降台，15.打印头，16.送丝管，17.加热器，18.材料盒，19.平板，20.竖杆，21.第一电机，22.第一连杆，23.第二连杆，24.距离传感器，25.气泵，26.气缸，27.活塞，28.第二电机，29.轴承，30.转轴，31.线盘，32.吊线，33.第三电机，34.缓冲块，35.丝杆，36.移动块，37.支杆。

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，一种具有批量生产功能的3D打印设备，包括底座1、工作台2、主机3、打印机构、输送机构、存储机构和四个支脚4，所述工作台2的四角分别通过四个支脚4固定在底座1的上方，所述主机3固定在工作台2的上方，所述主机3内设有PLC，所述打印机构设置在主机3的上方，所述输送机构和存储机构分别位于主机3的两侧；

该3D打印设备中，通过四个支脚4将工作台2固定在底座1的上方，主机3固定在工作台2的上方，由主机3设计打印程序并控制设备进行打印，在打印单个样品结束后，PLC控制输送机构运行，将打印台13上的模型输送至存储机构中的存储板11上，而后打印机构继续执行打印任务，在打印完成后，通过输送机构将打印模型继续输送至存储机构的其他存储板11上，如此循环，使设备可持续进行批量模型的生产打印，进而提高了设备的生产效率和实用性。

如图4所示，所述输送机构包括竖板5、驱动组件和伸缩组件，所述竖板5固定在工作台2的上方，所述驱动组件和伸缩组件分别位于竖板5的靠近主机3的一侧，所述伸缩组件包括伸缩架6、推板7、滑块8和滑轨9，所述驱动组件与伸缩架6的一端连接，所述伸缩架6的另一端的两侧分别与滑块8和推板7铰接，所述滑轨9的形状为U形，所述滑轨9的两端固定在推板7上，所述滑块8套设在滑轨9上；

在打印机构完成单个样品打印后，输送机构运行，输送机构中，通过竖板5便于安装驱动组件，PLC控制驱动组件运行，带动伸缩组件中的伸缩架6进行伸缩，伸缩架6的远离竖板5的一端，滑块8在滑轨9上进行滑动，伸缩架6的长度发生变化，推板7远离竖板5移动，从而使推板7将打印台13上打印完成的模型推到存储机构中的存储板11上，而后伸缩架6恢复成原来的形状，使得推板7回到原位，便于打印机构继续执行打印任务。

如图3所示，所述存储机构包括开口、顶板10、升降组件、若干存储板11、若干伸缩组件和四个支柱12，所述开口设置在工作台2上，所述顶板10的四角分别通过四个支柱12固定在底座1的上方，所述支柱12位于开口的内侧，所述升降组件位于顶板10的上方，所述存储板11从上而下分布在顶板10的下方，所述存储板11套设在支柱12上，各伸缩组件位于相邻两个存储板11之间，所述升降组件与最上方的存储板11传动连接。

存储机构中，通过支柱12固定顶板10的位置，伸缩组件可根据样品的尺寸高度调节相邻两个存储板11之间的距离，顶板10的上方，通过升降组件可带动各个存储板11沿着支柱12进行固定方向的平稳升降移动，当打印台13上模型打印完成后，升降组件运行，带动存储板11向下移动，使各个空置的存储板11中最下方的移动至与打印台13同一高度位置后，由输送机构将打印台13上的模型推动至存储板11的上方，而后升降组件继续带动存储板11向下移动，使得此时各个空置的存储板11中最下方的移动至与打印台13同一高度位置，便于下次打印完成后，输送机构将模型推到存储板11的上方。

如图2所示，所述打印机构包括打印台13、升降台14、调节组件、平移装置、打印头15、送丝管16、加热器17、材料盒18、平板19和四个竖杆20，所述打印台13固定在主机3的上方，所述平板19的四角分别通过四个竖杆20固定在打印台13的上方，所述材料盒18固定在平板19的上方，所述加热器17固定在升降台14的上方，所述材料盒18通过送丝管16与加热器17连通，所述加热器17与PLC电连接，所述升降台14套设在竖杆20上，所述调节组件位于平板19和升降台14之间，所述调节组件与升降台14传动连接，所述平移装置和打印头15依次设置在升降台14的下方，所述打印头15与加热器17连通。

打印机构中，打印台13的位置固定，通过四个竖杆20固定平板19的位置，平板19上方，材料盒18用于放置打印所用的材料，当需要打印时，材料盒18通过送丝管16向加热器17输送材料，加热器17对材料进行加热，使其熔融后，将材料通过喷头喷出，同时平移装置运行，使喷头在固定的高度平面内进行移动，从而实现单层打印。通过调节组件运行，带动升降台14在竖直方向上进行升降移动，改变升降台14的高度位置，从而实现逐层打印。

作为优选，为了调节升降台14的高度位置，所述调节组件包括两个调节单元，两个调节单元分别位于平板19的下方的两侧，所述调节单元包括第一电机21、第一连杆22和第二连杆23，所述第一电机21固定在平板19的下方，所述第一电机21与PLC电连接，所述第一电机21与第一连杆22传动连接，所述第一连杆22通过第二连杆23与升降台14铰接。PLC控制第一电机21启动，带动第一连杆22转动，第一连杆22通过第二连杆23作用在升降台14上，进而带动升降台14沿着竖杆20的方向进行移动，从而调节升降台14的高度位置，实现逐层打印功能。

作为优选，为了便于检测存储板11是否向下移动至与打印台13同一高度位置，所述主机3的靠近存储机构的一侧的顶部设有距离传感器24，所述距离传感器24与PLC电连接。利用距离传感器24检测主机3的一侧的前方障碍物距离，并将距离数据反馈给PLC，当升降组件带动存储板11进行升降移动时，当存储板11的上表面与打印台13的上表面在同一高度平面时，主机3顶部的距离传感器24检测到特定的距离，在PLC获取这个特定距离数据时，表明存储板11与打印台13位于同一高度，而后控制输送机构运行。

如图4所示，所述驱动组件包括气泵25、气缸26和活塞27，所述气缸26固定在竖板5上，所述气泵25与PLC电连接，所述气泵25与气缸26连通，所述活塞27的底端设置在气缸26内，所述活塞27的顶端和气缸26分别与伸缩架6的远离推板7的一端的两侧铰接。

如图3所示，所述升降组件包括第二电机28、轴承29、转轴30、线盘31和吊线32，所述第二电机28和轴承29均固定在顶板10的上方，所述第二电机28与PLC电连接，所述第二电机28与转轴30的一端传动连接，所述转轴30的另一端设置在轴承29内，所述线盘31套设在转轴30上，所述吊线32的一端设置在线盘31上，所述吊线32的另一端穿过顶板10与最上方的存储板11连接。

PLC控制第二电机28启动，带动转轴30在轴承29的支撑作用下转动，使得线盘31转动，从而收紧或者放松拉线，进而带动存储板11进行升降移动。

作为优选，利用碳素线强度高的特点，为了避免吊线32拉断，所述吊线32为碳素线。

作为优选，利用直流伺服电机驱动力强的特点，为了保证第二电机28的驱动力，所述第二电机28为直流伺服电机。

如图3所示，所述伸缩组件包括两个伸缩单元，两个伸缩单元分别位于存储板11的两侧，所述伸缩单元包括第三电机33和两个传动单元，两个传动单元分别位于第三电机33的两侧，所述传动单元包括缓冲块34、丝杆35、移动块36和支杆37，所述第三电机33和缓冲块34均固定在存储板11上，所述第三电机33与PLC电连接，所述第三电机33与丝杆35的一端传动连接，所述丝杆35的另一端设置在缓冲块34内，所述移动块36套设在丝杆35上，所述移动块36的与丝杆35的连接处设有与丝杆35匹配的螺纹，所述移动块36通过支杆37与上方的存储板11铰接。

PLC控制第三电机33启动，带动两侧的丝杆35在缓冲块34的支撑作用下旋转，旋转的丝杆35通过螺纹作用在移动块36上，使得移动块36沿着丝杆35的轴线移动，进而带动支杆37转动，通过支杆37的转动调节相邻两个存储板11之间的距离。

作为优选，为了方便存储板11滑动，所述支柱12上涂有润滑油。通过润滑油减少了存储板11与支柱12之间的摩擦，便于存储板11沿着支柱12的轴线进行移动。

该3D打印设备运行时，当打印机构的打印台13上完成单件样品打印后，存储机构中，升降组件运行，带动存储板11下降，使各空置的存储板11中的最底端的存储板11向下移动至与打印台13同一高度位置后，驱动组件驱动伸缩架6进行伸缩，由推板7将打印台13上的产品推送至存储板11上方，而后推板7回到原位，打印机构继续执行打印任务，升降组件带动存储板11向下移动，使最底端的空置的存储板11移动至打印台13的高度，在第二件产品打印完成后，通过推板7将产品推送至存储板11上，如此循环，实现了设备的自动化批量生产打印，提高了该3D打印设备的实用性。

与现有技术相比，该具有批量生产功能的3D打印设备通过输送机构可将打印完成的单件产品输送至存储板11上，与现有的输送机构相比，该输送机构不占用打印台13的位置，便于在输送完毕后打印机构继续进行打印，不仅如此，通过存储机构利用伸缩组件调整相邻两个存储板11之间的间隔，便于减小存储机构的占用空间，方便放置多件产品，配合输送机构完成批量生产打印，提高了设备的实用性，与现有的存储机构相比，该存储机构结构灵活，便于根据打印产品的高度调节相邻两个存储板11之间的距离。

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)

1.一种具有批量生产功能的3D打印设备，其特征在于，包括底座(1)、工作台(2)、主机(3)、打印机构、输送机构、存储机构和四个支脚(4)，所述工作台(2)的四角分别通过四个支脚(4)固定在底座(1)的上方，所述主机(3)固定在工作台(2)的上方，所述主机(3)内设有PLC，所述打印机构设置在主机(3)的上方，所述输送机构和存储机构分别位于主机(3)的两侧；

所述输送机构包括竖板(5)、驱动组件和伸缩组件，所述竖板(5)固定在工作台(2)的上方，所述驱动组件和伸缩组件分别位于竖板(5)的靠近主机(3)的一侧，所述伸缩组件包括伸缩架(6)、推板(7)、滑块(8)和滑轨(9)，所述驱动组件与伸缩架(6)的一端连接，所述伸缩架(6)的另一端的两侧分别与滑块(8)和推板(7)铰接，所述滑轨(9)的形状为U形，所述滑轨(9)的两端固定在推板(7)上，所述滑块(8)套设在滑轨(9)上；

所述存储机构包括开口、顶板(10)、升降组件、若干存储板(11)、若干伸缩组件和四个支柱(12)，所述开口设置在工作台(2)上，所述顶板(10)的四角分别通过四个支柱(12)固定在底座(1)的上方，所述支柱(12)位于开口的内侧，所述升降组件位于顶板(10)的上方，所述存储板(11)从上而下分布在顶板(10)的下方，所述存储板(11)套设在支柱(12)上，各伸缩组件位于相邻两个存储板(11)之间，所述升降组件与最上方的存储板(11)传动连接。

2.如权利要求1所述的具有批量生产功能的3D打印设备，其特征在于，所述打印机构包括打印台(13)、升降台(14)、调节组件、平移装置、打印头(15)、送丝管(16)、加热器(17)、材料盒(18)、平板(19)和四个竖杆(20)，所述打印台(13)固定在主机(3)的上方，所述平板(19)的四角分别通过四个竖杆(20)固定在打印台(13)的上方，所述材料盒(18)固定在平板(19)的上方，所述加热器(17)固定在升降台(14)的上方，所述材料盒(18)通过送丝管(16)与加热器(17)连通，所述加热器(17)与PLC电连接，所述升降台(14)套设在竖杆(20)上，所述调节组件位于平板(19)和升降台(14)之间，所述调节组件与升降台(14)传动连接，所述平移装置和打印头(15)依次设置在升降台(14)的下方，所述打印头(15)与加热器(17)连通。

3.如权利要求2所述的具有批量生产功能的3D打印设备，其特征在于，所述调节组件包括两个调节单元，两个调节单元分别位于平板(19)的下方的两侧，所述调节单元包括第一电机(21)、第一连杆(22)和第二连杆(23)，所述第一电机(21)固定在平板(19)的下方，所述第一电机(21)与PLC电连接，所述第一电机(21)与第一连杆(22)传动连接，所述第一连杆(22)通过第二连杆(23)与升降台(14)铰接。

4.如权利要求1所述的具有批量生产功能的3D打印设备，其特征在于，所述主机(3)的靠近存储机构的一侧的顶部设有距离传感器(24)，所述距离传感器(24)与PLC电连接。

5.如权利要求1所述的具有批量生产功能的3D打印设备，其特征在于，所述驱动组件包括气泵(25)、气缸(26)和活塞(27)，所述气缸(26)固定在竖板(5)上，所述气泵(25)与PLC电连接，所述气泵(25)与气缸(26)连通，所述活塞(27)的底端设置在气缸(26)内，所述活塞(27)的顶端和气缸(26)分别与伸缩架(6)的远离推板(7)的一端的两侧铰接。

6.如权利要求1所述的具有批量生产功能的3D打印设备，其特征在于，所述升降组件包括第二电机(28)、轴承(29)、转轴(30)、线盘(31)和吊线(32)，所述第二电机(28)和轴承(29)均固定在顶板(10)的上方，所述第二电机(28)与PLC电连接，所述第二电机(28)与转轴(30)的一端传动连接，所述转轴(30)的另一端设置在轴承(29)内，所述线盘(31)套设在转轴(30)上，所述吊线(32)的一端设置在线盘(31)上，所述吊线(32)的另一端穿过顶板(10)与最上方的存储板(11)连接。

7.如权利要求6述的具有批量生产功能的3D打印设备，其特征在于，所述吊线(32)为碳素线。

8.如权利要求6述的具有批量生产功能的3D打印设备，其特征在于，所述第二电机(28)为直流伺服电机。

9.如权利要求1所述的具有批量生产功能的3D打印设备，其特征在于，所述伸缩组件包括两个伸缩单元，两个伸缩单元分别位于存储板(11)的两侧，所述伸缩单元包括第三电机(33)和两个传动单元，两个传动单元分别位于第三电机(33)的两侧，所述传动单元包括缓冲块(34)、丝杆(35)、移动块(36)和支杆(37)，所述第三电机(33)和缓冲块(34)均固定在存储板(11)上，所述第三电机(33)与PLC电连接，所述第三电机(33)与丝杆(35)的一端传动连接，所述丝杆(35)的另一端设置在缓冲块(34)内，所述移动块(36)套设在丝杆(35)上，所述移动块(36)的与丝杆(35)的连接处设有与丝杆(35)匹配的螺纹，所述移动块(36)通过支杆(37)与上方的存储板(11)铰接。

10.如权利要求1所述的具有批量生产功能的3D打印设备，其特征在于，所述支柱(12)上涂有润滑油。