CN109693382A - 3d打印机的磁性建模平台 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种3D打印机的磁性建模平台，包括建模平台及供打印材料成型的底板，底板放置于建模平台上方，底板由里层及包覆于里层外侧的外层构成，里层的材质为被电磁盘吸引的磁性金属，外层的材质为塑料，建模平台设置有通过磁性将底板吸附于建模平台的磁性发生装置。采用上述方案，本发明提供一种结构简单、便于底板锁定与分离、底板强度高的3D打印机的磁性建模平台。
Description
技术领域
本发明涉及3D打印机领域，具体涉及一种3D打印机的磁性建模平台。
背景技术
3D打印机，即快速成形技术的一种机器，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。过去其常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，现正逐渐用于一些产品的直接制造。
而建模平台则是一个位于打印头下方并水平放置的板状构件，建模平台往往具有升降功能，打印头将加热融化的打印材料喷出至建模平台上，冷却固化形成成品后将成品取下。由于建模平台位于3D打印机的保护壳体内，传统的取出成品的方式是借助工具将成品从建模平台上铲下分离后取出，因为保护壳体开口的面积较小，使工作人员的动作受到局限，为了使成品不受到破坏，操作必须小心翼翼，故该种取出方式操作极为繁琐，给工作人员带来极大不便。
为了解决上述问题，申请号为200580004421.0的中国发明专利公开了一种《具有托盘底板的建模装置》，在建模平台上方增设可移除的底板，将热融化的打印材料喷出至底板，成品冷却固化后连同底板一起从保护壳体内取出，大大降低将成品与建模平台分离的难度。为了在打印过程中保证打印效果，在打印过程中需要将底板与建模平台进行锁定，从而避免底板的移位或者振动，而在该发明中，则通过底板的突出物对准建模平台上的键孔进行对位，再将底板与建模平台侧面的定位器旋转至与制动器的锁定位置，构成底板与建模平台的锁定配合，该种锁定方式随降低了分离成品的难度，但结构复杂、不易加工，提高了加工成本，而且，锁定步骤繁琐，每次锁定及分离也会造成一定的不便。
发明内容
针对现有技术存在的不足，本发明的目的在于提供一种结构简单、便于底板锁定与分离、底板强度高的3D打印机的磁性建模平台。
为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：包括建模平台及供打印材料成型的底板，所述的底板放置于建模平台上方，其特征在于：所述的底板包括里层及外层，所述的里层的材质为磁性金属，所述的外层的材质为注塑成型于里层外周的塑料，所述的建模平台设置有通过磁性将底板吸附于建模平台的磁性发生装置。
通过采用上述技术方案，由磁性组件所产生的磁力使底板吸附于建模平台，简化结构，降低加工难度，降低加工成本，而且降低对底板厚度的要求，传统结构只能锁定指定厚度的底板，底板一旦加工精度降低，则无法稳定锁定，在建模平台升降时会发生少量震动，而磁性组件能够吸引各种厚度的底板，一旦吸引完成则不会发生震动，提高放置稳定性，即进一步提高加工精度，此外，为了保证打印效果，外层往往采用塑料进行加工，相较单纯塑料材质的底板，磁性金属同时强化了底板的强度，延长使用寿命。
本发明进一步设置为：所述的里层为多孔板，所述的多孔板贯穿设置有多个注塑孔，所述的外层在注塑过程中填充各注塑孔，形成穿过里层的加强柱。
通过采用上述技术方案，在里层开设多个注塑孔，外层的塑料在注塑过程中会流入注塑孔形成加强柱，使里层与外层的固定及配合更加紧密，进一步通过里层强化底板强度。
本发明进一步设置为：所述的底板位于侧面设置延伸至电磁盘外并供工作人员握持的施力部。
通过采用上述技术方案，增设施力部，预留供工作人员握持的部位，便于工作人员施力，避免因握持底板的打印区域所带来的不便。
本发明进一步设置为：还包括升降座，所述的升降座位于中部并沿竖向设置有与升降座螺纹配合的第一驱动丝杆，所述的升降座位于两侧分别沿竖向设置有与升降座滑移配合的第一光轴，所述的升降座位于两侧分别固定设置有延伸至建模平台底部两侧并与建模平台固定的支撑臂，所述的建模平台相对升降座的另一侧空间作为工作人员的操作空间。
通过采用上述技术方案，由两个第一光轴与一个第一驱动丝杆组合形成的竖向驱动结构，能够稳定的驱动建模平台进行升降，并预留建模平台相对升降座的另一侧空间作为操作空间，相较传统升降结构，工作人员具有更大的操作空间，取放底板更为便捷。
本发明进一步设置为：还包括升降框体，所述的升降框体位于建模平台下方的边缘设置有多个支撑并固定建模平台的支撑板，所述的升降框体呈矩形状，所述的升降框体位于矩形各转角分别沿竖向设置有与升降框体滑移配合的第二光轴，所述的升降框体位于矩形两侧分别沿竖向设置有与升降框体螺纹配合的第二驱动丝杆。
通过采用上述技术方案，由四个第二光轴组成的竖向导向结构由两个第二驱动丝杆组成的竖向驱动结构，相较传统由单一驱动丝杆的驱动结构，使建模平台能够更好的保持水平度进行升降，从而提高底板的3D打印的打印精度。
本发明进一步设置为：所述的磁性发生装置包括固定于建模平台上方的电磁盘，所述的电磁盘的上端面作为放置底板的放置平面。
通过采用上述技术方案，作为磁性发生装置的一种结构，利用电磁盘通电产生磁性的特性，由该磁性将底板进行吸附，结构简单、控制方便、吸附稳定。
本发明进一步设置为：所述的磁性发生装置包括固定于建模平台上方的基板及排布于基板上端面的多个磁铁，所述的基板的上端面作为放置底板的放置平面。
通过采用上述技术方案，作为另一种磁性发生装置的结构，利用多个磁铁所产生的磁性将底板进行吸附，结构简单、吸附稳定。
本发明进一步设置为：所述的基板与各磁铁对应设置有放置磁铁的安装槽，所述的磁铁与基板之间设置有将磁铁可拆卸固定于基板的固定螺栓，所述的固定螺栓的头部抵于磁铁上端面，杆部穿过磁铁并与基板螺纹配合。
通过采用上述技术方案，由于建模平台在打印过程中长时间处于恒定高温的环境下，久而久之会加速磁铁退磁，进而失去产生磁性的功能，故增设安装槽对磁铁进行限位，并配合固定螺丝实现快速拆装，在退磁之后及时进行更换，从而延长使用寿命，相较采用胶水进行固定的方式，拆装更为便捷。
本发明进一步设置为：所述的基板与建模平台之间设置有支撑组件，所述的支撑组件包括竖向放置的上顶杆及下拉杆，所述的上顶杆下端固定于建模平台，上端与基板底部相抵，所述的下拉杆上端与基板固定，下端设置有限位于建模平台下方的限位螺栓。
通过采用上述技术方案，由上顶杆为基板提供上顶力，由下拉杆为基板提供下拉力，上顶力与下拉力相组合保持基板的平稳，从而保证吸附稳定性及打印精度。
本发明进一步设置为：所述的底板位于底部的外层设置有多个加工孔，所述的加工孔从外层外侧壁延伸至里层的外侧壁，所述的加工孔与各磁铁的位置相对应并与磁铁的形状相适配。
通过采用上述技术方案，为了保证里层在注塑过程中不会被流动的塑料流体挤压形变，故在注塑模的型腔内增设支撑里层的顶杆，由顶杆形成加工孔，从而使里层保持稳定形态，而且，合理该加工孔，在底板放置于基板的放置平面时与磁铁构成限位配合，提高底板放置准确性，避免过偏影响打印效果，而且加工孔延伸至里层的外侧壁，加强磁铁的吸附作用力。
附图说明
图1为本发明具体实施方式一的立体图；
图2为本发明具体实施方式一中底板的仰视立体图；
图3为图2中A的放大图；
图4为图1中B的放大图；
图5为本发明具体实施方式一中建模平台及升降座的仰视立体图；
图6为图5中C的放大图；
图7为本发明具体实施方式二中建模平台及升降座的仰视立体图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述， 显然，所描述的实施例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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上” 、“下” 、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系， 仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语 “第一”、“第二”、“第三” 仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
如图1—图6所示，本发明公开了一种3D打印机的磁性建模平台，包括建模平台1及供打印材料成型的底板2，底板2放置于建模平台1上方，底板2包括里层21及外层22，里层21的材质为磁性金属，外层22的材质为注塑成型于里层21外周的塑料，建模平台1设置有通过磁性将底板2吸附于建模平台1的磁性发生装置，由磁性组件所产生的磁力使底板2吸附于建模平台1，简化结构，降低加工难度，降低加工成本，而且降低对底板2厚度的要求，传统结构只能锁定指定厚度的底板2，底板2一旦加工精度降低，则无法稳定锁定，在建模平台1升降时会发生少量震动，而磁性组件能够吸引各种厚度的底板2，一旦吸引完成则不会发生震动，提高放置稳定性，即进一步提高加工精度，此外，为了保证打印效果，外层22往往采用塑料进行加工，相较单纯塑料材质的底板2，磁性金属同时强化了底板2的强度，延长使用寿命，磁性金属 可为钢、铁、钴、镍、锰等。
里层21为多孔板，多孔板贯穿设置有多个注塑孔23，外层22在注塑过程中填充各注塑孔23，形成穿过里层21的加强柱24，在里层21开设多个注塑孔23，外层22的塑料在注塑过程中会流入注塑孔23形成加强柱24，使里层21与外层22的固定及配合更加紧密，进一步通过里层21强化底板2强度。
底板2位于侧面设置延伸至电磁盘外并供工作人员握持的施力部25，增设施力部25，预留供工作人员握持的部位，便于工作人员施力，避免因握持底板2的打印区域所带来的不便。
还包括升降座3，升降座3位于中部并沿竖向设置有与升降座3螺纹配合的第一驱动丝杆31，升降座3位于两侧分别沿竖向设置有与升降座3滑移配合的第一光轴32，升降座3位于两侧分别固定设置有延伸至建模平台1底部两侧并与建模平台1固定的支撑臂33，建模平台1相对升降座3的另一侧空间作为工作人员的操作空间，由两个第一光轴32与一个第一驱动丝杆31组合形成的竖向驱动结构，能够稳定的驱动建模平台1进行升降，并预留建模平台1相对升降座3的另一侧空间作为操作空间，相较传统升降结构，工作人员具有更大的操作空间，取放底板2更为便捷。
磁性发生装置包括固定于建模平台1上方的基板4及排布于基板4上端面的多个磁铁41，基板4的上端面作为放置底板2的放置平面，作为另一种磁性发生装置的结构，利用多个磁铁41所产生的磁性将底板2进行吸附，结构简单、吸附稳定。
基板4与各磁铁41对应设置有放置磁铁41的安装槽42，磁铁41与基板4之间设置有将磁铁41可拆卸固定于基板4的固定螺栓43，固定螺栓43的头部抵于磁铁41上端面，杆部穿过磁铁41并与基板4螺纹配合，由于建模平台1在打印过程中长时间处于恒定高温的环境下，久而久之会加速磁铁41退磁，进而失去产生磁性的功能，故增设安装槽42对磁铁41进行限位，并配合固定螺丝实现快速拆装，在退磁之后及时进行更换，从而延长使用寿命，相较采用胶水进行固定的方式，拆装更为便捷。
基板4与建模平台1之间设置有支撑组件，支撑组件包括竖向放置的上顶杆44及下拉杆45，上顶杆44下端固定于建模平台1，上端与基板4底部相抵，下拉杆45上端与基板4固定，下端设置有限位于建模平台下方的限位螺栓46，由上顶杆44为基板4提供上顶力，由下拉杆45为基板4提供下拉力，上顶力与下拉力相组合保持基板4的平稳，从而保证吸附稳定性及打印精度，还可增设与上顶杆44螺纹配合并上顶杆44的锁定螺母47，使上顶杆44保持稳定的伸出长度，上顶杆44及下拉杆45安装基板4的同时将建模平台1与支撑臂33进行固定，从而简化结构，上顶杆44及下拉杆45采用螺纹配合的方式进行固定安装。
底板2位于底部的外层22设置有多个加工孔26，加工孔26从外层22外侧壁延伸至里层21的外侧壁，加工孔26与各磁铁41的位置相对应并与磁铁41的形状相适配，为了保证里层21在注塑过程中不会被流动的塑料流体挤压形变，故在注塑模的型腔内增设支撑里层21的顶杆，由顶杆形成加工孔26，从而使里层21保持稳定形态，而且，合理该加工孔26，在底板2放置于基板4的放置平面时与磁铁41构成限位配合，提高底板2放置准确性，避免过偏影响打印效果，而且加工孔延伸至里层的外侧壁，加强磁铁的吸附作用力。
如图7所示，本发明还公开了另一种磁性发生装置，磁性发生装置包括固定于建模平台1上方的电磁盘5，电磁盘5的上端面作为放置底板2的放置平面，作为磁性发生装置的一种结构，利用电磁盘5通电产生磁性的特性，由该磁性将底板2进行吸附，结构简单、控制方便、吸附稳定，电磁盘5由通电及断电进行控制。
如图7所示，本发明还公开了另一种升降结构，还包括升降框体6，升降框体6位于建模平台1下方的边缘设置有多个支撑并固定建模平台1的支撑板61，升降框体6呈矩形状，升降框体6位于矩形各转角分别沿竖向设置有与升降框体6滑移配合的第二光轴62，升降框体6位于矩形两侧分别沿竖向设置有与升降框体6螺纹配合的第二驱动丝杆63，由四个第二光轴62组成的竖向导向结构由两个第二驱动丝杆63组成的竖向驱动结构，相较传统由单一驱动丝杆的驱动结构，使建模平台1能够更好的保持水平度进行升降，从而提高底板2的3D打印的打印精度。
Claims (10)
1.一种3D打印机的磁性建模平台，包括建模平台及供打印材料成型的底板，所述的底板放置于建模平台上方，其特征在于：所述的底板包括里层及外层，所述的里层的材质为磁性金属，所述的外层的材质为注塑成型于里层外周的塑料，所述的建模平台设置有通过磁性将底板吸附于建模平台的磁性发生装置。
2.根据权利要求1所述的3D打印机的磁性建模平台，其特征在于：所述的里层为多孔板，所述的多孔板贯穿设置有多个注塑孔，所述的外层在注塑过程中填充各注塑孔，形成穿过里层的加强柱。
3.根据权利要求1所述的3D打印机的磁性建模平台，其特征在于：所述的底板位于侧面设置延伸至电磁盘外并供工作人员握持的施力部。
4.根据权利要求1或2或3所述的3D打印机的磁性建模平台，其特征在于：还包括升降座，所述的升降座位于中部并沿竖向设置有与升降座螺纹配合的第一驱动丝杆，所述的升降座位于两侧分别沿竖向设置有与升降座滑移配合的第一光轴，所述的升降座位于两侧分别固定设置有延伸至建模平台底部两侧并与建模平台固定的支撑臂，所述的建模平台相对升降座的另一侧空间作为工作人员的操作空间。
5.根据权利要求1或2或3所述的3D打印机的磁性建模平台，其特征在于：还包括升降框体，所述的升降框体位于建模平台下方的边缘设置有多个支撑并固定建模平台的支撑板，所述的升降框体呈矩形状，所述的升降框体位于矩形各转角分别沿竖向设置有与升降框体滑移配合的第二光轴，所述的升降框体位于矩形两侧分别沿竖向设置有与升降框体螺纹配合的第二驱动丝杆。
6.根据权利要求1或2或3所述的3D打印机的磁性建模平台，其特征在于：所述的磁性发生装置包括固定于建模平台上方的电磁盘，所述的电磁盘的上端面作为放置底板的放置平面。
7.根据权利要求1或2或3所所述的3D打印机的磁性建模平台，其特征在于：所述的磁性发生装置包括固定于建模平台上方的基板及排布于基板上端面的多个磁铁，所述的基板的上端面作为放置底板的放置平面。
8.根据权利要求8所所述的3D打印机的磁性建模平台，其特征在于：所述的基板与各磁铁对应设置有放置磁铁的安装槽，所述的磁铁与基板之间设置有将磁铁可拆卸固定于基板的固定螺栓，所述的固定螺栓的头部抵于磁铁上端面，杆部穿过磁铁并与基板螺纹配合。
9.根据权利要求8所所述的3D打印机的磁性建模平台，其特征在于：所述的基板与建模平台之间设置有支撑组件，所述的支撑组件包括竖向放置的上顶杆及下拉杆，所述的上顶杆下端固定于建模平台，上端与基板底部相抵，所述的下拉杆上端与基板固定，下端设置有限位于建模平台下方的限位螺栓。
10.根据权利要求8所述的3D打印机的磁性建模平台，其特征在于：所述的底板位于底部的外层设置有多个加工孔，所述的加工孔从外层外侧壁延伸至里层的外侧壁，所述的加工孔与各磁铁的位置相对应并与磁铁的形状相适配。
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