CN109940874B - 智能型3d打印机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一智能型3D打印机，包括底座、控制器、打印平台、顶板、升降板、平面移动机构、打印机构和两个升降单元，为了带动升降板上下移动实现逐层打印，升降单元包括第一驱动电机、第一驱动轴、移动块和缓冲块，第一驱动轴固定在底座上且与第一驱动轴传动连接，第一驱动轴的外周设有外螺纹，移动块套设在第一驱动轴上且与升降板固定连接，移动块内设有内螺纹，移动块内的内螺纹与第一驱动轴上的外螺纹相匹配，缓冲块设置在第一驱动轴的顶端且固定在顶板的下方；本发明提高了打印样品的精度和设备的实用性。

Description

智能型3D打印机

本发明专利申请是针对申请号为：2017104215294的分案申请，原申请的申请日为：2017-06-07，发明创造名称为：一种打印精度高的智能型3D打印机。

技术领域

本发明涉及3D打印设备领域，特别涉及一种智能型3D打印机。

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。

3D打印机在打印时，如果第一层材料无法正常贴于打印平台，将会直接影响到后期的打印，因此在打印前，用户除了对打印平台的水平角度进行校准外，还会通过采用加热垫对打印平台进行加热操作，从而减小平台与喷头挤出材料的温差，防止材料遇冷收缩后不贴于打印平台上，这样做虽然可以保证第一层的材料紧贴于打印平台，但是加热垫加热的方式通常对打印平台整个平面进行加热，从而导致加热时需要损耗较多的电能，不仅如此，在打印过程中，由于材料丝的粗细程度不均以及喷头温度不稳定的原因，导致每时每刻喷头挤出的材料量不均，造成打印样品的每层的层高层厚均不同，使得在样品的侧面边缘不齐，成条纹形状，造成样品表面不均匀光滑，从而影响了打印样品的精度，造成打印机的实用性降低。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种智能型3D打印机。

2.技术方案

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种打印精度高的智能型3D打印机，包括底座、控制器、打印平台、顶板、升降板、平面移动机构、打印机构和两个升降单元，所述控制器固定在底座上，所述打印平台固定在控制器的上方，两个所述升降单元分别设置在打印平台的两侧，所述顶板架设在两个升降单元上，所述升降板设置在两个升降单元之间且位于顶板的下方，所述升降单元与升降板传动连接，所述平面移动机构设置在升降板的下方；

所述打印机构包括材料盘、送丝管、加热装置、第一流管、导流盒、第二流管和打印喷头，所述材料盘设置在顶板的上方，所述加热装置和导流盒均固定在升降板的上方，所述打印喷头设置在平面移动机构的下方，所述平面移动机构与打印喷头传动连接，所述材料盘通过送丝管与加热装置连通，所述加热装置通过第一流管与导流盒连通，所述导流盒通过第二流管与打印喷头连通；

所述导流盒内设有导流机构，所述导流机构包括第二驱动电机、第一连杆、第二连杆、活塞、导流缸、堵塞机构和两个第三流管，所述第二驱动电机与第一连杆传动连接，所述第一连杆通过第二连杆与活塞的一端铰接，所述活塞的另一端设置在导流缸内，所述堵塞机构和两个第三流管均设置在导流缸的一侧且远离第二驱动电机，所述堵塞机构设置在两个第三流管之间，所述导流缸通过其中一个第三流管与第一流管连通，所述导流缸通过另一个第三流管与第二流管连通；

所述控制器内设有加热机构，所述加热机构包括加热单元和两个平移单元，两个所述平移单元分别设置在加热单元的两侧，所述平移单元与加热单元传动连接。

作为优选，为了带动升降板上下移动实现逐层打印，所述升降单元包括第一驱动电机、第一驱动轴、移动块和缓冲块，所述第一驱动电机固定在底座上且与第一驱动轴传动连接，所述第一驱动轴的外周设有外螺纹，所述移动块套设在第一驱动轴上且与升降板固定连接，所述移动块内设有内螺纹，所述移动块内的内螺纹与第一驱动轴上的外螺纹相匹配，所述缓冲块设置在第一驱动轴的顶端且固定在顶板的下方。

作为优选，为了控制两个第三流管的流通性，所述堵塞机构包括第三驱动电机、第三驱动轴、偏心轮、框架和两个堵塞板，所述第三驱动电机固定在导流缸上且通过第三驱动轴与偏心轮传动连接，所述偏心轮设置在框架内，两个所述堵塞板分别固定在框架的上下两侧，所述堵塞板的数量与第三流管的数量相等且一一对应。

作为优选，为了固定活塞的滑动轨迹，所述导流缸内设有限位机构，所述限位机构包括限位环和两个限位杆，两个所述限位杆分别设置在限位环的两侧，所述限位环套设在活塞上且通过限位杆与导流缸的内壁固定连接。

作为优选，为了带动加热单元移动，实现对打印平台的各处进行加热，所述平移单元包括传送带和两个驱动单元，两个驱动单元中，其中一个驱动单元通过传送带与另一个驱动单元传动连接，所述驱动单元包括第四驱动电机、第四驱动轴和驱动齿轮，所述第四驱动电机通过第四驱动轴与驱动齿轮传动连接，所述驱动齿轮设置在传送带内，所述传送带的内侧设有若干从动齿，所述从动齿均匀分布在传送带的内侧且与驱动齿轮传动连接。

作为优选，为了加热打印平台，所述加热单元包括隔热盒和导电铜条，所述隔热盒固定在传送带上，所述导电铜条设置在隔热盒内。

作为优选，为了使导电铜条紧贴打印平台底部以便提高加热速度，所述隔热盒内设有隔热板和若干弹簧，所述隔热板固定在导电铜条的下方且通过弹簧与隔热盒内的底部连接，所述弹簧处于压缩状态。

作为优选，为了方便用户观察控制打印，所述控制器上设有显示屏、若干控制按键和若干USB接口。

作为优选，为了方便操作，所述控制按键为轻触按键。

作为优选，为了便于设备的移动，所述底座的下方设有万向轮。

该打印精度高的智能型3D打印机在打印第一层时，为了使打印材料紧贴打印平台，防止翘边等问题，保证以后的打印成功，通过控制器内部的加热机构对其控制器上方的打印平台进行预热，在预热时，通过给导电铜条进行通电，使导电铜条发热，在隔热盒的作用下，导电铜条将热量传递给上方的打印平台，使打印平台上导电铜条的正上方的温度升高，而后打印机对该部位进行打印，同时，加热机构内部的两个平移单元中，第四驱动电机带动驱动齿轮转动，从动齿与驱动齿轮接触使传送带转动，进而带动加热单元移动，使加热单元对打印平台的其他部位依次进行预热，预热完成后，打印喷头移动至该部位进行打印。由于在预热过程中，采用了各部位依次加热的方式，因此相比于一次性对整个打印平台持续进行加热，这种加热方式更能减少电能消耗，实现节能效果。该打印精度高的智能型3D打印机通过平移单元带动加热单元移动依次对打印平台进行预热，减少电能消耗，实现节能效果。

在打印过程中，为了保证打印精度，通过导流盒内的导流机构精确控制打印喷头在单位时间内的挤出量，从而使各个层的层高均等。在导流机构中，第二驱动电机带动第一连杆转动，通过与第二连杆铰接，使活塞在其中心轴线方向上来回移动，同时，堵塞机构中的第三驱动电机通过第三驱动轴使偏心轮转动，通过与框架接触，使框架上下移动。当活塞远离导流缸的方向移动时，框架向下移动，使下方的堵塞板堵住下方的第三流管，而上方的第三流管导通，导流缸吸入加热装置内熔化的材料，而后活塞向导流缸内部移动，框架向上移动，使上方的堵塞板堵住上方的第三流管，而下方的堵塞流管导通，材料通过第二流管进入打印喷头，并从喷头流出进行打印。如此循环运行，由于每次活塞的移动距离固定不变，从而保证每次导流缸内进入和排出的材料量，实现打印喷头材料挤出量的固定，保证了各打印层的层高，从而提高了打印样品的精度和设备的实用性。该打印精度高的智能型3D打印机通过导流机构保证每次打印喷头的材料挤出量，从而使各打印层的层高均等，进而提高了打印样品的精度和设备的实用性。

3.有益效果

本发明的有益效果是，该打印精度高的智能型3D打印机通过平移单元带动加热单元移动依次对打印平台进行预热，减少电能消耗，实现节能效果，不仅如此，通过导流机构保证每次打印喷头的材料挤出量，从而使各打印层的层高均等，进而提高了打印样品的精度和设备的实用性。

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是本实施例的打印精度高的智能型3D打印机的结构示意图；

图2是本实施例的打印精度高的智能型3D打印机的导流机构的俯视图；

图3是本实施例的打印精度高的智能型3D打印机的堵塞机构的结构示意图；

图4是本实施例的打印精度高的智能型3D打印机的加热机构的结构示意图；

图5是本实施例的打印精度高的智能型3D打印机的加热单元的结构示意图；

图6是本实施例的打印精度高的智能型3D打印机的平移单元的结构示意图；

图中：1.底座，2.万向轮，3.控制器，4.显示屏，5.USB接口，6.控制按键，7.打印平台，8.第一驱动电机，9.第一驱动轴，10.移动块，11.缓冲块，12.顶板，13.材料盘，14.送丝管，15.加热装置，16.第一流管，17.导流盒，18.第二流管，19.打印喷头，20.升降板，21.平面移动机构，22.第二驱动电机，23.第一连杆，24.第二连杆，25.活塞，26.导流缸，27.第三流管，28.第三驱动电机，29.第三驱动轴，30.框架，31.堵塞板，32.限位杆，33.限位环，34.偏心轮，35.平移单元，36.加热单元，37.隔热盒，38.导电铜条，39.隔热板，40.弹簧，41.第四驱动电机，42.第四驱动轴，43.驱动齿轮，44.传送带，45.从动齿。

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-图6所示，一种打印精度高的智能型3D打印机，包括底座1、控制器3、打印平台7、顶板12、升降板20、平面移动机构21、打印机构和两个升降单元，所述控制器3固定在底座1上，所述打印平台7固定在控制器3的上方，两个所述升降单元分别设置在打印平台7的两侧，所述顶板12架设在两个升降单元上，所述升降板20设置在两个升降单元之间且位于顶板12的下方，所述升降单元与升降板20传动连接，所述平面移动机构21设置在升降板20的下方；

所述打印机构包括材料盘13、送丝管14、加热装置15、第一流管16、导流盒17、第二流管18和打印喷头19，所述材料盘13设置在顶板12的上方，所述加热装置15和导流盒17均固定在升降板20的上方，所述打印喷头19设置在平面移动机构21的下方，所述平面移动机构21与打印喷头19传动连接，所述材料盘13通过送丝管14与加热装置15连通，所述加热装置15通过第一流管16与导流盒17连通，所述导流盒17通过第二流管18与打印喷头19连通；

所述导流盒17内设有导流机构，所述导流机构包括第二驱动电机22、第一连杆23、第二连杆24、活塞25、导流缸26、堵塞机构和两个第三流管27，所述第二驱动电机22与第一连杆23传动连接，所述第一连杆23通过第二连杆24与活塞25的一端铰接，所述活塞25的另一端设置在导流缸26内，所述堵塞机构和两个第三流管27均设置在导流缸26的一侧且远离第二驱动电机22，所述堵塞机构设置在两个第三流管27之间，所述导流缸26通过其中一个第三流管27与第一流管16连通，所述导流缸26通过另一个第三流管27与第二流管18连通；

所述控制器内设有加热机构，所述加热机构包括加热单元36和两个平移单元35，两个所述平移单元35分别设置在加热单元36的两侧，所述平移单元35与加热单元36传动连接。

作为优选，为了带动升降板20上下移动实现逐层打印，所述升降单元包括第一驱动电机8、第一驱动轴9、移动块10和缓冲块11，所述第一驱动电机8固定在底座1上且与第一驱动轴9传动连接，所述第一驱动轴9的外周设有外螺纹，所述移动块10套设在第一驱动轴9上且与升降板20固定连接，所述移动块10内设有内螺纹，所述移动块10内的内螺纹与第一驱动轴9上的外螺纹相匹配，所述缓冲块11设置在第一驱动轴9的顶端且固定在顶板12的下方。

作为优选，为了控制两个第三流管27的流通性，所述堵塞机构包括第三驱动电机28、第三驱动轴29、偏心轮34、框架30和两个堵塞板31，所述第三驱动电机28固定在导流缸26上且通过第三驱动轴29与偏心轮34传动连接，所述偏心轮34设置在框架30内，两个所述堵塞板31分别固定在框架30的上下两侧，所述堵塞板31的数量与第三流管27的数量相等且一一对应。

作为优选，为了固定活塞25的滑动轨迹，所述导流缸26内设有限位机构，所述限位机构包括限位环33和两个限位杆32，两个所述限位杆32分别设置在限位环33的两侧，所述限位环33套设在活塞25上且通过限位杆32与导流缸26的内壁固定连接。

作为优选，为了带动加热单元36移动，实现对打印平台7的各处进行加热，所述平移单元35包括传送带44和两个驱动单元，两个驱动单元中，其中一个驱动单元通过传送带44与另一个驱动单元传动连接，所述驱动单元包括第四驱动电机41、第四驱动轴42和驱动齿轮43，所述第四驱动电机41通过第四驱动轴42与驱动齿轮43传动连接，所述驱动齿轮43设置在传送带44内，所述传送带44的内侧设有若干从动齿45，所述从动齿45均匀分布在传送带44的内侧且与驱动齿轮43传动连接。

作为优选，为了加热打印平台7，所述加热单元36包括隔热盒37和导电铜条38，所述隔热盒37固定在传送带44上，所述导电铜条38设置在隔热盒37内。

作为优选，为了使导电铜条38紧贴打印平台7底部以便提高加热速度，所述隔热盒37内设有隔热板39和若干弹簧40，所述隔热板39固定在导电铜条38的下方且通过弹簧40与隔热盒37内的底部连接，所述弹簧40处于压缩状态。

作为优选，为了方便用户观察控制打印，所述控制器3上设有显示屏4、若干控制按键6和若干USB接口5。

作为优选，为了方便操作，所述控制按键6为轻触按键。

作为优选，为了便于设备的移动，所述底座1的下方设有万向轮2。

该打印精度高的智能型3D打印机在打印第一层时，为了使打印材料紧贴打印平台7，防止翘边等问题，保证以后的打印成功，通过控制器3内部的加热机构对其控制器3上方的打印平台7进行预热，在预热时，通过给导电铜条38进行通电，使导电铜条38发热，在隔热盒37的作用下，导电铜条38将热量传递给上方的打印平台7，使打印平台7上导电铜条38的正上方的温度升高，而后打印机对该部位进行打印，同时，加热机构内部的两个平移单元35中，第四驱动电机41带动驱动齿轮43转动，从动齿45与驱动齿轮43接触使传送带44转动，进而带动加热单元36移动，使加热单元36对打印平台7的其他部位依次进行预热，预热完成后，打印喷头19移动至该部位进行打印。由于在预热过程中，采用了各部位依次加热的方式，因此相比于一次性对整个打印平台7持续进行加热，这种加热方式更能减少电能消耗，实现节能效果。该打印精度高的智能型3D打印机通过平移单元35带动加热单元36移动依次对打印平台7进行预热，减少电能消耗，实现节能效果。

在打印过程中，为了保证打印精度，通过导流盒17内的导流机构精确控制打印喷头19在单位时间内的挤出量，从而使各个层的层高均等。在导流机构中，第二驱动电机22带动第一连杆23转动，通过与第二连杆24铰接，使活塞25在其中心轴线方向上来回移动，同时，堵塞机构中的第三驱动电机28通过第三驱动轴29使偏心轮34转动，通过与框架30接触，使框架30上下移动。当活塞25远离导流缸26的方向移动时，框架30向下移动，使下方的堵塞板31堵住下方的第三流管27，而上方的第三流管27导通，导流缸26吸入加热装置15内熔化的材料，而后活塞25向导流缸26内部移动，框架30向上移动，使上方的堵塞板31堵住上方的第三流管27，而下方的堵塞流管27导通，材料通过第二流管18进入打印喷头19，并从喷头19流出进行打印。如此循环运行，由于每次活塞25的移动距离固定不变，从而保证每次导流缸26内进入和排出的材料量，实现打印喷头19材料挤出量的固定，保证了各打印层的层高，从而提高了打印样品的精度和设备的实用性。该打印精度高的智能型3D打印机通过导流机构保证每次打印喷头19的材料挤出量，从而使各打印层的层高均等，进而提高了打印样品的精度和设备的实用性。

与现有技术相比，该打印精度高的智能型3D打印机通过平移单元35带动加热单元36移动依次对打印平台7进行预热，减少电能消耗，实现节能效果，不仅如此，通过导流机构保证每次打印喷头19的材料挤出量，从而使各打印层的层高均等，进而提高了打印样品的精度和设备的实用性。

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 (4)

1.智能型3D打印机，其特征在于，包括底座(1)、控制器(3)、打印平台(7)、顶板(12)、升降板(20)、平面移动机构(21)、打印机构和两个升降单元，所述控制器(3)固定在底座(1)上，所述打印平台(7)固定在控制器(3)的上方，两个所述升降单元分别设置在打印平台(7)的两侧，所述顶板(12)架设在两个升降单元上，所述升降板(20)设置在两个升降单元之间且位于顶板(12)的下方，所述升降单元与升降板(20)传动连接，所述平面移动机构(21)设置在升降板(20)的下方；

所述打印机构包括材料盘(13)、送丝管(14)、加热装置(15)、第一流管(16)、导流盒(17)、第二流管(18)和打印喷头(19)，所述材料盘(13)设置在顶板(12)的上方，所述加热装置(15)和导流盒(17)均固定在升降板(20)的上方，所述打印喷头(19)设置在平面移动机构(21)的下方，所述平面移动机构(21)与打印喷头(19)传动连接，所述材料盘(13)通过送丝管(14)与加热装置(15)连通，所述加热装置(15)通过第一流管(16)与导流盒(17)连通，所述导流盒(17)通过第二流管(18)与打印喷头(19)连通；

所述导流盒(17)内设有导流机构，所述导流机构包括第二驱动电机(22)、第一连杆(23)、第二连杆(24)、活塞(25)、导流缸(26)、堵塞机构和两个第三流管(27)，所述第二驱动电机(22)与第一连杆(23)传动连接，所述第一连杆(23)通过第二连杆(24)与活塞(25)的一端铰接，所述活塞(25)的另一端设置在导流缸(26)内，所述堵塞机构和两个第三流管(27)均设置在导流缸(26)的一侧且远离第二驱动电机(22)，所述堵塞机构设置在两个第三流管(27)之间，所述导流缸(26)通过其中一个第三流管(27)与第一流管(16)连通，所述导流缸(26)通过另一个第三流管(27)与第二流管(18)连通；

所述控制器内设有加热机构，所述加热机构包括加热单元(36)和两个平移单元(35)，两个所述平移单元(35)分别设置在加热单元(36)的两侧，所述平移单元(35)与加热单元(36)传动连接；

所述堵塞机构包括第三驱动电机(28)、第三驱动轴(29)、偏心轮(34)、框架(30)和两个堵塞板(31)，所述第三驱动电机(28)固定在导流缸(26)上且通过第三驱动轴(29)与偏心轮(34)传动连接，所述偏心轮(34)设置在框架(30)内，两个所述堵塞板(31)分别固定在框架(30)的上下两侧，所述堵塞板(31)的数量与第三流管(27)的数量相等且一一对应；

所述升降单元包括第一驱动电机(8)、第一驱动轴(9)、移动块(10)和缓冲块(11)，所述第一驱动电机(8)固定在底座(1)上且与第一驱动轴(9)传动连接，所述第一驱动轴(9)的外周设有外螺纹，所述移动块(10)套设在第一驱动轴(9)上且与升降板(20)固定连接，所述移动块(10)内设有内螺纹，所述移动块(10)内的内螺纹与第一驱动轴(9)上的外螺纹相匹配，所述缓冲块(11)设置在第一驱动轴(9)的顶端且固定在顶板(12)的下方；

所述导流缸(26)内设有限位机构，所述限位机构包括限位环(33)和两个限位杆(32)，两个所述限位杆(32)分别设置在限位环(33)的两侧，所述限位环(33)套设在活塞(25)上且通过限位杆(32)与导流缸(26)的内壁固定连接。

2.如权利要求1所述的智能型3D打印机，其特征在于，所述控制器(3)上设有显示屏(4)、若干控制按键(6)和若干USB接口(5)。

3.如权利要求2所述的智能型3D打印机，其特征在于，所述控制按键(6)为轻触按键。

4.如权利要求1所述的智能型3D打印机，其特征在于，所述底座(1)的下方设有万向轮(2)。

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