CN110370633A - 一种环形3d打印设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及材料加工技术领域，具体涉及一种环形3D打印设备，包括工作台和打印机构，打印机构包括支撑组件和六组喷头、位移组件、输送组件、加热组件，还包括控制器和旋转机构，旋转机构包括驱动组件和从动组件，所述驱动组件设在工作台远离控制器的顶部一端，所述从动组件设在控制器与驱动组件之间，输送组件、加热组件和六组喷头均与控制器电性连接，本发明的一种环形3D打印设备，进一步提高了3D打印机对于打印空间的利用率，满足了一些曲面物品的打印，从而保证打印出的物品质地更加精良，外观更加精美，同时精确控制了打印材料的比例，提高了其利用率，避免了材料的浪费，进而节约了资源，降低了打印成本。

Description

一种环形3D打印设备

技术领域

本发明涉及材料加工技术领域，具体涉及一种环形3D打印设备。

背景技术

3D打印（3DP）即快速成型技术的一种，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。

3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工（AEC）、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。

当前3D打印设备多为直线型3D打印机，打印方式直来直往，这种打印方式不适合一些曲面物品的打印，同时对于打印空间的利用率较低，会造成打印出的物品精美度较低，质地较差，而且通常打印材料的上料方式多为人工上料，这种上料方式不能精确的控制器打印材料的比例，因而极易造成打印材料的浪费，不仅容易对设备造成污染，同时浪费了资源在，增加了打印成本，降低了收益。

根据现有技术的不足，因而有必要设计一种可提高打印空间利用率，可精确配比打印材料，避免浪费，降低打印成本的环形3D打印设备。

发明内容

本发明的目的在于提供一种环形3D打印设备。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

提供一种环形3D打印设备，包括工作台和打印机构，所述打印机构转动设置在工作台的顶部以打印物品，打印机构包括支撑组件和六组喷头、位移组件、输送组件、加热组件，六组位移组件呈环形分布设置在工作台的顶部，所述支撑组件固定设置于六组位移组件之间，六组输送组件固定设在六组位移组件的顶部，六组加热组件设在六组位移组件远离六组输送组件的一端，六组喷头水平设在六组加热组件远离六组输送组件的一个侧壁上，还包括控制器和旋转机构，所述控制器设在工作台的顶部一端，所述旋转机构设在工作台的顶部另一端以旋转打印机构，旋转机构包括驱动组件和从动组件，所述驱动组件设在工作台远离控制器的顶部一端，所述从动组件设在控制器与驱动组件之间，输送组件、加热组件和六组喷头均与控制器电性连接。

作为3D打印设备的一种优选方案，所述驱动组件包括齿轮和驱动电机，所述驱动电机呈竖直设在工作台顶部远离控制器的一端，并且驱动电机上设有防护罩，所述齿轮套设在驱动电机的输出端上。

作为3D打印设备的一种优选方案，所述从动组件包括环形基座和环形套，所述环形基座固定设在控制器与驱动电机之间，所述环形套套设在环形基座上，并且环形套的外圈上套设有齿条，所述齿条与齿轮啮合连接。

作为3D打印设备的一种优选方案，所述环形套的顶部贴合设置有一个环形板，每组所述位移组件均包括伸缩杆和液压杆，所述伸缩杆呈竖直设在环形板上，并且其内部竖直设有一个电动推杆，所述电动推杆内的输出端竖直向上,所述液压杆通过支撑板水平设在伸缩杆的顶部，所述液压杆的输出端原路伸缩杆的顶端。

作为3D打印设备的一种优选方案，每组所述输送组件均包括材料储藏器和进料管，所述材料储存箱通过支撑架设在液压杆的上方，并且材料储存箱的底部为漏斗结构，所述进料管倾斜设置在材料储存箱与加热组件的顶部之间，并且进料管远离加热组件的一端与材料储存箱连通，进料管上设有一个电动阀门，所述控制器上安装有一个与其电连接的第一开关按钮，所述电动阀门与控制器电连接。

作为3D打印设备的一种优选方案，每组所述加热组件均包括材料放置器和电加热丝，所述材料放置器设在液压杆的输出端上，材料放置器为矩形中空结构，所述电加热丝设在材料放置器的底部，材料放置器的外壁上通过螺栓安装有矩形面板，所述控制器上安装有一个与其电连接的第二开关按钮，所述电加热丝与控制器电连接。

作为3D打印设备的一种优选方案，所述材料放置器的顶部开设有一个进料口，所述进料口与材料储藏器的顶部均设有旋盖，并且材料放置器的外壁上设有刻度值。

作为3D打印设备的一种优选方案，每个所述喷头均位于材料放置器远离液压杆的一个侧壁上，并且每个喷头均与材料放置器连通设置，所述控制器上安装有一个与其电连接的第三开关按钮，所述喷头与控制器电连接。

作为3D打印设备的一种优选方案，所述支撑组件包括圆形支撑台和基轴，所述圆形支撑台设在环形套与环形基座的内部，所述基轴呈竖直设在圆形支撑台的顶部中心。

作为3D打印设备的一种优选方案，所述工作台的底部四角固定设有四个支撑脚。

本发明的有益效果：当进行3D打印时，首先启动控制器并输入加工程序，然后通过人工将打印材料放入材料储藏器内，接着启动第一开关按钮，从而启动控制器并通过控制器启动电动阀门，因而使得材料储藏器内的打印材料由进料管输出，当打印材料从进料管输送至材料放置器的内部后，启动第二开关按钮，从而启动控制器并通过控制器启动电加热丝，对材料进行加热溶成胶装以便打印，矩形面板通过螺栓固定，实现了其可拆卸性，便于电加热丝的更换。

当打印材料进入后，合紧旋盖，刻度值可精确控制打印材料的比例，从而保证打印出的物品质地更加精良，外观更加精美，同时精确控制打印材料，可提高其利用率，避免了材料的浪费，进而节约了资源，降低了打印成本。

接着启动加工程序，再启动每个电动推杆，从而使其输出端下降，并带动每个伸缩杆收缩，同时启动液压杆，从而启动其输出端并向外回缩，然后启动第三开关按钮，进而通过控制器启动六个喷头，再根据程序设计的三维模型将设计好的加工方案依次通过六个喷头逐层打印至基轴上，加工顺序由内到外，由上到下：在打印过程中，启动驱动电机，从而启动其输出端并带动其上的齿轮旋转，防护罩用来保护电机，当齿轮旋转时，由于齿轮与齿条啮合连接，因而带动齿条旋转，又因为齿条设在环形套的外圈上，环形套与环形基座套设连接，从而带动环形套于环形基座上旋转，进而实现六组喷头、位移组件、输送组件和加热组件的相对位置的改变。

圆形支撑台用来支撑需要打印的物品，当3D打印完成时，可将物品从基轴上取下，打印工作结束。

本发明的一种环形3D打印设备，通过设计控制器、旋转机构与打印机构，并通过三者相结合，进一步提高了3D打印机对于打印空间的利用率，满足了一些曲面物品的打印，从而保证打印出的物品质地更加精良，外观更加精美，同时在材料放置器上设计刻度值，使得打印材料的比例可得到精确控制，进一步提高了打印材料的利用率，避免了材料的浪费，进而节约了资源，降低了打印成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的立体结构示意图一。

图2是图1中的A处放大图。

图3是本发明的立体结构示意图二。

图4是图3中的B处放大图。

图5是本发明的支撑组件与从动组件的立体分解示意图。

图6是本发明的喷头、位移组件、输送组件和加热组件的平面结构示意图。

图7是图6中的C处放大图。

图8是图6中沿D-D线处的平面剖视图。

图中：工作台1，支撑组件2，喷头3，位移组件4，输送组件5，加热组件6，控制器7，驱动组件8，从动组件9，齿轮10，驱动电机11，防护罩12，环形基座13，环形套14，齿条15，环形板16，伸缩杆17，液压杆18，电动推杆19，材料储藏器20，进料管21，支撑架22，电动阀门23，第一开关按钮24，材料放置器25，电加热丝26，矩形面板27，第二开关按钮28，进料口29，旋盖30，刻度值31，第三开关按钮32，圆形支撑台33，基轴34，支撑脚35。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本专利的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若出现术语“上”、“下”、“左”、“右”、“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，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“连接”等指示部件之间的连接关系，该术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个部件内部的连通或两个部件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

参照图1至图8的一种环形3D打印设备，包括工作台1和打印机构，所述打印机构转动设置在工作台1的顶部以打印物品，打印机构包括支撑组件2和六组喷头3、位移组件4、输送组件5、加热组件6，六组位移组件4呈环形分布设置在工作台1的顶部，所述支撑组件2固定设置于六组位移组件4之间，六组输送组件5固定设在六组位移组件4的顶部，六组加热组件6设在六组位移组件4远离六组输送组件5的一端，六组喷头3水平设在六组加热组件6远离六组输送组件5的一个侧壁上，还包括控制器7和旋转机构，所述控制器7设在工作台1的顶部一端，所述旋转机构设在工作台1的顶部另一端以旋转打印机构，旋转机构包括驱动组件8和从动组件9，所述驱动组件8设在工作台1远离控制器7的顶部一端，所述从动组件9设在控制器7与驱动组件8之间，输送组件5、加热组件6和六组喷头3均与控制器7电性连接。

所述驱动组件8包括齿轮10和驱动电机11，所述驱动电机11呈竖直设在工作台1顶部远离控制器7的一端，并且驱动电机11上设有防护罩12，所述齿轮10套设在驱动电机11的输出端上，在打印过程中，启动驱动电机11，从而启动其输出端并带动其上的齿轮10旋转，防护罩12用来保护电机。

所述从动组件9包括环形基座13和环形套14，所述环形基座13固定设在控制器7与驱动电机11之间，所述环形套14套设在环形基座13上，并且环形套14的外圈上套设有齿条15，所述齿条15与齿轮10啮合连接，当齿轮10旋转时，由于齿轮10与齿条15啮合连接，因而带动齿条15旋转，又因为齿条15设在环形套14的外圈上，环形套14与环形基座13套设连接，从而带动环形套14于环形基座13上旋转，进而实现六组喷头3、位移组件4、输送组件5和加热组件6的相对位置的改变。

所述环形套14的顶部贴合设置有一个环形板16，每组所述位移组件4均包括伸缩杆17和液压杆18，所述伸缩杆17呈竖直设在环形板16上，并且其内部竖直设有一个电动推杆19，所述电动推杆19内的输出端竖直向上,所述液压杆18通过支撑板水平设在伸缩杆17的顶部，所述液压杆18的输出端原路伸缩杆17的顶端，当环形套14旋转时，启动每个电动推杆19，从而使其输出端下降，并带动每个伸缩杆17收缩，同时启动液压杆18，从而启动其输出端并向外回缩，进而完成物品的打印。

每组所述输送组件5均包括材料储藏器20和进料管21，所述材料储存箱通过支撑架22设在液压杆18的上方，并且材料储存箱的底部为漏斗结构，所述进料管21倾斜设置在材料储存箱与加热组件6的顶部之间，并且进料管21远离加热组件6的一端与材料储存箱连通，进料管21上设有一个电动阀门23，所述控制器7上安装有一个与其电连接的第一开关按钮24，所述电动阀门23与控制器7电连接，当进行3D打印时，首先通过人工将打印材料放入材料储藏器20内，然后启动第一开关按钮24，从而启动控制器7并通过控制器7启动电动阀门23，因而使得材料储藏器20内的打印材料由进料管21输出。

每组所述加热组件6均包括材料放置器25和电加热丝26，所述材料放置器25设在液压杆18的输出端上，材料放置器25为矩形中空结构，所述电加热丝26设在材料放置器25的底部，材料放置器25的外壁上通过螺栓安装有矩形面板27，所述控制器7上安装有一个与其电连接的第二开关按钮28，所述电加热丝26与控制器7电连接，当打印材料从进料管21输送至材料放置器25的内部后，启动第二开关按钮28，从而启动控制器7并通过控制器7启动电加热丝26，对材料进行加热溶成胶装以便打印，然后通过喷头3喷出打印物品，矩形面板27通过螺栓固定，实现了其可拆卸性，便于电加热丝26的更换。

所述材料放置器25的顶部开设有一个进料口29，所述进料口29与材料储藏器20的顶部均设有旋盖30，并且材料放置器25的外壁上设有刻度值31，进料口29可供打印材料进入材料放置器25的内部，当打印材料进入后，合紧旋盖30，刻度值31可精确控制打印材料的比例，从而保证打印出的物品质地更加精良，外观更加精美，同时精确控制打印材料，可提高其利用率，避免了材料的浪费，进而节约了资源，降低了打印成本。

每个所述喷头3均位于材料放置器25远离液压杆18的一个侧壁上，并且每个喷头3均与材料放置器25连通设置，所述控制器7上安装有一个与其电连接的第三开关按钮32，所述喷头3与控制器7电连接，当进行3D打印时，启动第三开关按钮32，从而启动控制器7并通过控制器7启动喷头3，进而利用喷头3逐层打印物品。

所述支撑组件2包括圆形支撑台33和基轴34，所述圆形支撑台33设在环形套14与环形基座13的内部，所述基轴34呈竖直设在圆形支撑台33的顶部中心，当进行3D打印时，根据程序设计的三维模型将设计好的加工方案依次通过留个喷头3逐层打印至基轴34上，加工顺序由内到外，由上到下，圆形支撑台33用来支撑需要打印的物品，当3D打印完成时，可将物品从基轴34上取下，打印工作结束。

所述工作台1的底部四角固定设有四个支撑脚35，四个支撑脚35起支撑设备的作用。

本发明的工作原理：当进行3D打印时，首先启动控制器7并输入加工程序，然后通过人工将打印材料放入材料储藏器20内，接着启动第一开关按钮24，从而启动控制器7并通过控制器7启动电动阀门23，因而使得材料储藏器20内的打印材料由进料管21输出，当打印材料从进料管21输送至材料放置器25的内部后，启动第二开关按钮28，从而启动控制器7并通过控制器7启动电加热丝26，对材料进行加热溶成胶装以便打印，矩形面板27通过螺栓固定，实现了其可拆卸性，便于电加热丝26的更换。

当打印材料进入后，合紧旋盖30，刻度值31可精确控制打印材料的比例，从而保证打印出的物品质地更加精良，外观更加精美，同时精确控制打印材料，可提高其利用率，避免了材料的浪费，进而节约了资源，降低了打印成本。

接着启动加工程序，再启动每个电动推杆19，从而使其输出端下降，并带动每个伸缩杆17收缩，同时启动液压杆18，从而启动其输出端并向外回缩，然后启动第三开关按钮32，进而通过控制器7启动六个喷头3，再根据程序设计的三维模型将设计好的加工方案依次通过六个喷头3逐层打印至基轴34上，加工顺序由内到外，由上到下：在打印过程中，启动驱动电机11，从而启动其输出端并带动其上的齿轮10旋转，防护罩12用来保护电机，当齿轮10旋转时，由于齿轮10与齿条15啮合连接，因而带动齿条15旋转，又因为齿条15设在环形套14的外圈上，环形套14与环形基座13套设连接，从而带动环形套14于环形基座13上旋转，进而实现六组喷头3、位移组件4、输送组件5和加热组件6的相对位置的改变。

圆形支撑台33用来支撑需要打印的物品，当3D打印完成时，可将物品从基轴34上取下，打印工作结束。

需要声明的是，上述具体实施方式仅仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员应该明白，还可以对本发明做各种修改、等同替换、变化等等。但是，这些变换只要未背离本发明的精神，都应在本发明的保护范围之内。另外，本申请说明书和权利要求书所使用的一些术语并不是限制，仅仅是为了便于描述。

Claims (10)

1.一种环形3D打印设备，包括工作台（1）和打印机构，所述打印机构转动设置在工作台（1）的顶部以打印物品，打印机构包括支撑组件（2）和六组喷头（3）、位移组件（4）、输送组件（5）、加热组件（6），六组位移组件（4）呈环形分布设置在工作台（1）的顶部，所述支撑组件（2）固定设置于六组位移组件（4）之间，六组输送组件（5）固定设在六组位移组件（4）的顶部，六组加热组件（6）设在六组位移组件（4）远离六组输送组件（5）的一端，六组喷头（3）水平设在六组加热组件（6）远离六组输送组件（5）的一个侧壁上，其特征在于：还包括控制器（7）和旋转机构，所述控制器（7）设在工作台（1）的顶部一端，所述旋转机构设在工作台（1）的顶部另一端以旋转打印机构，旋转机构包括驱动组件（8）和从动组件（9），所述驱动组件（8）设在工作台（1）远离控制器（7）的顶部一端，所述从动组件（9）设在控制器（7）与驱动组件（8）之间，输送组件（5）、加热组件（6）和六组喷头（3）均与控制器（7）电性连接。

2.根据权利要求1所述的一种环形3D打印设备其特征在于：所述驱动组件（8）包括齿轮（10）和驱动电机（11），所述驱动电机（11）呈竖直设在工作台（1）顶部远离控制器（7）的一端，并且驱动电机（11）上设有防护罩（12），所述齿轮（10）套设在驱动电机（11）的输出端上。

3.根据权利要求2所述的一种环形3D打印设备，其特征在于：所述从动组件（9）包括环形基座（13）和环形套（14），所述环形基座（13）固定设在控制器（7）与驱动电机（11）之间，所述环形套（14）套设在环形基座（13）上，并且环形套（14）的外圈上套设有齿条（15），所述齿条（15）与齿轮（10）啮合连接。

4.根据权利要求3所述的一种环形3D打印设备，其特征在于：所述环形套（14）的顶部贴合设置有一个环形板（16），每组所述位移组件（4）均包括伸缩杆（17）和液压杆（18），所述伸缩杆（17）呈竖直设在环形板（16）上，并且其内部竖直设有一个电动推杆（19），所述电动推杆（19）内的输出端竖直向上,所述液压杆（18）通过支撑板水平设在伸缩杆（17）的顶部，所述液压杆（18）的输出端原路伸缩杆（17）的顶端。

5.根据权利要求4所述的一种环形3D打印设备，其特征在于：每组所述输送组件（5）均包括材料储藏器（20）和进料管（21），所述材料储存箱通过支撑架（22）设在液压杆（18）的上方，并且材料储存箱的底部为漏斗结构，所述进料管（21）倾斜设置在材料储存箱与加热组件（6）的顶部之间，并且进料管（21）远离加热组件（6）的一端与材料储存箱连通，进料管（21）上设有一个电动阀门（23），所述控制器（7）上安装有一个与其电连接的第一开关按钮（24），所述电动阀门（23）与控制器（7）电连接。

6.根据权利要求4所述的一种环形3D打印设备，其特征在于：每组所述加热组件（6）均包括材料放置器（25）和电加热丝（26），所述材料放置器（25）设在液压杆（18）的输出端上，材料放置器（25）为矩形中空结构，所述电加热丝（26）设在材料放置器（25）的底部，材料放置器（25）的外壁上通过螺栓安装有矩形面板（27），所述控制器（7）上安装有一个与其电连接的第二开关按钮（28），所述电加热丝（26）与控制器（7）电连接。

7.根据权利要求6所述的一种环形3D打印设备，其特征在于：所述材料放置器（25）的顶部开设有一个进料口（29），所述进料口（29）与材料储藏器（20）的顶部均设有旋盖（30），并且材料放置器（25）的外壁上设有刻度值（31）。

8.根据权利要求6所述的一种环形3D打印设备，其特征在于：每个所述喷头（3）均位于材料放置器（25）远离液压杆（18）的一个侧壁上，并且每个喷头（3）均与材料放置器（25）连通设置，所述控制器（7）上安装有一个与其电连接的第三开关按钮（32），所述喷头（3）与控制器（7）电连接。

9.根据权利要求3所述的一种环形3D打印设备，其特征在于：所述支撑组件（2）包括圆形支撑台（33）和基轴（34），所述圆形支撑台（33）设在环形套（14）与环形基座（13）的内部，所述基轴（34）呈竖直设在圆形支撑台（33）的顶部中心。

10.根据权利要求1所述的一种环形3D打印设备，其特征在于：所述工作台（1）的底部四角固定设有四个支撑脚（35）。