CN111231314A - 一种多工位3d打印机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种多工位3D打印机。包括顶部安装有台面的箱体，在台面的中部设有窗口；在箱体内安装有打印平台装置，在台面上安装有驱动装置以及打印装置；打印平台装置包括与箱体固定的安装底板，在安装底板上安装有三个打印平台组件；打印平台组件包括位于上方的支撑顶板和位于下方的第一导向块、第二导向块，在两者的导向孔内设有上端与支撑顶板固定的导杆；在支撑顶板的底部中心安装有升降电机，在两个导向块之间安装有升降导块；还包括带有丝母的丝杠，其上端与升降电机的输出轴下端对接连接，丝母与升降导块固定连接；在支撑顶板上安装有打印托板，在支撑顶板与打印托板之间设有多个缓冲组件。本发明具有优化的驱动方式、生产效率高。

Description

一种多工位3D打印机

技术领域

本发明属于3D打印设备技术领域，尤其涉及一种多工位3D打印机。

背景技术

3D打印是快速成型技术的一种，又称为增材制造，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。

随着3D打印设备技术的长足发展，市场上出现了多种结构形式的3D打印机设备。3D打印设备一般包括机架、打印喷头和打印喷头的驱动装置，在驱动装置的驱动作用下，打印喷头将打印常用材料如尼龙玻纤、耐用性尼龙材料、石膏材料、铝材料、钛合金、不锈钢、镀银、镀金、橡胶类材料层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物，因为分层加工的过程与喷墨打印十分相似。这项打印技术称为3D立体打印技术。

现有技术中的3D打印机通常采用“打印平台不动、打印头升降移动”的结构形式来完成上述逐层打印的动作，这就要求为打印喷头设置X轴驱动和Y轴驱动机构的同时，还需要配置升降驱动装置，这导致打印喷头的动作控制装置结构过于复杂，不利于提升对模型的打印精度控制。另一方面，现有的3D打印机通常只具有单工位打印的工作方式，也就是对当前模型打印完成后停机、将完成的模型取下来并清理打印平台之后才能进行下一次打印程序，这导致3D打印机的打印加工效率较低，难以满足模型产品批量打印生产的要求。

发明内容

本发明为解决公知技术中存在的技术问题而提供一种具有优化的驱动方式、生产效率高的多工位3D打印机。

本发明为解决公知技术中存在的技术问题所采取的技术方案是：一种多工位3D打印机包括顶部安装固定有台面的箱体，在台面的中部设有窗口；在箱体内、窗口的下方安装有打印平台装置，在台面上安装有驱动装置以及打印装置；打印平台装置包括与箱体固定的安装底板，在安装底板上并列安装有左中右三个打印平台组件；打印平台组件包括位于上方的支撑顶板和位于下方的第一导向块、第二导向块，在第一导向块的导向孔内设有上端与支撑顶板固定的第一导杆、在第二导向块的导向孔内设有上端与支撑顶板固定的第二导杆；在支撑顶板的底部中心安装有升降电机，在第一导向块与第二导向块之间安装有升降导块；还包括带有丝母的丝杠，其上端与升降电机的输出轴下端对接连接，丝母与升降导块固定连接；在支撑顶板上安装有打印托板，在支撑顶板与打印托板之间设有多个缓冲组件；驱动装置包括安装在窗口左侧的左侧第一基座和左侧第二基座以及安装在窗口右侧的右侧第一基座和右侧第二基座；在左侧第一基座与左侧第二基座之间安装有左侧导杆，在右侧第一基座与右侧第二基座之间安装有右侧导杆；打印装置包括安装在左侧导杆上的左侧基座和安装在右侧导杆上的右侧基座，在两者之间安装有上下两根中间导杆，在中间导杆上安装有打印头基座，在打印头基座上安装有打印头组件；还包括驱动打印装置沿左侧导杆和右侧导杆平移的X向驱动组件以及驱动打印头基座沿中间导杆平移的Y向驱动组件。

本发明的优点和积极效果是：本发明提供了一种结构设计合理的多工位3D打印机，与现有的3D打印机设备相比，本发明中通过设置带有窗口的台面并在窗口的下方设置左中右三个打印平台装置，令整机具备三个独立的工位，打印装置可以顺次在三个工位上进行模型的打印加工，因此与现有的3D打印机设备相比提升了模型产品加工的效率。通过在台面上安装打印装置以及驱动打印装置进行X方向和Y方向移动的驱动装置，同时设置各打印平台装置能够在竖直方向上进行高度调节，因此与现有的3D打印机设备相比，本发明中不再将横向、纵向和升降驱动机构都配置在打印装置上，而是只将横向和纵向的驱动机构配置给打印装置、将升降驱动机构配置给打印平台装置，因此简化了打印装置的动作控制装置结构的复杂性，令整机的工作可靠性更高、打印装置的位置控制精度更高，有利于提升产品的成型效果。

优选地：X向驱动组件包括安装在左侧第一基座上的左外侧第一皮带轮、安装在左侧第二基座上的左外侧第二皮带轮、安装在右侧第一基座上的右外侧第一皮带轮和安装在右侧第二基座上的右外侧第二皮带轮；在左外侧第一皮带轮与左外侧第二皮带轮之间设有左外侧皮带，在右外侧第一皮带轮与右外侧第二皮带轮之间设有右外侧皮带，左侧基座与左外侧皮带固定，右侧基座与右外侧皮带固定；还包括驱动左外侧第一皮带轮和右外侧第一皮带轮同步转动的第一驱动机构。

优选地：第一驱动机构包括安装在左外侧第一皮带轮与右外侧第一皮带轮之间的上联动轴以及驱动上联动轴转动的X向驱动电机。

优选地：Y向驱动组件包括安装在右侧第一基座上的右内侧第一皮带轮、安装在右侧第二基座上的右内侧第二皮带轮、安装在右侧基座内侧的两个导向轮以及安装在左侧基座内侧的导向轮，在右内侧第一皮带轮与右内侧第二皮带轮之间还设有联动皮带，联动皮带的中部绕过右侧基座内侧的导向轮和左侧基座内侧的导向轮，打印头基座与联动皮带固定；还包括驱动联动皮带的Y向驱动电机。

优选地：打印头组件包括与打印头基座固定的预热基座，在预热基座上安装有散热风扇，在预热基座的下方还安装有加热基座，在加热基座的底部安装有第一料嘴和第二料嘴；在预热基座和加热基座内均设有令打印丝通过的两组通道。

优选地：在台面的下方还安装有清洁装置；清洁装置包括安装在窗口左侧的底部第一左侧基座和底部第二左侧基座以及安装在窗口右侧的底部第一右侧基座和底部第二右侧基座，在底部第一左侧基座与底部第二左侧基座之间安装有底部左导杆，在底部第一右侧基座与底部第二右侧基座之间安装有底部右导杆；在底部左导杆上安装有左侧轴座，在底部右导杆上安装有右侧轴座，在左侧轴座与右侧轴座之间安装有清洁轴辊；还包括驱动左侧轴座、右侧轴座与清洁轴辊构成的组合体平移移动的平移驱动组件。

优选地：平移驱动组件包括安装在底部第一左侧基座和底部第二左侧基座上的皮带轮且在这两个皮带轮之间设有底部左皮带以及安装在底部第一右侧基座和底部第二右侧基座上的皮带轮且在这两个皮带轮之间设有底部右皮带，左侧轴座与底部左皮带固定，右侧轴座与底部右皮带固定；还包括驱动底部第一左侧基座和底部第一右侧基座上的两个皮带轮同步转动的第二驱动机构。

优选地：第二驱动机构包括位于底部第一左侧基座和底部第一右侧基座上的两个皮带轮之间的下联动轴以及驱动下联动轴的清洁驱动电机。

优选地：在安装底板上设有左中右三个透窗，三个打印平台组件各自的第一导向块、第二导向块和升降导块分位于三个透窗内；每个打印平台组件的第一导向块、第二导向块和升降导块采用连接螺杆和锁母连接成为一个整体。

优选地：在安装底板上还安装有四个隔板，三个打印平台组件分位于四个隔板分隔得到的三个空间内。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的结构示意图，去掉底部的支撑板；

图3是本发明的主体部分的结构示意图；

图4是图3中驱动装置、打印装置及清洁装置的结构示意图；

图5是图3中驱动装置及打印装置的结构示意图；

图6是图5中打印装置的结构示意图；

图7是图4中清洁装置的结构示意图；

图8是图5中打印头组件的结构示意图；

图9是图3中支撑平台装置的结构示意图；

图10是图9中支撑平台组件的结构示意图。

图中：

1、控制器；

2、箱体；

3、支撑腿板；

4、打印平台装置；

4-1、安装底板；4-2、打印平台组件；4-2-1、支撑顶板；4-2-2、打印托板；4-2-3、缓冲组件；4-2-4、升降电机；4-2-5、第一导杆；4-2-6、丝杠；4-2-7、第一导向块；4-2-8、连接螺杆；4-2-9、第二导杆；4-2-10、第二导向块；4-2-11、升降导块；

5、台面；

6、驱动装置；

6-1、右侧第二基座；6-2、右内侧第二皮带轮；6-3、联动皮带；6-4、右侧导杆；6-5、传感器座；6-6、右内侧第一皮带轮；6-7、Y向驱动电机；6-8、右侧第一基座；6-9、上联动轴；6-10、X向驱动电机；6-11、左侧第一基座；6-12、左外侧第一皮带轮；6-13、左外侧皮带；6-14、左侧导杆；6-15、左侧第二基座；6-16、左外侧第二皮带轮；6-17、右外侧第一皮带轮；6-18、右外侧皮带；6-19、右外侧第二皮带轮；

7、打印装置；

7-1、定位板；7-2、右侧基座；7-3、中间导杆；7-4、打印头组件；7-4-1、第一导丝管；7-4-2、第二导丝管；7-4-3、预热基座；7-4-4、散热风扇；7-4-5、加热基座；7-4-6、第二料嘴；7-4-7、第一料嘴；7-5、打印头基座；7-6、左侧基座；

8、清洁装置；

8-1、清洁轴辊；8-2、底部右导杆；8-3、底部右皮带；8-4、右侧轴座；8-5、清洁驱动电机；8-6、底部第一右侧基座；8-7、底部第一左侧基座；8-8、左侧轴座；8-9、底部左皮带；8-10、底部左导杆；8-11、底部第二左侧基座；8-12、皮带轮；8-13、底部第二右侧基座。

具体实施方式

为能进一步了解本发明的发明内容、特点及功效，兹举以下实施例详细说明。

请参见图1、图2和图3，本发明的多工位3D打印机包括顶部安装固定有台面5的箱体2，在台面5的中部设有窗口；在箱体2内、窗口的下方安装有打印平台装置4，在台面5上安装有驱动装置6以及打印装置7。

其中，箱体2作为整机的支撑，采用厚金属板(含前侧板、后侧板、左侧板和右侧板，不含底板，也就是底部敞口)焊接搭建构成，台面5采用厚金属板制成，窗口通过激光切割机切割得到，如图1和图2中所示，箱体2的顶部边缘与台面5的上表面平齐。为了令整机更加稳定，同时将整机提升一定高度，如图1中所示，在箱体2的前部两侧位置以及后部两侧位置各设有支撑腿板3，四个支撑腿板3将整个箱体2支撑起来，扩大了箱体2底部的支撑宽度，因而提升了稳定性，各支撑腿板3的顶部边缘与箱体2的前侧板、后侧板之间焊接固定。

打印平台装置4作为承托打印模型的平台，打印装置7直接在打印平台装置4上进行打印，驱动装置6驱动打印装置7平移移动。

请参见图9和图10，可以看出：打印平台装置4包括与箱体2固定的安装底板4-1，在安装底板4-1上并列安装有左中右三个打印平台组件4-2，安装底板4-1作为三个打印平台组件4-2的支撑板，安装底板4-1的外轮廓与箱体2的内腔截面轮廓一致，其四周边缘与构成箱体2的前后左右四个侧板焊接固定。三个打印平台组件4-2构成打印装置7打印加工的三个并列的工位，打印装置7完成一个平台上的产品打印之后再移动到下一平台上进行打印，上一个平台上的成型产品就能够取下来，这样就节省了移开打印装置7-取下成型产品-复位打印装置7这个过程中浪费的时间，提升了整机的生产效率。

打印平台组件4-2包括位于上方的支撑顶板4-2-1和位于下方的第一导向块4-2-7、第二导向块4-2-10，在第一导向块4-2-7的导向孔内设有上端与支撑顶板4-2-1固定的第一导杆4-2-5、在第二导向块4-2-10的导向孔内设有上端与支撑顶板4-2-1固定的第二导杆4-2-9。如图10中所示，在支撑顶板4-2-1的底部安装固定(焊接安装)有两个固定块，固定块分割成前后两个部分(形成前后两个夹板)，第一导杆4-2-5和第二导杆4-2-9两者的上端分别夹持在两个固定块的前后夹板之间并采用螺栓进行紧固。

在支撑顶板4-2-1的底部中心安装有升降电机4-2-4(升降电机4-2-4的电机壳与支撑顶板4-2-1固定连接)，在第一导向块4-2-7与第二导向块4-2-10之间安装有升降导块4-2-11。还包括带有丝母的丝杠4-2-6，其上端与升降电机4-2-4的输出轴下端对接连接(采用联轴器对接连接)，丝母与升降导块4-2-11固定连接。这样，当升降电机4-2-4驱动丝杠4-2-6转动时，支撑顶板4-2-1及其附属组件(包括升降电机4-2-4)作升降移动，第一导杆4-2-5、第二导杆4-2-9两者分别沿着第一导向块4-2-7和第二导向块4-2-10作升降移动，导杆与导向块之间的配合令支撑顶板4-2-1及其附属组件的升降移动更加平稳。

本实施例中，如图9中所示，在安装底板4-1上设有左中右三个透窗，三个打印平台组件4-2各自的第一导向块4-2-7、第二导向块4-2-10和升降导块4-2-11分位于三个透窗内；具体地，如图10中所示，每个打印平台组件4-2的第一导向块4-2-7、第二导向块4-2-10和升降导块4-2-11采用连接螺杆4-2-8和锁母连接成为一个整体。在第一导向块4-2-7、第二导向块4-2-10和升降导块4-2-11上均设有横向贯通的连接孔，上述连接螺杆4-2-8插装在相应的连接孔内，在连接螺杆4-2-8上、第一导向块4-2-7和第二导向块4-2-10和升降导块4-2-11三者的两侧各设有锁母进行锁紧固定，因此连接螺杆4-2-8、第一导向块4-2-7、第二导向块4-2-10和升降导块4-2-11形成了一个整体。

每个打印平台组件4-2的第一导向块4-2-7和第二导向块4-2-10均采用螺栓与安装底板4-1固定连接，如图10中所示，在升降导块4-2-11的中部设有透孔，丝杠4-2-6的下端从透孔中穿过，丝母位于升降导块4-2-11的下方并采用多个螺钉与升降导块4-2-11固定连接。

在支撑顶板4-2-1上安装有打印托板4-2-2，打印托板4-2-2作为模型产品的支撑基板，打印装置7直接在打印托板4-2-2上进行产品的打印成型，在支撑顶板4-2-1与打印托板4-2-2之间设有多个缓冲组件4-2-3，各缓冲组件4-2-3用于为打印托板4-2-2提供一定的缓冲作用，在实际运行过程中，由于打印平台装置4的高度是可控升降的，打印装置7位于其上方(也就是位于打印托板4-2-2的上方)，在打印时打印装置7的打印头组件7-4与打印托板4-2-2之间距离很近，在一些极端情况下如控制器失控等情况，打印平台装置4可能产生过量的升降位移，进而导致与打印装置7碰触，若打印平台装置4为完全刚性结构，则有可能将脆弱且昂贵的打印装置7撞坏，因此通过在支撑顶板4-2-1与打印托板4-2-2之间设置缓冲组件4-2-3，能够在发生上述极端情况时，对打印装置7产生一定的保护作用。在非上述极端情况时也就是处于正常打印状况时，由于打印平台装置4所承托的产品重量较小，上述缓冲组件4-2-3足够支撑打印托板4-2-2处于稳定状态，因而不会对打印的精度产生影响。

本实施例中，如图10中所示，缓冲组件4-2-3设置为四个，分位于支撑顶板4-2-1和打印托板4-2-2两者的四角位置，在结构上缓冲组件4-2-3包括上端与打印托板4-2-2的下表面固定连接的缓冲导杆，在缓冲导杆的外部套设有弹簧，在支撑顶板4-2-1的相应位置开设导孔并在底部安装缓冲导套，缓冲导杆位于相应的缓冲导套内。

本实施例中，请参见图3，在安装底板4-1上还安装有四个隔板，三个打印平台组件4-2分位于四个隔板分隔得到的三个空间内，每个隔板的底部边缘均与安装底板4-1的上表面焊接固定，隔板竖直设置，顶部边缘与台面5的上表面平齐。上述四个隔板为三个打印平台组件4-2提供了相互隔离，令每个打印平台组件4-2在各自的隔离空间内升降移动，同时各隔板也可以看做是打印平台组件4-2作升降移动时分位于两侧的限位板，打印平台组件4-2作升降移动时打印托板4-2-2的两侧边缘分别与两侧的隔板的表面相抵并接触滑行移动，进一步提升了打印托板4-2-2升降移动时的稳定性和位置精度，有利于提升产品的打印精度。

请参见图4、图5和图6，驱动装置6包括安装在窗口左侧的左侧第一基座6-11和左侧第二基座6-15以及安装在窗口右侧的右侧第一基座6-8和右侧第二基座6-1；在左侧第一基座6-11与左侧第二基座6-15之间安装有左侧导杆6-14，在右侧第一基座6-8与右侧第二基座6-1之间安装有右侧导杆6-4。上述左侧第一基座6-11、左侧第二基座6-15、右侧第一基座6-8和右侧第二基座6-1四者均采用螺栓与台面5进行固定。

打印装置7包括安装在左侧导杆6-14上的左侧基座7-6和安装在右侧导杆6-4上的右侧基座7-2，在两者之间安装有上下两根中间导杆7-3，在中间导杆7-3上安装有打印头基座7-5，在打印头基座7-5上安装有打印头组件7-4。还包括驱动打印装置7沿左侧导杆6-14和右侧导杆6-4平移的X向驱动组件以及驱动打印头基座7-5沿中间导杆7-3平移的Y向驱动组件。在上述X向驱动组件和Y向驱动组件的驱动作用下，打印头组件7-4具备了沿左侧导杆6-14和右侧导杆6-4横移移动的能力以及沿中间导杆7-3纵向移动的能力。

打印头基座7-5用于打印头组件7-4的安装，考虑到打印头组件7-4的安装高度需要根据生产需要进行一定范围内的调整，因此在打印头基座7-5上应该设有多个安装位置，将打印头组件7-4以可拆卸连接的方式与打印头基座7-5的其中一个安装位置进行固定连接，典型的样式为：在打印头基座7-5上设置条形孔，将打印头组件7-4采用可拆卸的螺栓与打印头基座7-5进行固定连接，这样通过松开或旋紧上述螺栓，就能够实现打印头组件7-4整体高度的调节。

请参见图4和图5，可以看出：X向驱动组件包括安装在左侧第一基座6-11上的左外侧第一皮带轮6-12、安装在左侧第二基座6-15上的左外侧第二皮带轮6-16、安装在右侧第一基座6-8上的右外侧第一皮带轮6-17和安装在右侧第二基座6-1上的右外侧第二皮带轮6-19；在左外侧第一皮带轮6-12与左外侧第二皮带轮6-16之间设有左外侧皮带6-13，在右外侧第一皮带轮6-17与右外侧第二皮带轮6-19之间设有右外侧皮带6-18，左侧基座7-6与左外侧皮带6-13固定，右侧基座7-2与右外侧皮带6-18固定。还包括驱动左外侧第一皮带轮6-12和右外侧第一皮带轮6-17同步转动的第一驱动机构，在第一驱动机构的驱动作用下，左外侧第一皮带轮6-12和右外侧第一皮带轮6-17两者同步转动，因而左外侧第二皮带轮6-16和右外侧第二皮带轮6-19两者同步转动，左外侧皮带6-13和右外侧皮带6-18两者同步移动，因而左侧基座7-6和右侧基座7-2两者同步移动，因而打印装置7作为一个整体作稳定的横向移动。

进一步地，第一驱动机构包括安装在左外侧第一皮带轮6-12与右外侧第一皮带轮6-17之间的上联动轴6-9以及驱动上联动轴6-9转动的X向驱动电机6-10。上联动轴6-9与X向驱动电机6-10两者之间的传动方式可以多样化，比如：(1)在上联动轴6-9上以及X向驱动电机6-10的电机轴上均设置锥齿轮，两个锥齿轮构成锥齿轮组进行传动；(2)令X向驱动电机6-10的电机轴贯穿其机壳，令上联动轴6-9的一端与右外侧第一皮带轮6-17的轮轴内端对接连接、另一端与X向驱动电机6-10的电机轴内端对接连接、X向驱动电机6-10的电机轴外端与左外侧第一皮带轮6-12的轮轴内端对接连接。

请参见图4和图6，可以看出：Y向驱动组件包括安装在右侧第一基座6-8上的右内侧第一皮带轮6-6、安装在右侧第二基座6-1上的右内侧第二皮带轮6-2、安装在右侧基座7-2内侧的两个导向轮以及安装在左侧基座7-6内侧的导向轮，在右内侧第一皮带轮6-6与右内侧第二皮带轮6-2之间还设有联动皮带6-3，联动皮带6-3的中部绕过右侧基座7-2内侧的导向轮和左侧基座7-6内侧的导向轮，打印头基座7-5与联动皮带6-3固定。还包括驱动联动皮带6-3的Y向驱动电机6-7，在Y向驱动电机6-7的驱动作用下，联动皮带6-3在设定的路径上移动，则打印头基座7-5在联动皮带6-3的牵拉作用下沿着中间导杆7-3进行纵向移动。

图6中给出了联动皮带6-3的具体连接方式，可以看出：联动皮带6-3的整体形状为T字形，联动皮带6-3的一端与打印头基座7-5固定，之后先绕过左侧基座7-6内侧的导向轮、再绕过右侧基座7-2内侧的其中一个导向轮、之后绕过右内侧第一皮带轮6-6、之后绕过右内侧第二皮带轮6-2、之后绕过右侧基座7-2内侧的另一个导向轮，之后端部再次固定到打印头基座7-5上。

Y向驱动电机6-7可以直接驱动右内侧第一皮带轮6-6或者右内侧第二皮带轮6-2转动，实现对联动皮带6-3的驱动移动。

请参见图8，打印头组件7-4包括与打印头基座7-5固定的预热基座7-4-3，在预热基座7-4-3上安装有散热风扇7-4-4，在预热基座7-4-3的下方还安装有加热基座7-4-5，在加热基座7-4-5的底部安装有第一料嘴7-4-7和第二料嘴7-4-6。在预热基座7-4-3和加热基座7-4-5内均设有令打印丝通过的两组通道，进一步地，如图8中所示，在预热基座7-4-3的两组通道的上端插接连接有第一导丝管7-4-1和第二导丝管7-4-2，使用时，打印丝从上述第一导丝管7-4-1和第二导丝管7-4-2穿入，经过预热基座7-4-3的预热升温，经过加热基座7-4-5时进一步受热熔化，最终从第一料嘴7-4-7和第二料嘴7-4-6中排出。

如前文所述，预热基座7-4-3采用螺栓与打印头基座7-5可拆卸地固定连接，因而能够进行高度的调节。散热风扇7-4-4用于对预热基座7-4-3进行风冷冷却，避免其温度过高而导致打印丝在其内部的通道中即开始熔化，打印丝应该在加热基座7-4-5的通道内开始熔化，这样在通过第一导丝管7-4-1和第二导丝管7-4-2持续向本打印头组件7-4供应打印丝时，上方未熔化的打印丝对下方熔化的打印丝起到一定的挤出作用，在外界设施如送丝器的稳定输送作用下，料嘴将熔化的打印丝吐出来。

设置两个料嘴的作用是实现一用一备，由于料嘴在打印加工过程中容易发生堵塞，影响打印生产的过程，因此通过设置两个料嘴能够有效减少因为料嘴堵塞导致的停机时长，当前的料嘴堵塞后，当前打印的模型产品废掉，切换另一个料嘴后移动至下一个工位进行打印生产，在合适的时候停机对堵塞的料嘴进行清理。

现有技术中已经有多款打印头组件7-4可供选用，可以通过购买获得，获得的打印头组件7-4可以直接向本3D打印机的打印头基座7-5上进行安装，因此对打印头组件7-4的选取需要结合产品的打印需求，对打印头组件7-4的其它结构在本专利中不再赘述。

考虑到在完成产品的打印成型之后，将产品从打印平台组件4-2的打印托板4-2-2上取下时，在打印托板4-2-2的表面可能残留一些打印过程中生成的残渣，在继续进行产品的打印生产前需要去除上述残渣以保证打印托板4-2-2的表面尽量洁净，因此为了令本3D打印机具备上述自清洁功能，本实施例中在台面5的下方还安装有清洁装置8，请参见图1至图3。

请参见图7，可以看出：清洁装置8包括安装在窗口左侧的底部第一左侧基座8-7和底部第二左侧基座8-11以及安装在窗口右侧的底部第一右侧基座8-6和底部第二右侧基座8-13，在底部第一左侧基座8-7与底部第二左侧基座8-11之间安装有底部左导杆8-10，在底部第一右侧基座8-6与底部第二右侧基座8-13之间安装有底部右导杆8-2。上述底部第一左侧基座8-7、底部第二左侧基座8-11、底部第一右侧基座8-6和底部第二右侧基座8-13均采用螺栓与台面5进行固定。

在底部左导杆8-10上安装有左侧轴座8-8，在底部右导杆8-2上安装有右侧轴座8-4，在左侧轴座8-8与右侧轴座8-4之间安装有清洁轴辊8-1；还包括驱动左侧轴座8-8、右侧轴座8-4与清洁轴辊8-1构成的组合体平移移动的平移驱动组件。在平移驱动组件的驱动作用下，左侧轴座8-8和右侧轴座8-4两者载动清洁轴辊8-1横向平移，清洁轴辊8-1从三个打印平台组件4-2的打印托板4-2-2的表面滚过，对打印托板4-2-2的表面进行清洁。

具体地，在左侧轴座8-8和右侧轴座8-4上均安装有轴座，清洁轴辊8-1的辊轴两端分别安装在这两个轴座上，这样清洁轴辊8-1能够灵活转动。清洁方法选取为粘接清洁法，也就是令清洁轴辊8-1表面具有粘性，具体地，可以在清洁轴辊8-1的辊体上设置清洁胶材质的粘性外层，清洁胶当前已经广泛应用于清洁产品中。当清洁轴辊8-1滚过打印托板4-2-2的表面时，能够将打印托板4-2-2上的颗粒杂质粘下来。在多次清洁后，清洁轴辊8-1的粘性降低导致清洁能力减弱，此时将清洁轴辊8-1从左侧轴座8-8和右侧轴座8-4上拆卸下来并对表面的粘性外层进行更换，将更换粘性外层后的清洁轴辊8-1重新安装到左侧轴座8-8和右侧轴座8-4上，则清洁装置8恢复清洁能力。

请参见图7，可以看出：平移驱动组件包括安装在底部第一左侧基座8-7和底部第二左侧基座8-11上的皮带轮8-12且在这两个皮带轮8-12之间设有底部左皮带8-9以及安装在底部第一右侧基座8-6和底部第二右侧基座8-13上的皮带轮8-12且在这两个皮带轮8-12之间设有底部右皮带8-3，左侧轴座8-8与底部左皮带8-9固定，右侧轴座8-4与底部右皮带8-3固定。还包括驱动底部第一左侧基座8-7和底部第一右侧基座8-6上的两个皮带轮8-12同步转动的第二驱动机构。在第二驱动机构的驱动作用下，底部第一左侧基座8-7和底部第一右侧基座8-6上的两个皮带轮8-12两者同步转动，因而底部左皮带8-9和底部右皮带8-3两者同步移动，因而左侧轴座8-8和右侧轴座8-4两者同步移动，因而清洁装置8作为一个整体作稳定的横向移动，产生清洁作用。

当清洁装置8无法提供彻底的清洁作用时(通常对应着打印料粘在打印托板4-2-2上的情况)，此时需要人工配合实现对打印托板4-2-2的表面清洁。

本实施例中，第二驱动机构包括位于底部第一左侧基座8-7和底部第一右侧基座8-6上的两个皮带轮8-12之间的下联动轴以及驱动下联动轴的清洁驱动电机8-5。下联动轴与清洁驱动电机8-5两者之间的传动方式可以多样化，比如：(1)在下联动轴上以及清洁驱动电机8-5的电机轴上均设置锥齿轮，两个锥齿轮构成锥齿轮组进行传动；(2)令清洁驱动电机8-5的电机轴贯穿其机壳，令下联动轴的一端与底部第一右侧基座8-6的皮带轮8-12的轮轴内端对接连接、另一端与清洁驱动电机8-5的电机轴内端对接连接、清洁驱动电机8-5的电机轴外端与底部第一左侧基座8-7的皮带轮8-12的轮轴内端对接连接。

本实施例中，为了对打印头组件7-4的横向初始位置和纵向初始位置进行校正以提升打印头组件7-4的复位能力，进而提升打印过程中的精度，可以为打印装置7配置位置校正组件，包括横向校正组件和纵向校正组件。请参见图4，可以看出，横向校正组件包括安装在右侧第一基座6-8上的传感器座6-5，在传感器座6-5上安装有光电传感器，在右侧基座7-2上安装有定位板7-1，在右侧基座7-2横向移动时通过定位板7-1与光电传感器的配合实现横向初始位置的校正；同理，纵向校正组件包括安装在打印头基座7-5上的光电传感器，在右侧基座7-2上安装另一个定位板7-1，在打印头组件7-4纵向移动时通过定位板7-1与光电传感器的配合实现纵向初始位置的校正。

每次启动打印工作时均进行上述初始位置校正的工作，提升打印加工的精度。

如图1中所示，本3D打印机还包括一个控制器1，控制器1安装在台面5的边缘的下方，包括按键组、显示屏以及控制电路板，X向驱动电机6-10、Y向驱动电机6-7、清洁驱动电机8-5、各升降电机4-2-4和各光电传感器均与控制电路板电连接。控制器1还应该包括有线或无线通信单元，通过数据总线或者无线传输的方式从上位机电脑中获取打印模型数据。

工作过程：

初始情况下，打印头组件7-4位于零位，此时打印头组件7-4位于最左侧的打印平台组件4-2的打印托板4-2-2的左上角上方，清洁装置8位于最左侧的打印平台组件4-2的侧部；

通过上位机电脑将打印模型数据发送给控制器1，上述打印模型应包括并列设置的三个，分别对应于三个打印工位，通过控制器1启动打印机进入打印程序；驱动装置6和打印装置7两者驱动打印头组件7-4在平面范围内沿着数据路径移动，打印平台组件4-2在竖直方向上配合打印头组件7-4作逐层微动下降，完成产品的逐层打印成型；

完成最左侧工位的产品打印后，打印头组件7-4移动到中间位置的打印平台组件4-2上进行打印加工，此时由操作人员通过控制器1将左侧的打印平台组件4-2升起来，升到高位后将其打印托板4-2-2上的模型产品取下；当完成中间位置的打印平台组件4-2上的产品打印时，打印头组件7-4移动到右侧位置的打印平台组件4-2上进行打印加工，此时由操作人员通过控制器1将中间的打印平台组件4-2升起来，升到高位后将其打印托板4-2-2上的模型产品取下；当完成右侧位置的打印平台组件4-2上的产品打印时，打印头组件7-4移动到左侧位置的打印平台组件4-2上进行打印加工，此时由操作人员通过控制器1将右侧的打印平台组件4-2升起来，升到高位后将其打印托板4-2-2上的模型产品取下；重复上述各工位的打印加工过程，完成产品的连续式打印生产加工；

各打印平台组件4-2的表面清洁工作每隔一段时间进行一次，当进行清洁工作时，打印操作暂停，通过控制器1指令清洁装置8在横向往复移动多次，最终仍停留在原位，杂质被粘附在清洁轴辊8-1的粘性外层上，在此过程中对打印托板4-2-2上的顽固污渍进行人工辅助清洁；当清洁轴辊8-1的粘性外层的粘附效能下降至一定程度时，对粘性外层进行更换。

Claims (10)

1.一种多工位3D打印机，其特征是：包括顶部安装固定有台面(5)的箱体(2)，在台面(5)的中部设有窗口；在箱体(2)内、窗口的下方安装有打印平台装置(4)，在台面(5)上安装有驱动装置(6)以及打印装置(7)；

打印平台装置(4)包括与箱体(2)固定的安装底板(4-1)，在安装底板(4-1)上并列安装有左中右三个打印平台组件(4-2)；打印平台组件(4-2)包括位于上方的支撑顶板(4-2-1)和位于下方的第一导向块(4-2-7)、第二导向块(4-2-10)，在第一导向块(4-2-7)的导向孔内设有上端与支撑顶板(4-2-1)固定的第一导杆(4-2-5)、在第二导向块(4-2-10)的导向孔内设有上端与支撑顶板(4-2-1)固定的第二导杆(4-2-9)；在支撑顶板(4-2-1)的底部中心安装有升降电机(4-2-4)，在第一导向块(4-2-7)与第二导向块(4-2-10)之间安装有升降导块(4-2-11)；还包括带有丝母的丝杠(4-2-6)，其上端与升降电机(4-2-4)的输出轴下端对接连接，丝母与升降导块(4-2-11)固定连接；在支撑顶板(4-2-1)上安装有打印托板(4-2-2)，在支撑顶板(4-2-1)与打印托板(4-2-2)之间设有多个缓冲组件(4-2-3)；

驱动装置(6)包括安装在窗口左侧的左侧第一基座(6-11)和左侧第二基座(6-15)以及安装在窗口右侧的右侧第一基座(6-8)和右侧第二基座(6-1)；在左侧第一基座(6-11)与左侧第二基座(6-15)之间安装有左侧导杆(6-14)，在右侧第一基座(6-8)与右侧第二基座(6-1)之间安装有右侧导杆(6-4)；

打印装置(7)包括安装在左侧导杆(6-14)上的左侧基座(7-6)和安装在右侧导杆(6-4)上的右侧基座(7-2)，在两者之间安装有上下两根中间导杆(7-3)，在中间导杆(7-3)上安装有打印头基座(7-5)，在打印头基座(7-5)上安装有打印头组件(7-4)；

还包括驱动打印装置(7)沿左侧导杆(6-14)和右侧导杆(6-4)平移的X向驱动组件以及驱动打印头基座(7-5)沿中间导杆(7-3)平移的Y向驱动组件。

2.如权利要求1所述的多工位3D打印机，其特征是：X向驱动组件包括安装在左侧第一基座(6-11)上的左外侧第一皮带轮(6-12)、安装在左侧第二基座(6-15)上的左外侧第二皮带轮(6-16)、安装在右侧第一基座(6-8)上的右外侧第一皮带轮(6-17)和安装在右侧第二基座(6-1)上的右外侧第二皮带轮(6-19)；在左外侧第一皮带轮(6-12)与左外侧第二皮带轮(6-16)之间设有左外侧皮带(6-13)，在右外侧第一皮带轮(6-17)与右外侧第二皮带轮(6-19)之间设有右外侧皮带(6-18)，左侧基座(7-6)与左外侧皮带(6-13)固定，右侧基座(7-2)与右外侧皮带(6-18)固定；还包括驱动左外侧第一皮带轮(6-12)和右外侧第一皮带轮(6-17)同步转动的第一驱动机构。

3.如权利要求2所述的多工位3D打印机，其特征是：第一驱动机构包括安装在左外侧第一皮带轮(6-12)与右外侧第一皮带轮(6-17)之间的上联动轴(6-9)以及驱动上联动轴(6-9)转动的X向驱动电机(6-10)。

4.如权利要求3所述的多工位3D打印机，其特征是：Y向驱动组件包括安装在右侧第一基座(6-8)上的右内侧第一皮带轮(6-6)、安装在右侧第二基座(6-1)上的右内侧第二皮带轮(6-2)、安装在右侧基座(7-2)内侧的两个导向轮以及安装在左侧基座(7-6)内侧的导向轮，在右内侧第一皮带轮(6-6)与右内侧第二皮带轮(6-2)之间还设有联动皮带(6-3)，联动皮带(6-3)的中部绕过右侧基座(7-2)内侧的导向轮和左侧基座(7-6)内侧的导向轮，打印头基座(7-5)与联动皮带(6-3)固定；还包括驱动联动皮带(6-3)的Y向驱动电机(6-7)。

5.如权利要求4所述的多工位3D打印机，其特征是：打印头组件(7-4)包括与打印头基座(7-5)固定的预热基座(7-4-3)，在预热基座(7-4-3)上安装有散热风扇(7-4-4)，在预热基座(7-4-3)的下方还安装有加热基座(7-4-5)，在加热基座(7-4-5)的底部安装有第一料嘴(7-4-1)和第二料嘴(7-4-2)；在预热基座(7-4-3)和加热基座(7-4-5)内均设有令打印丝通过的两组通道。

6.如权利要求5所述的多工位3D打印机，其特征是：在台面(5)的下方还安装有清洁装置(8)；清洁装置(8)包括安装在窗口左侧的底部第一左侧基座(8-7)和底部第二左侧基座(8-11)以及安装在窗口右侧的底部第一右侧基座(8-6)和底部第二右侧基座(8-13)，在底部第一左侧基座(8-7)与底部第二左侧基座(8-11)之间安装有底部左导杆(8-10)，在底部第一右侧基座(8-6)与底部第二右侧基座(8-13)之间安装有底部右导杆(8-2)；在底部左导杆(8-10)上安装有左侧轴座(8-8)，在底部右导杆(8-2)上安装有右侧轴座(8-4)，在左侧轴座(8-8)与右侧轴座(8-4)之间安装有清洁轴辊(8-1)；还包括驱动左侧轴座(8-8)、右侧轴座(8-4)与清洁轴辊(8-1)构成的组合体平移移动的平移驱动组件。

7.如权利要求6所述的多工位3D打印机，其特征是：平移驱动组件包括安装在底部第一左侧基座(8-7)和底部第二左侧基座(8-11)上的皮带轮(8-12)且在这两个皮带轮(8-12)之间设有底部左皮带(8-9)以及安装在底部第一右侧基座(8-6)和底部第二右侧基座(8-13)上的皮带轮(8-12)且在这两个皮带轮(8-12)之间设有底部右皮带(8-3)，左侧轴座(8-8)与底部左皮带(8-9)固定，右侧轴座(8-4)与底部右皮带(8-3)固定；还包括驱动底部第一左侧基座(8-7)和底部第一右侧基座(8-6)上的两个皮带轮(8-12)同步转动的第二驱动机构。

8.如权利要求7所述的多工位3D打印机，其特征是：第二驱动机构包括位于底部第一左侧基座(8-7)和底部第一右侧基座(8-6)上的两个皮带轮(8-12)之间的下联动轴以及驱动下联动轴的清洁驱动电机(8-5)。

9.如权利要求8所述的多工位3D打印机，其特征是：在安装底板(4-1)上设有左中右三个透窗，三个打印平台组件(4-2)各自的第一导向块(4-2-7)、第二导向块(4-2-10)和升降导块(4-2-11)分位于三个透窗内；每个打印平台组件(4-2)的第一导向块(4-2-7)、第二导向块(4-2-10)和升降导块(4-2-11)采用连接螺杆(4-2-8)和锁母连接成为一个整体。

10.如权利要求9所述的多工位3D打印机，其特征是：在安装底板(4-1)上还安装有四个隔板，三个打印平台组件(4-2)分位于四个隔板分隔得到的三个空间内。

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