CN111469410A - 一种激光3d打印设备的供料装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种激光3D打印设备的供料装置，缸体端盖安装于缸体底端，缸体端盖上设置有容Z轴驱动机构穿过的空间，Z轴驱动机构固定于缸体端盖上，并从缸体端盖预留的空间延伸进缸体内部；底盘垂直连接于Z轴驱动机构延伸进缸体内的端部；Z轴驱动机构包括Z轴伺服电机、电机安装座、侧板、底板、光杆、丝杠轴、丝杠螺母、光杆底部固定板、第一同步机构和第二同步机构，光杆、丝杠轴两端分别连接底板和光杆底部固定板，光杆穿过设置于底板和缸体端盖间的直线轴承固定座中的双衬型直线轴承，Z轴伺服电机轴侧的第二同步机构通过第一同步机构，与设置于丝杠轴上的丝杠螺母保持同步传动关系。本设计可精简装置结构，提高装置紧凑性，降低摩擦损耗。

Description

一种激光3D打印设备的供料装置
技术领域
本发明涉及3D打印机领域，尤其是一种激光3D打印设备的供料装置。
背景技术
3D打印装置对于结构类产品的制作而言，具有成型快速、制作精度高、原材料成本较低等特点。其运用粉末状原材料，通过逐层打印的方式来实现对产品的制造。根据材料的种类及其使用，现已被研发并使用的有熔融沉积造型术、激光立体印刷术和选择型激光烧结术等细分类型的3D打印装置。其中，采用选择型激光烧结术来实现的3D打印装置较为常见。
常见的类型包括采用SLS选择性激光烧结术和采用SLM选择性激光熔化术的3D打印装置，两种类型均属于使用激光作为能量介质的3D打印技术。两种类型中，相较于SLS选择性激光烧结术而言，SLM在增材制造的过程中用激光使粉体完全熔化，不需要黏结剂，成型的精度和力学性能都比SLS要好，因此，较SLS选择性激光烧结术而言，在某些领域的应用前景要好，例如在医疗、汽车、航天等领域都有极大应用前景。以牙科领域为例，现阶段主要的SLM型3D打印机激光频率主要在200w到500w之间，根据工作时实际激光光斑能量和对应粉层的熔融温度，粉末的工艺层厚多在0.02mm到0.05mm之间。
由于打印过程中需要供料和逐层成型，相应缸体内的底盘需要使用到驱动装置来驱动。常见的驱动装置结构采用丝杠传动方式，通常的，采用丝杠转动，传动丝杠螺母平移，再配合导轨和滑块，实现竖轴上对底盘的驱动。例如CN110722790A所公开的一种3D增材运动系统及其方法中所采用的驱动结构。
该种类型的驱动结构的丝杠轴的位置是固定的，即在设计和安装时，需要为丝杠轴及其相连的设备预留较大的安装空间，使得装置整体结构松散，空间利用率不高。同时，该种传动方式只能通过与丝杠轴并排的侧边(而不能直接从轴向)对底盘进行传动，因此，要求丝杠轴贯穿底盘的整个活动空间，底盘与丝杠轴并排设置，并还需配置相匹配的滑块和导轨来实现传动和方向的固定，结构复杂，摩擦损耗大。此外，丝杠轴转动进行传动的精度不高，对铺粉层厚有极大影响，难以满足高精度打印的要求。
发明内容
本发明的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种激光3D打印设备的供料装置。以从轴向直接驱动底盘，提高装置紧凑性，精简装置结构，降低摩擦损耗，提高装置控制精度。
本发明采用的技术方案如下：
一种激光3D打印设备的供料装置，其包括缸筒、缸体端盖、底盘和Z轴驱动机构；缸体端盖安装于缸体底端，缸体端盖上设置有容Z轴驱动机构穿过的空间，Z轴驱动机构固定于缸体端盖上，并从缸体端盖预留的空间延伸进缸体内部；底盘垂直连接于Z轴驱动机构延伸进缸体内的端部；
Z轴驱动机构包括Z轴伺服电机、电机安装座、侧板、底板、光杆、丝杠轴、丝杠螺母、光杆底部固定板、第一同步机构和第二同步机构；底板固定于侧板的一端，侧板的另一端安装到缸体端盖上远离底盘一侧；Z轴伺服电机通过电机安装座与侧板保持相对静止关系，第二同步机构安装于Z轴伺服电机轴端；丝杠轴垂直贯穿底板，在底板与缸体端盖之间，围绕丝杠轴均匀设置有至少一个直线轴承固定座，各直线轴承固定座均平行于丝杠轴；至少一直线轴承固定座内部设有双衬型直线轴承，至少一个双衬型直线轴承内贯穿设置光杆；底板上开有供光杆、丝杠轴通过的过孔；光杆、丝杠轴顶部均连接于底盘，光杆、丝杠轴底部均与光杆底部固定板连接；丝杠螺母设置于丝杠轴上，丝杠螺母与第一同步机构连接并保持相对静止关系，Z轴伺服电机轴侧的第二同步机构通过第一同步机构与丝杠螺母保持同步传动关系。
上述设计的激光3D打印设备的供料装置，Z轴伺服电机驱动第二同步机构活动，进而带动第一同步机构转动，第一同步机构带动同步机构连接件转动，进而带动丝杠螺母转动，由此驱动丝杠轴平移，从而驱动底盘沿轴向做往复运动。Z轴驱动机构直接安装于底盘轴向下方的运动空间内，螺母转动、丝杠轴平移的方式，实现了从轴向直接驱动的效果，丝杠轴不必贯穿整个底盘的活动空间，具有移动性，与底盘公用一部分空间，无需为驱动机构预留独立的安装区域，从而可以在其活动空间进行器件集成安装，提高装置的紧凑性。驱动机构对底盘直接进行轴向驱动，无需安装导轨和滑块，采用直线轴承导向的方式，可以精简装置结构，大幅降低摩擦损耗，同时提高控制精度(直线轴承便于精确控制)。
进一步的，Z轴驱动机构还包括同步机构连接件、止推球轴承固定座、直线轴承固定座、止推球轴承和轴承挡板；同步机构连接件套设于丝杠轴上，与丝杠螺母固定连接，止推球轴承安装于同步机构连接件上，止推球轴承固定于止推球轴承固定座上，止推球轴承固定座与缸体端盖保持相对静止关系；在止推球轴承固定座上设置有轴承挡盘，轴承挡盘与止推球轴承相邻设置，轴承挡盘限制止推球轴承相对于止推球轴承固定座运动；第一同步机构固定于同步机构连接件上，第二同步机构与第一同步机构保持同步传动关系。
上述实现第一同步机构和丝杠螺母保持同步传动关系的结构，可以有效防止在丝杠轴平移的过程中，第一同步机构与第二同步机构之间的位置发生偏移，即确保驱动部分结构的稳定性。
进一步的，在同步机构连接件靠端部方向、与第一同步机构相邻的位置，设置有同步机构锁紧机构。该设计可以有效防止第一同步机构因长久运行发生松动而脱离同步机构连接件。
进一步的，电机安装座包括Z轴电机安装座横板和Z轴电机安装座竖板，Z轴电机安装座横板垂直于Z轴电机安装座竖板；Z轴电机安装座竖板垂直安装在缸体端盖或底板上；Z轴伺服电机安装于Z轴电机安装座竖板上。
进一步的，在Z轴电机安装座横板远离Z轴电机安装座竖板一端，设置有杆状支座，杆状支座连接于缸体端盖或底板上。该设计可以进一步提高Z轴伺服电机运行过程中的稳定性。
进一步的，第一同步机构和第二同步机构分别由至少两个同步带轮构成。该设计是出于负载考虑的，一个常规的同步带轮可能无法很好地满足负载的需求。
进一步的，底板包括底盘本体、羊毛毡和密封圈，底盘本体的尺寸与缸筒适配，底盘本体侧面，自上而下设置有第一凹槽和第二凹槽，羊毛毡设置于第一凹槽内，密封圈设置于第二凹槽内。羊毛毡可以防止粉料下落，同时避免出现拉缸现象，密封圈起到气密作用。
进一步的，丝杠轴的两端分别设置有第一轴承支座、第一轴衬、第二轴承支座和第二轴衬；第一轴衬设置于第一轴承支座的内圈，第一轴衬内圈连接丝杠轴的一端；第二轴衬设置于第二轴承支座的内圈，第二轴衬内圈连接丝杠轴的另一端；第一轴承支座安装于光杆底部固定板中心，第二轴承支座安装于底盘中心。
上述设计采用轴衬的方式连接丝杠轴，可以先将支座部分固定到底盘上，再安装丝杠轴。常规的采用螺栓安装丝杠轴的方式，需要直接将丝杠轴安装到底盘，操作不便。相较于此，本设计具有方便、快捷安装丝杠轴的特点。
进一步的，光杆的一端连接有热熔螺母，通过热熔螺母连接到光杆底部固定板；另一端通过插销结构连接有一光杆支座。
光杆需要连接到底盘底部，如果采用螺栓进行连接，需要直接固定光杆，操作不便。本设计采用插销连接的方式，只需先安装光杆支座(体积尺寸较小)，即可以方便、快捷得完成光杆的安装。
进一步的，缸体端盖顶面设置有防撞机构。防撞机构的设计可以尽可能避免或减轻底盘下降过程中与缸体端盖间的碰撞效果，防止两者因撞击而找出损坏。
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
1、本设计的激光3D打印设备的供料装置采用Z轴直接驱动的方式，可将Z轴驱动机构直接安装于底盘轴向的活动区域，进而实现大量器件的集成安装，提高了装置的紧凑性。此外，本设计采用螺母转动、丝杠轴平移的方式，来完成对底盘的轴向驱动，无需安装导轨和滑块等配件，精简了结构，降低了摩擦损耗，采用直线轴承的导向可以大幅提高运行的精度。
2、本设计的激光3D打印设备的供料装置采用了羊毛毡结合密封圈的底盘结构，可以有效防止粉料的下漏，避免粉料对缸筒壁造成磨损，同时使装置具有较好的气密效果。
附图说明
本发明将通过例子并参照附图的方式说明，其中：
图1是激光3D打印设备的供料装置的整体结构图。
图2是对图1中的缸筒进行剖面的结构图。
图3是激光3D打印设备的供料装置缸体端盖与底板之间的结构图。
图4是直线轴承固定座及其内部结构图。
图5是光杆支座结构图。
图6是光杆底部固定板及其安装的元器件的结构图。
图7是底板及其连接的元器件的结构图。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
本说明书(包括任何附加权利要求、摘要)中公开的任一特征，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换。即，除非特别叙述，每个特征只是一系列等效或类似特征中的一个例子而已。
实施例一
本实施例公开了一种激光3D打印设备的供料装置，如图1所示，包括缸筒101、缸体端盖102、底盘103和Z轴驱动机构；缸体端盖102安装于缸体101底端，缸体端盖102上设置有容Z轴驱动机构穿过的空间，Z轴驱动机构固定于缸体端盖102上，并从缸体端盖103预留的空间延伸进缸体101内部；底盘103垂直连接于Z轴驱动机构延伸进缸体101内的端部。
参见附图2、3所示，Z轴驱动机构的结构包括：Z轴伺服电机111、电机安装座、侧板104、底板107、光杆108、丝杠轴110、丝杠螺母120、光杆底部固定板109、第一同步机构和第二同步机构。底板107固定于侧板104的一端。可与侧板104成L型。侧板104的另一端安装到缸体端盖102上远离底盘103一侧。Z轴伺服电机111通过电机安装座与侧板104保持相对静止关系，第二同步机构安装于Z轴伺服电机111轴端。丝杠轴110垂直贯穿底板107，在底板107与缸体端盖102之间，围绕丝杠轴110均匀设置有至少一个直线轴承固定座106，各直线轴承固定座106均平行于丝杠轴110。至少一个直线轴承固定座106内部设有双衬型直线轴承128，至少一个双衬型直线轴承128内贯穿设置光杆108。底板107上开有供光杆108、丝杠轴110通过的过孔。光杆108、丝杠轴110顶部均连接于底盘103，光杆108、丝杠轴110底部均与光杆底部固定板109连接。丝杠螺母120设置于丝杠轴110上，丝杠螺母120与第一同步机构连接并保持相对静止关系，Z轴伺服电机111轴侧的第二同步机构通过第一同步机构与丝杠螺母120保持同步传动关系。
具体而言，如图2、3所示，Z轴驱动机构还包括同步机构连接件119、止推球轴承固定座105、直线轴承固定座106、止推球轴承127和轴承挡板118。同步机构连接件119套设于丝杠轴110上，与丝杠螺母120固定连接，止推球轴承127安装于同步机构连接件119上，止推球轴承127固定于止推球轴承固定座105上，止推球轴承固定座105与缸体端盖102保持相对静止关系；在止推球轴承固定座105上设置有轴承挡盘118，轴承挡盘118与止推球轴承127相邻设置，轴承挡盘118限制止推球轴承127相对于止推球轴承固定座105运动；第一同步机构固定于同步机构连接件119上。第二同步机构与第一同步机构保持同步传动关系，这样，就与丝杠螺母120保持同步传动关系。进一步的，在同步机构连接件119靠端部方向、与第一同步机构相邻的位置，设置有同步机构锁紧机构，以固定第一同步机构的位置。
如图3所示，在一个实施例中，第一同步机构和第二同步机构均为同步带轮组，两同步带轮组分别有若干同步带轮构成，同步带轮组间通过同步带116(或同步齿条)保持同步传动关系。当然，两同步机构也可采用齿轮传动的方式保持同步传动关系。
为尽量减轻底盘103下降时对缸体端盖102的撞击作用，如图1所示，在缸体端盖102顶面设置有防撞机构。例如防撞柱1021，优选橡胶等弹性材料制成。
实施例二
本实施例公开了电机安装座的结构。电机安装座包括Z轴电机安装座横板112和所述Z轴电机安装座竖板113，Z轴电机安装座横板112垂直于Z轴电机安装座竖板113；Z轴电机安装座竖板113垂直安装在缸体端盖102或底板107上；Z轴伺服电机111安装于Z轴电机安装座竖板113上。
进一步的，为了提高Z轴伺服电机111运行时的稳定性，电机安装座还包括圆柱支座129,(或其他杆状)，该圆柱支座129设置于Z轴电机安装座横板112远离Z轴电机安装座竖板113一端，连接于缸体端盖102或底板107上。以将所述Z轴电机安装座横板112进一步固定，提高Z轴电机安装座横板的稳定性。圆柱支座129设置为杆状、是为了不对第一同步机构和第二同步机构间的构造关系造成影响。
实施例三
本实施例公开了一种Z轴驱动机构的结构。Z轴驱动机构包括侧板104、底板107、止推球轴承固定座105、直线轴承固定座106、光杆108、丝杠轴110、丝杠螺母120、光杆底部固定板109、Z轴伺服电机111、Z轴电机安装座横板112、Z轴电机安装座竖板113、第一同步带轮组、第二同步带轮组、同步带116和同步机构连接件119。第一同步带轮组和第二同步带轮组分别包含至少一个同步带轮。
如图2、3所示，底板107固定于侧板104的一端，与侧板104成L型，侧板104的另一端用于安装到缸体端盖102上远离底盘103一侧。侧板104和底板107可为一体成型的L型元件。止推球轴承固定座105与侧板104保持相对静止关系。丝杠轴110垂直贯穿底板107中部，直线轴承固定座106至少为一个(如两个或三个)，围绕丝杠轴110均匀分布，且均平行于丝杠轴110。各直线轴承固定座106的两端分别连接底板107和缸体端盖102。至少一直线轴承固定座106内部设有双衬型直线轴承128，如图6所示，部分或全部双衬型直线轴承128内贯穿设置光杆108。底板107上开有供光杆108、丝杠轴110通过的过孔。光杆108、丝杠轴110顶部均用于连接到底盘103，光杆108、丝杠轴110底部均与光杆底部固定板109连接。丝杠轴110上有一丝杠螺母120，丝杠螺母120与同步机构连接件119固定相连，同步机构连接件119上安装有止推球轴承127，止推球轴承127固定于止推球轴承固定座105上，在止推球轴承固定座105上还设置有轴承挡盘118，轴承挡盘118与止推球轴承127相邻设置，轴承挡盘118限制止推球轴承127相对于止推球轴承固定座105运动。Z轴电机安装座横板112与所述Z轴电机安装座竖板113相连，构成L型，所述Z轴电机安装座竖板113垂直安装在缸体端盖102上远离底盘103一侧。两者可为一体加工成型。Z轴伺服电机111安装于所述Z轴电机安装座横板112上。第一同步带轮组固定设置于同步机构连接件119上，在同步机构连接件119靠端部方向、与第一同步带轮组相邻的位置，设置有带轮锁紧螺母117，第二同步带轮组设置于Z轴伺服电机轴上。第一同步带轮组通过同步带116与Z轴伺服电机轴侧对应设置的第二同步带轮组相连。
为了提高Z轴伺服电机111运行时的稳定性，如图3所示，在Z轴电机安装座横板112远离Z轴电机安装座竖板113一端，设置有至少一圆柱支座129(或其他杆状)，该圆柱支座129用于连接到缸体端盖102或底板107上，以将所述Z轴电机安装座横板112进一步固定，提高Z轴电机安装座横板的稳定性。
实施例四
本实施例公开了一种Z轴驱动机构的结构。图1、2所示，该Z轴驱动结构包括侧板104、底板107、止推球轴承固定座105、直线轴承固定座106、光杆108、丝杠轴110、丝杠螺母120、光杆底部固定板109、Z轴伺服电机111、Z轴电机安装座横板112、Z轴电机安装座竖板113、第一同步带轮组、第二同步带轮组、同步带116和同步机构连接件119。第一同步带轮组和第二同步带轮组分别包含至少一个同步带轮。
如图2、3所示，底板107固定于侧板104的一端，与侧板104成L型，侧板104的另一端用于安装到缸体端盖102上远离底盘103一侧。侧板104和底板107可为一体成型的L型元件。止推球轴承固定座105固定安装于侧板104或底板107的内侧。丝杠轴110垂直贯穿底板107中部，直线轴承固定座106至少为一个(如两个或三个)，围绕丝杠轴110均匀分布，且均平行于丝杠轴110。各直线轴承固定座106的两端分别连接底板107和缸体端盖102上。至少一直线轴承固定座106内部设有双衬型直线轴承128，部分或全部双衬型直线轴承128内贯穿设置光杆108。底板107上开有供光杆108、丝杠轴110通过的过孔。光杆108、丝杠轴110顶部均用于连接到底盘103，光杆108、丝杠轴110底部均与光杆底部固定板109连接。丝杠轴110上有一丝杠螺母120，丝杠螺母120与同步机构连接件119固定相连，同步机构连接件119上安装有止推球轴承127，止推球轴承127固定于止推球轴承固定座105上，并通过相邻设置的轴承挡盘118限制止推球轴承127的运动。在一个实施方式中，考虑到负载，止推球轴承103设计为两个或更多。第一同步带轮组固定设置于同步机构连接件119上，在同步机构连接件119靠端部方向、与第一同步带轮组相邻的位置，设置有带轮锁紧螺母117，第二同步带轮组设置于Z轴伺服电机轴上。第一同步带轮组通过同步带116与Z轴伺服电机轴侧对应设置的第二同步带轮组相连。在一个实施方式中，考虑到负载，一个同步带轮太薄，第一同步带轮组包括两同步带轮A 115(或更多)，对应的，第二同步带轮组也包括两个同步带轮B114(或更多)，两个同步带轮A115通过两根同步带116分别与两同步带轮B114相连。在具体实施时，第一同步带轮组将两同步带轮A 115焊接为一体，第二同步带轮组将两同步带轮B114焊接为一体(或分别选用焊接后厚度差不多的同步带轮代替)。Z轴电机安装座横板112与所述Z轴电机安装座竖板113相连，构成L型，所述Z轴电机安装座竖板113垂直安装在缸体端盖102上远离底盘103一侧。两者可为一体加工成型。特别地，为提高电机的安装稳定性，在Z轴电机安装座横板112远离Z轴电机安装座竖板113一端，设置有一圆柱支座129，该圆柱支座129用于连接到缸体端盖102或底板107上，以将所述Z轴电机安装座横板112进一步固定。Z轴伺服电机111安装于所述Z轴电机安装座横板112上。
实施例五
丝杠轴110和光杆108的结构。
如图2、6所示，丝杠轴110的两端分别设置有第一轴承支座122、第一轴衬123、第二轴承支座130和第二轴衬131。第一轴衬123设置于第一轴承支座122的内圈，第一轴衬123内圈连接丝杠轴110的一端；第二轴衬131设置于第二轴承支座130的内圈，第二轴衬131内圈连接丝杠轴110的另一端。在Z轴驱动结构中，第一轴承支座122安装于光杆底部固定板109中心，第二轴承支座130安装于底盘103中心。
如图2、5、6所示，光杆108的一端连接有热熔螺母121，通过热熔螺母121连接到光杆底部固定板109；另一端通过插销结构连接有一光杆支座124。具体的，光杆108靠光杆支座124端部垂直于轴向开设有小孔，在光杆支座124对应位置开设有相匹配的通孔125，圆柱销126以垂直光杆108方向通过光杆支座124上的通孔125和光杆108上的小孔，实现光杆108和光杆支座124间的快捷连接。在使用时，通过螺栓和垫片贯穿光杆底部固定板109，将热熔螺母121固定到光杆底部固定板109，对于光杆108的另一端，先将光杆支座124安装到底盘103上，再通过圆柱销126将光杆108连接到光杆支座124上，从而完成光杆108的安装。
实施例六
本实施例公开了底盘103的结构。
如图7所示，底盘103包括底盘本体1031、羊毛毡1032和密封圈1033，底盘本体1031的尺寸与缸筒101适配，底盘本体1031侧面，自上而下设置有第一凹槽和第二凹槽，羊毛毡1032设置于第一凹槽内，密封圈1033设置于第二凹槽内。
致密型细羊毛毡可有效阻挡粉料沿缸筒101内壁下漏，羊毛毡1032相较于密封圈1033压缩性更好，且其组织含大量致密空隙，即使少量粉末落入羊毛毡132与缸筒壁之间缝隙也不会由于压力过大，在上下运动过程中对缸筒壁和各底盘造成拉伤。密封圈1032的作用则是对装置起到气密作用。
实施例七
本实施例公开了一种激光3D打印设备的供料装置，如图1所示，包括缸筒101、缸体端盖102、底盘103和Z轴驱动机构；缸体端盖102安装于缸体101底端，缸体端盖102顶面设置有防撞柱1021，缸体端盖102上设置有容Z轴驱动机构穿过的空间，Z轴驱动机构固定于缸体端盖102上，并从缸体端盖103预留的空间延伸进缸体101内部；底盘103垂直连接于Z轴驱动机构延伸进缸体101内的端部。
如图7所示，底盘103包括底盘本体1031、羊毛毡1032和密封圈1033，底盘本体1031的尺寸与缸筒101适配，底盘本体侧面，自上而下设置有第一凹槽和第二凹槽，羊毛毡1032设置于第一凹槽内，密封圈1033设置于第二凹槽内。羊毛毡1032和第一凹槽的尺寸和数量对应匹配，密封圈1033和第二凹槽的尺寸和数量对应匹配。
Z轴驱动结构包括侧板104、止推球轴承固定座105、直线轴承固定座106、底板107、光杆108、光杆底部固定板109、丝杠轴110、Z轴伺服电机111、丝杠螺母120、同步机构连接件119、Z轴电机安装座横板112、第一同步带轮组、第二同步带轮组、同步带116和Z轴电机安装座竖板113，第一同步带轮组和第二同步带轮组分别包含至少一个同步带轮。
如图1、2、3所示，侧板104一端用于安装到缸体端盖102上远离底盘103一侧，所述底板107固定于侧板104另一端，与侧板104成L型。两者可为一体成型。止推球轴承固定座105固定安装于侧板104内侧。丝杠轴110垂直贯穿底板107中部，直线轴承固定座106位于缸体端盖102和底板107之间，数量为三个，均匀分布于丝杠轴110外侧，每一直线轴承固定座106内部均有双衬型直线轴承128，三个均匀排布的双衬型直线轴承128内贯穿设置光杆108，如图4所示。底板107、缸体端盖102上开有使光杆108、丝杠轴110通过的过孔。光杆108、丝杠轴110顶部均连接到底盘本体1031，光杆108、丝杠轴110底部均与所述光杆底部固定板109连接。所述丝杠轴110上有一丝杠螺母120，所述丝杠螺母120与同步机构连接件119固定相连，所述同步机构连接件119上安装有止推球轴承127。止推球轴承127固定于止推球轴承固定座105上，并通过相邻设置的轴承挡盘118限制止推球轴承127向下运动。在一个实施方式中，考虑到负载，止推球轴承103设计为两个或更多。第一同步带轮组固定设置于同步机构连接件119上，在同步机构连接件119靠端部方向、与第一同步带轮组相邻的位置，设置有带轮锁紧螺母117，以固定第一带轮组的位置；第二同步带轮组设置于Z轴伺服电机轴上，第一同步带轮组通过同步带116与Z轴伺服电机轴侧对应设置的第二同步带轮组相连。第一同步带轮组包括两同步带轮A 115(或更多)，对应的，第二同步带轮组也包括两个同步带轮B114(或更多)，两个同步带轮A115通过两根同步带116(与同步带轮数量相匹配)分别与两个同步带轮B114相连。在具体实施时，第一同步带轮组将两同步带轮A 115焊接为一体，第二同步带轮组将两个同步带轮B114焊接为一体(或分别选用焊接后厚度差不多的同步带轮代替)。Z轴电机安装座横板112与所述Z轴电机安装座竖板113相连，构成L型，所述Z轴电机安装座竖板113垂直安装在缸体端盖102上远离底盘103一侧。特别地，为提高电机的安装稳定性，在Z轴电机安装座横板112远离Z轴电机安装座竖板113一端，朝缸体端盖102方向，设置有一圆柱支座129，该圆柱支座129用于连接到缸体端盖上，以将所述Z轴电机安装座横板112连接到缸体端盖102上。Z轴伺服电机111安装于所述Z轴电机安装座横板112上。
进一步的，如图2、6所示，在丝杠轴110的两端分别设置有第一轴承支座122、第一轴衬123、第二轴承支座130和第二轴衬131。在光杆底部固定板109中心开有一圆孔，第一轴承支座122的外圈与该圆孔配合，并安装于该圆孔，第一轴承支座122内圈设置第一轴衬123，第一轴衬123内圈连接丝杠轴110的一端。第二轴承支座安装于底盘本体1031中部，第二轴承支座内圈设置第二轴衬131，第二轴衬131内圈连接丝杠轴110的另一端。
对于光杆108的安装，如图6所示，光杆底部固定板109中心圆孔的外侧均布三个安装孔，以用于分别固定光杆108的一端。光杆108端部带有热熔螺母121，通过螺钉和垫片将热熔螺母121与光杆底部固定板109相固定。光杆108的另一端用于连接到底盘本体1031上。在一个实施方式中，如图2、5所示，光杆108靠底盘103侧端部，设置有光杆支座124，光杆108靠光杆支座124一侧开有垂直于轴向的通孔，光杆支座124上设有相匹配的通孔，各光杆支座124均设有一圆柱销126，圆柱销126以垂直光杆108方向穿过光杆支座124及光杆108上的通孔。在应用时，光杆支座124会先安装到底盘本体1031上，如果采用螺栓轴向固定的方式，不便于安装光杆108，因此，采用垂直于轴向的插销方式连接光杆108到底盘本体1031，能够实现便捷、快速地安装。
需要说明的是，虽然本文中仅列举了部分数量的直线轴承固定座106、双衬型直线轴承128、光杆108，但实际生产中，各部件采用其他的数量，如各取两个、部分直线轴承固定座106内无双衬型直线轴承128、部分双衬型直线轴承128内无光杆108等情况，都应被视为未脱离本设计的思想。
本发明并不局限于前述的具体实施方式。本发明扩展到任何在本说明书中披露的新特征或任何新的组合，以及披露的任一新的方法或过程的步骤或任何新的组合。

Claims (10)

1.一种激光3D打印设备的供料装置，其特征在于，包括缸筒(101)、缸体端盖(102)、底盘(103)和Z轴驱动机构；缸体端盖(102)安装于缸体(101)底端，缸体端盖(102)上设置有容Z轴驱动机构穿过的空间，Z轴驱动机构固定于缸体端盖(102)上，并从缸体端盖(103)预留的空间延伸进缸体(101)内部；底盘(103)垂直连接于Z轴驱动机构延伸进缸体(101)内的端部；
所述Z轴驱动机构包括Z轴伺服电机(111)、电机安装座、侧板(104)、底板(107)、光杆(108)、丝杠轴(110)、丝杠螺母(120)、光杆底部固定板(109)、第一同步机构和第二同步机构；底板(107)固定于侧板(104)的一端，侧板(104)的另一端安装到缸体端盖(102)上远离底盘(103)一侧；Z轴伺服电机(111)通过电机安装座与侧板(104)保持相对静止关系，第二同步机构安装于Z轴伺服电机(111)轴端；丝杠轴(110)垂直贯穿底板(107)，在底板(107)与缸体端盖(102)之间，围绕丝杠轴(110)均匀设置有至少一个直线轴承固定座(106)，各直线轴承固定座(106)均平行于丝杠轴(110)；至少一直线轴承固定座(106)内部设有双衬型直线轴承(128)，至少一个双衬型直线轴承(128)内贯穿设置光杆(108)；底板(107)上开有供光杆(108)、丝杠轴(110)通过的过孔；光杆(108)、丝杠轴(110)顶部均连接于底盘(103)，光杆(108)、丝杠轴(110)底部均与光杆底部固定板(109)连接；丝杠螺母(120)设置于丝杠轴(110)上，丝杠螺母(120)与第一同步机构连接并保持相对静止关系，Z轴伺服电机(111)轴侧的第二同步机构通过第一同步机构与丝杠螺母(120)保持同步传动关系。
2.如权利要求1所述的激光3D打印设备的供料装置，其特征在于，所述Z轴驱动机构还包括同步机构连接件(119)、止推球轴承固定座(105)、直线轴承固定座(106)、止推球轴承(127)和轴承挡板(118)；所述同步机构连接件(119)套设于丝杠轴(110)上，与丝杠螺母(120)固定连接，止推球轴承(127)安装于同步机构连接件(119)上，止推球轴承(127)固定于止推球轴承固定座(105)上，止推球轴承固定座(105)与缸体端盖(102)保持相对静止关系；在止推球轴承固定座(105)上设置有轴承挡盘(118)，轴承挡盘(118)与止推球轴承(127)相邻设置，轴承挡盘(118)限制止推球轴承(127)相对于止推球轴承固定座(105)运动；所述第一同步机构固定于同步机构连接件(119)上，所述第二同步机构与第一同步机构保持同步传动关系。
3.如权利要求2所述的激光3D打印设备的供料装置，其特征在于，在所述同步机构连接件(119)靠端部方向、与第一同步机构相邻的位置，设置有同步机构锁紧机构。
4.如权利要求1所述的激光3D打印设备的供料装置，其特征在于，所述电机安装座包括Z轴电机安装座横板(112)和所述Z轴电机安装座竖板(113)，Z轴电机安装座横板(112)垂直于Z轴电机安装座竖板(113)；Z轴电机安装座竖板(113)垂直安装在缸体端盖(102)或底板(107)上；Z轴伺服电机(111)安装于Z轴电机安装座竖板(113)上。
5.如权利要求(4)所述的激光3D打印设备的供料装置，其特征在于，在所述Z轴电机安装座横板(112)远离Z轴电机安装座竖板(113)一端，设置有杆状支座，所述杆状支座连接于缸体端盖(102)或底板(107)上。
6.如权利要求1所述的激光3D打印设备的供料装置，其特征在于，所述第一同步机构和第二同步机构分别由至少两个同步带轮构成。
7.如权利要求1所述的激光3D打印设备的供料装置，其特征在于，所述底板(103)包括底盘本体(1031)、羊毛毡(1032)和密封圈(1033)，底盘本体(1031)的尺寸与缸筒(101)适配，底盘本体(1031)侧面，自上而下设置有第一凹槽和第二凹槽，羊毛毡(1032)设置于第一凹槽内，密封圈(1033)设置于第二凹槽内。
8.如权利要求1所述的激光3D打印设备的供料装置，其特征在于，所述丝杠轴(110)的两端分别设置有第一轴承支座(122)、第一轴衬(123)、第二轴承支座(130)和第二轴衬(13)；所述第一轴衬(123)设置于第一轴承支座(122)的内圈，第一轴衬(123)内圈连接丝杠轴(110)的一端；第二轴衬(131)设置于第二轴承支座(130)的内圈，第二轴衬(131)内圈连接丝杠轴(110)的另一端；所述第一轴承支座(122)安装于光杆底部固定板(109)中心，第二轴承支座(130)安装于底盘(103)中心。
9.如权利要求1所述的激光3D打印设备的供料装置，其特征在于，所述光杆(108)的一端连接有热熔螺母(121)，通过热熔螺母(121)连接到光杆底部固定板(109)；另一端通过插销结构连接有一光杆支座(124)。
10.如权利要求1所述的激光3D打印设备的供料装置，其特征在于，所述缸体端盖(102)顶面设置有防撞机构。
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