CN112571784A - 一种三轴3d打印机 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种三轴3D打印机，包括机架，所述机架的顶部两侧对称安装有Y轴运动机构，且两个Y轴运动机构之间通过X轴运动机构连接，所述X轴运动机构上安装有喷头架，所述喷头架上安装有3D打印喷头，所述机架的背部内壁中心处安装有Z轴运动机构，所述Z轴运动机构上安装有成型座，所述机架的底部内壁一侧安装有控制板，所述控制板电性连接3D打印喷头、Z轴运动机构、X轴运动机构和Y轴运动机构。本发明结构新颖，构思巧妙，便于对3D打印喷头的位置进行精确调节，提升3D打印喷头的运动精度，从而可以有效的提升打印精度，提升打印质量。

Description

一种三轴3D打印机
技术领域
本发明涉及3D打印机技术领域，具体为一种三轴3D打印机。
背景技术
3D打印技术出现在20世纪90年代中期，实际上是利用光固化和纸层叠等技术的最新快速成型装置。3D打印（3DP）即快速成型技术的一种，又称增材制造，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。
现有的3D打印机，X轴运动机构和Y轴运动机构的运动 精度低，微小的偏差出现会影响打印产品的实际精度。因此，设计一种三轴3D打印机是很有必要的。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种三轴3D打印机，该3D打印机，结构新颖，构思巧妙，便于对3D打印喷头的位置进行精确调节，提升3D打印喷头的运动精度，从而可以有效的提升打印精度，提升打印质量。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种三轴3D打印机，包括机架，所述机架的顶部两侧对称安装有Y轴运动机构，且两个Y轴运动机构之间通过X轴运动机构连接，所述X轴运动机构上安装有喷头架，所述喷头架上安装有3D打印喷头，所述机架的背部内壁中心处安装有Z轴运动机构，所述Z轴运动机构上安装有成型座，所述机架的底部内壁一侧安装有控制板，所述控制板电性连接3D打印喷头、Z轴运动机构、X轴运动机构和Y轴运动机构。
优选的，所述X轴运动机构和Y轴运动机构均包括滑轨、支架、丝杆、滑块和减速电机，所述滑轨的背部对称安装有支架，所述滑轨的内部对称安装有丝杆，所述丝杆上啮合连接有滑块，所述滑轨的一侧安装有与丝杆驱动连接的减速电机，所述控制板电性连接减速电机。
优选的，所述滑块的对应两侧均安装有距离传感器，所述控制板的内部安装有PLC控制器，所述距离传感器电性连接PLC控制器的输入端，所述PLC控制器的输出端电性连接减速电机。
优选的，所述滑块的顶部和底部中心处均安装有滚轮，所述滚轮滚动连接在滑轨的内部。
优选的，所述3D打印喷头包括安装座、喷头管、进料口、电热芯和电磁线圈，所述安装座固定在喷头架上，所述安装座的底部中心处安装有喷头管，所述喷头管的顶部一侧设置有进料口，所述喷头管的内部中心处安装有电热芯，所述喷头管的外侧套接固定有电磁线圈。
优选的，所述成型座包括底架、顶紧螺丝、L形滑条、内螺纹座和成型板，所述底架安装在Z轴运动机构上，所述底架的顶部对称安装有L形滑条，所述L形滑条上插接固定有成型板，所述L形滑条的一侧安装有内螺纹座，所述内螺纹座上旋接固定有顶紧螺丝。
优选的，所述成型板的内部安装有蛇形散热管，所述蛇形散热管的一端与固定在成型板一侧外壁上的进水口连接，所述蛇形散热管的另一端与固定在成型板另一侧的出水口连接。
优选的，所述机架的背部内壁对称安装有导向杆，所述导向杆的两端通过定位座固定在机架上，所述导向杆上套接固定有导向套，所述导向套固定在成型座上。
本发明的有益效果为：
1、通过设置的距离传感器，便于精确的监控X轴运动机构和Y轴运动机构上滑块的位置，并将收集的信号值传递给PLC控制器，通过PLC控制器控制减速电机的工作，便于对3D打印喷头的位置进行精确调节，提升3D打印喷头的运动精度，从而可以有效的提升打印精度，提升打印质量；
2、对电磁线圈进行通电，产生交变磁场，使电热芯内部的原子高速无规则运动,原子互相碰撞、摩擦而产生热能，对打印原材料进行快速加热，热转化效率高，且加热速度快，而且电热芯的长度大于喷头管的长度，可以有效的防止打印原材料回流；
3、通过旋松顶紧螺丝，可以使成型板在L形滑条上运动，方便实现成型板的快速定位和更换，有效提升使用的方便性。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明整体三维结构示意图；
图2是本发明X轴运动机构和Y轴运动机构平面结构示意图；
图3是本发明3D打印喷头平面结构示意图；
图4为本发明成型座剖视平面结构示意图；
图5为本发明成型板剖视平面结构示意图；
图6为本发明控制板剖视平面结构示意图；
图中标号：1、机架；2、控制板；3、3D打印喷头；4、喷头架；5、Z轴运动机构；6、X轴运动机构；7、Y轴运动机构；8、导向套；9、成型座；10、导向杆；11、定位座；12、滑轨；13、支架；14、丝杆；15、滑块；16、减速电机；17、距离传感器；18、滚轮；19、安装座；20、喷头管；21、进料口；22、电热芯；23、电磁线圈；24、底架；25、顶紧螺丝；26、L形滑条；27、内螺纹座；28、进水口；29、出水口；30、成型板；31、蛇形散热管；32、PLC控制器。
具体实施方式
下面结合附图1-6对本发明的具体实施方式做进一步详细说明。
由图1-6给出，本发明提供如下技术方案：一种三轴3D打印机，包括机架1，机架1的顶部两侧对称安装有Y轴运动机构7，且两个Y轴运动机构7之间通过X轴运动机构6连接，X轴运动机构6上安装有喷头架4，喷头架4上安装有3D打印喷头3，机架1的背部内壁中心处安装有Z轴运动机构5，Z轴运动机构5上安装有成型座9，机架1的底部内壁一侧安装有控制板2，控制板2电性连接3D打印喷头3、Z轴运动机构5、X轴运动机构6和Y轴运动机构7。
X轴运动机构6和Y轴运动机构7均包括滑轨12、支架13、丝杆14、滑块15和减速电机16，滑轨12的背部对称安装有支架13，滑轨12的内部对称安装有丝杆14，丝杆14上啮合连接有滑块15，滑轨12的一侧安装有与丝杆14驱动连接的减速电机16，控制板2电性连接减速电机16。
滑块15的对应两侧均安装有距离传感器17，控制板2的内部安装有PLC控制器32，距离传感器17电性连接PLC控制器32的输入端，PLC控制器32的输出端电性连接减速电机16，通过设置的距离传感器17，便于精确的监控X轴运动机构6和Y轴运动机构7上滑块15的位置，并将收集的信号值传递给PLC控制器32，通过PLC控制器32控制减速电机16的工作，便于对3D打印喷头3的位置进行精确调节，提升3D打印喷头3的运动精度，从而可以有效的提升打印精度，提升打印质量。
滑块15的顶部和底部中心处均安装有滚轮18，滚轮18滚动连接在滑轨12的内部，通过设置的滚轮18，使其在滑轨12的内部滑动，可以有效的提升滑块15与滑轨12之间的摩擦力。
3D打印喷头3包括安装座19、喷头管20、进料口21、电热芯22和电磁线圈23，安装座19固定在喷头架4上，安装座19的底部中心处安装有喷头管20，喷头管20的顶部一侧设置有进料口21，喷头管20的内部中心处安装有电热芯22，喷头管20的外侧套接固定有电磁线圈23，对电磁线圈23进行通电，产生交变磁场，使电热芯22内部的原子高速无规则运动,原子互相碰撞、摩擦而产生热能，对打印原材料进行快速加热，热转化效率高，且加热速度快，而且电热芯22的长度大于喷头管20的长度，可以有效的防止打印原材料回流。
成型座9包括底架24、顶紧螺丝25、L形滑条26、内螺纹座27和成型板30，底架24安装在Z轴运动机构5上，底架24的顶部对称安装有L形滑条26，L形滑条26上插接固定有成型板30，L形滑条26的一侧安装有内螺纹座27，内螺纹座27上旋接固定有顶紧螺丝25，通过旋松顶紧螺丝25，可以使成型板30在L形滑条26上运动，方便实现成型板30的快速定位和更换，有效提升使用的方便性。
成型板30的内部安装有蛇形散热管31，蛇形散热管31的一端与固定在成型板30一侧外壁上的进水口28连接，蛇形散热管31的另一端与固定在成型板30另一侧的出水口29连接，将冷水通过进水口28进入，在蛇形散热管31的内部循环流通后从出水口29排出，实现成型板30的快速冷却，方便打印材料的快速冷却成型。
机架1的背部内壁对称安装有导向杆10，导向杆10的两端通过定位座11固定在机架1上，导向杆10上套接固定有导向套8，导向套8固定在成型座9上，通过设置的导向杆10和导向套8，可以提升成型座9运动的稳定性。
本发明使用时，通过设置的距离传感器17，便于精确的监控X轴运动机构6和Y轴运动机构7上滑块15的位置，并将收集的信号值传递给PLC控制器32，通过PLC控制器32控制减速电机16的工作，便于对3D打印喷头3的位置进行精确调节，提升3D打印喷头3的运动精度，从而可以有效的提升打印精度，提升打印质量；
对电磁线圈23进行通电，产生交变磁场，使电热芯22内部的原子高速无规则运动,原子互相碰撞、摩擦而产生热能，对打印原材料进行快速加热，热转化效率高，且加热速度快，而且电热芯22的长度大于喷头管20的长度，可以有效的防止打印原材料回流；
通过旋松顶紧螺丝25，可以使成型板30在L形滑条26上运动，方便实现成型板30的快速定位和更换，有效提升使用的方便性。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种三轴3D打印机，包括机架（1），其特征在于：所述机架（1）的顶部两侧对称安装有Y轴运动机构（7），且两个Y轴运动机构（7）之间通过X轴运动机构（6）连接，所述X轴运动机构（6）上安装有喷头架（4），所述喷头架（4）上安装有3D打印喷头（3），所述机架（1）的背部内壁中心处安装有Z轴运动机构（5），所述Z轴运动机构（5）上安装有成型座（9），所述机架（1）的底部内壁一侧安装有控制板（2），所述控制板（2）电性连接3D打印喷头（3）、Z轴运动机构（5）、X轴运动机构（6）和Y轴运动机构（7）。
2.根据权利要求1所述的一种三轴3D打印机，其特征在于：所述X轴运动机构（6）和Y轴运动机构（7）均包括滑轨（12）、支架（13）、丝杆（14）、滑块（15）和减速电机（16），所述滑轨（12）的背部对称安装有支架（13），所述滑轨（12）的内部对称安装有丝杆（14），所述丝杆（14）上啮合连接有滑块（15），所述滑轨（12）的一侧安装有与丝杆（14）驱动连接的减速电机（16），所述控制板（2）电性连接减速电机（16）。
3.根据权利要求2所述的一种三轴3D打印机，其特征在于：所述滑块（15）的对应两侧均安装有距离传感器（17），所述控制板（2）的内部安装有PLC控制器（32），所述距离传感器（17）电性连接PLC控制器（32）的输入端，所述PLC控制器（32）的输出端电性连接减速电机（16）。
4.根据权利要求2所述的一种三轴3D打印机，其特征在于：所述滑块（15）的顶部和底部中心处均安装有滚轮（18），所述滚轮（18）滚动连接在滑轨（12）的内部。
5.根据权利要求1所述的一种三轴3D打印机，其特征在于：所述3D打印喷头（3）包括安装座（19）、喷头管（20）、进料口（21）、电热芯（22）和电磁线圈（23），所述安装座（19）固定在喷头架（4）上，所述安装座（19）的底部中心处安装有喷头管（20），所述喷头管（20）的顶部一侧设置有进料口（21），所述喷头管（20）的内部中心处安装有电热芯（22），所述喷头管（20）的外侧套接固定有电磁线圈（23）。
6.根据权利要求1所述的一种三轴3D打印机，其特征在于：所述成型座（9）包括底架（24）、顶紧螺丝（25）、L形滑条（26）、内螺纹座（27）和成型板（30），所述底架（24）安装在Z轴运动机构（5）上，所述底架（24）的顶部对称安装有L形滑条（26），所述L形滑条（26）上插接固定有成型板（30），所述L形滑条（26）的一侧安装有内螺纹座（27），所述内螺纹座（27）上旋接固定有顶紧螺丝（25）。
7.根据权利要求6所述的一种三轴3D打印机，其特征在于：所述成型板（30）的内部安装有蛇形散热管（31），所述蛇形散热管（31）的一端与固定在成型板（30）一侧外壁上的进水口（28）连接，所述蛇形散热管（31）的另一端与固定在成型板（30）另一侧的出水口（29）连接。
8.根据权利要求1所述的一种三轴3D打印机，其特征在于：所述机架（1）的背部内壁对称安装有导向杆（10），所述导向杆（10）的两端通过定位座（11）固定在机架（1）上，所述导向杆（10）上套接固定有导向套（8），所述导向套（8）固定在成型座（9）上。
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