CN113085179A - 一种高速3d打印机 - Google Patents

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Abstract

众所周知，高速3D打印机是一种用于三维物体打印过程中，进行三维物体的快速打印，以便于生产成本更低的辅助装置，包括底座，还包括圆形基板，圆形基板通过电动升降杆连接在底座内，圆形基板与底座之间连接有多个弹性导向机构，底座内固定连接有轨道板，轨道板上转动连接有安装齿环，轨道板上安装有驱动机构，安装齿环上安装有两个龙门架，两个龙门架之间安装有两个运动机构，两个运动机构上均安装有挤出机构，底座上固定连接有框架，框架上安装有顶座，顶座上开设有圆口，圆口内固定连接有圆环架，圆环架上安装有料辊机构，料辊机构和轨道板之间安装两个调节机构，其打印过程中工作效率较高，较为实用，打印质量较好，使用灵活性较好。

Description

一种高速3D打印机
技术领域
本发明涉及3D打印机技术领域，具体为一种高速3D打印机。
背景技术
众所周知，3D打印为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打印常在模具制造和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，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、枪支以及其他诸多领域都有所应用，高速3D打印机是一种用于三维物体打印过程中，进行三维物体的快速打印，以便于生产成本更低的辅助装置。
现有的3D打印机包括底座，底座上安装支撑架，支撑架上安装有电子机构，支撑架上固定连接有基板，支撑架上通过伺服机构安装有打印挤出头，支撑架上安装有送丝辊，伺服机构和打印挤出头均与电子机构电性连接，其在使用时，首先将3D打印用的耗材安装在送丝辊上，并将耗材的一端穿入打印挤出头中，然后启动电子机构，将需要三维打印的物体的电子模型导入，通过电子机构控制伺服机构和打印挤出头工作，实现电子模型的三维打印。
然而上述中的现有技术方案中仍存在以下缺陷，其打印过程中，打印挤出头实现需要打印物体的全部打印工作，工作效率较低，实用性较差，并且打印过程中打印挤出头与基板之间的角度较为固定，打印过程一般为单一切片式逐层打印，打印质量较差，同时打印过程中只能实现单色打印，使用灵活性较差。
发明内容
(一)解决的技术问题
针对现有技术的不足，本发明提供了一种高速3D打印机，其采用双挤出头配合工作，打印过程中的工作效率较高，较为实用，并且打印过程中挤出头与圆形基板之间的角度可以调节，打印过程打印切片的角度较为丰富，打印质量较好，同时打印过程中可以实现双色打印，使用灵活性较好。
(二)技术方案
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高速3D打印机，包括底座，还包括圆形基板，所述圆形基板通过电动升降杆连接在所述底座内，圆形基板与底座之间连接有多个弹性导向机构，底座内固定连接有轨道板，所述轨道板上转动连接有安装齿环，轨道板上安装有驱动机构，安装齿环上安装有两个龙门架，两个龙门架之间安装有两个运动机构，两个所述运动机构上均安装有挤出机构，底座上固定连接有框架，所述框架上安装有顶座，所述顶座上开设有圆口，所述圆口内固定连接有圆环架，所述圆环架上安装有料辊机构，所述料辊机构和轨道板之间安装两个调节机构。
优选的，所述运动机构包括运动框，所述运动框上固定连接有两个辅助轴和一个驱动轴，两个所述辅助轴分别与两个龙门架连接，所述驱动轴的两端分别与两个龙门架连接，所述运动框内滑动连接有横轨和竖轨，所述竖轨上开设有通过口，所述横轨滑动配合在所述通过口内，横轨上和竖轨上分别开设有横槽和竖槽，所述横槽内滑动连接有移动块，所述移动块与所述竖槽滑动连接，所述运动框内转动连接有横丝杆和竖丝杆，所述横丝杆和竖丝杆分别与竖轨和横轨螺纹连接，运动框上安装有两个伺服电机，两个伺服电机的输出端均固定连接有驱动齿轮，两个驱动齿轮分别与横丝杆和竖丝杆相啮合。
进一步的，所述挤出机构包括电动调节杆，所述电动调节杆与移动块固定连接，电动调节杆的伸缩端固定连接有卡扣，卡扣上安装有挤出头，所述挤出头上安装有导向管。
再进一步的，所述料辊机构包括转动盘和两个转动轴，所述转动盘与所述圆环架转动连接，两个所述转动轴均固定连接在转动盘上，转动轴上安装有储线辊。
在前述方案的基础上，所述调节机构包括电动伸缩杆和辅助斜杆，所述电动伸缩杆安装在所述安装齿环上，所述辅助斜杆与所述转动盘固定连接，辅助斜杆的底端固定连接有稳定套，电动伸缩杆与所述稳定套转动连接，电动伸缩杆上螺纹连接有驱动块，所述驱动块与所述驱动轴转动连接。
在前述方案的基础上进一步的，所述弹性导向机构包括导向筒和导向杆，所述导向筒和导向杆分别与所述圆形基板和底座固定连接，导向筒与导向杆之间呈滑动配合，导向杆与底座之间固定连接有稳定簧。
在前述方案的基础上再进一步的，所述驱动机构包括驱动电机和传动齿轮，所述驱动电机安装在所述底座内，所述传动齿轮与所述轨道板转动连接，所述传动齿轮与驱动电机相啮合，传动齿轮与所述安装齿环相啮合。
在前述方案的基础上更进一步的，所述框架上安装有玻璃门和三个玻璃板，所述玻璃门上固定连接有两个合页，两个所述合页均与框架固定连接，所述玻璃门上安装有扣手，三个所述玻璃板均与所述框架固定连接。
作为上述方案进一步的方案，所述顶座上固定连接有帽圈，所述帽圈上转动连接有帽盖，所述帽盖上转动连接有锁扣，所述帽圈上固定连接有锁鼻，所述锁扣上开设有与锁鼻相匹配的条形口。
作为上述方案再进一步的方案，所述转动盘上开设有通线孔，所述导向管固定连接在所述通线孔内，所述帽盖和帽圈均采用透明材质，所述导向管采用弹性材质。
(三)有益效果
与现有技术相比，本发明提供了一种高速3D打印机，具备以下有益效果：
1.该高速3D打印机，通过两个挤出机构的配合，便于提高该高速3D打印机的工作效率，较为实用，通过运动机构的设计，便于驱动挤出头的位置移动，从而便于3D打印。
2.该高速3D打印机，通过龙门架与运动框的连接，便于改变挤出头与圆形基板之间的角度，从而便于丰富打印过程切片角度与形状，使用较为灵活，打印质量较好，通过调节机构与驱动轴的配合，便于运动框与龙门架之间的相对位置的调节，从而便于改变挤出头与圆形基板之间的角度，操作较为便捷，较为实用。
3.该高速3D打印机，通过料辊机构的设计，便于为两个挤出头供料，从而便于两个挤出头的单独使用和同时使用，同时便于双色的3D打印，使用灵活性较好。
附图说明
图1为本发明局部剖视的立体结构示意图；
图2为本发明图1中A处的局部放大结构示意图；
图3为本发明图1中B处的局部放大结构示意图；
图4为本发明图1中C处的局部放大结构示意图；
图5为本发明图1中D处的局部放大结构示意图；
图6为本发明图1中E处的局部放大结构示意图；
图7为本发明图1中F处的局部放大结构示意图；
图8为本发明横轨、竖轨和移动块等配合的立体结构示意图；
图9为本发明横轨的立体结构示意图；
图10为本发明竖轨的立体结构示意图；
图11为本发明移动块的立体结构示意图；
图12为本发明整体的立体结构示意图。
图中：1、底座；2、圆形基板；3、电动升降杆；4、轨道板；5、安装齿环；6、龙门架；7、框架；8、顶座；9、圆环架；10、运动框；11、辅助轴；12、驱动轴；13、横轨；14、竖轨；15、移动块；16、横丝杆；17、竖丝杆；18、伺服电机；19、驱动齿轮；20、电动调节杆；21、卡扣；22、挤出头；23、导向管；24、转动盘；25、转动轴；26、储线辊；27、电动伸缩杆；28、辅助斜杆；29、稳定套；30、驱动块；31、导向筒；32、导向杆；33、稳定簧；34、驱动电机；35、传动齿轮；36、玻璃门；37、玻璃板；38、扣手；39、帽圈；40、帽盖。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
请参阅图1-12，一种高速3D打印机，包括底座1，还包括圆形基板2，圆形基板2通过电动升降杆3连接在底座1内，便于圆形基板2高度位置的调节，使用较为灵活，圆形基板2与底座1之间连接有多个弹性导向机构，弹性导向机构包括导向筒31和导向杆32，导向筒31和导向杆32分别与圆形基板2和底座1固定连接，导向筒31与导向杆32之间呈滑动配合，实现对上下运动过程中的圆形基板2的导向，圆形基板2的上下运动过程中的方向性较好，运行误差较小，打印较为精密，导向杆32与底座1之间固定连接有稳定簧33，便于提高圆形基板2升降调整过程中的稳定性，底座1内固定连接有轨道板4，轨道板4上转动连接有安装齿环5，轨道板4上安装有驱动机构，驱动机构包括驱动电机34和传动齿轮35，驱动电机34通过多个螺栓安装在底座1内，传动齿轮35与轨道板4转动连接，传动齿轮35与驱动电机34相啮合，传动齿轮35与安装齿环5相啮合，便于驱动安装齿环5相对于轨道板4转动，安装齿环5上安装有两个龙门架6，便于安装与支撑运动机构，两个龙门架6之间安装有两个运动机构，两个运动机构上均安装有挤出机构，底座1上固定连接有框架7，框架7上安装有顶座8，顶座8上开设有圆口，圆口内固定连接有圆环架9，便于安装与支撑转动盘24，同时便于耗材的通过，圆环架9上安装有料辊机构，料辊机构包括转动盘24和两个转动轴25，转动盘24与圆环架9转动连接，两个转动轴25均固定连接在转动盘24上，便于安装储线辊26，转动轴25上安装有储线辊26，便于为两个挤出头22供料，从而便于两个挤出头22的单独使用和同时使用，同时便于双色的3D打印，使用灵活性较好。
还需要说明的是，料辊机构和轨道板4之间安装两个调节机构，调节机构包括电动伸缩杆27和辅助斜杆28，电动伸缩杆27安装在安装齿环5上，辅助斜杆28与转动盘24固定连接，便于支撑电动伸缩杆27，从而便于提高电动伸缩杆27的运行平稳性，辅助斜杆28的底端固定连接有稳定套29，电动伸缩杆27与稳定套29转动连接，电动伸缩杆27上螺纹连接有驱动块30，驱动块30与驱动轴12转动连接，便于运动框10与龙门架6之间的相对位置的调节，从而便于改变挤出头22与圆形基板2之间的角度，操作较为便捷，较为实用，运动机构包括运动框10，运动框10上固定连接有两个辅助轴11和一个驱动轴12，两个辅助轴11分别与两个龙门架6连接，驱动轴12的两端分别与两个龙门架6连接，便于改变挤出头22与圆形基板2之间的角度，从而便于丰富打印过程切片角度与形状，使用较为灵活，打印质量较好，运动框10内滑动连接有横轨13和竖轨14，竖轨14上开设有通过口，横轨13滑动配合在通过口内，便于移动块15的安装，横轨13上和竖轨14上分别开设有横槽和竖槽，横槽内滑动连接有移动块15，移动块15与竖槽滑动连接，便于实现挤出头22的运动，运动框10内转动连接有横丝杆16和竖丝杆17，横丝杆16和竖丝杆17分别与竖轨14和横轨13螺纹连接，运动框10上安装有两个伺服电机18，两个伺服电机18的输出端均固定连接有驱动齿轮19，两个驱动齿轮19分别与横丝杆16和竖丝杆17相啮合，便于驱动挤出头22的位置移动，从而便于3D打印，挤出机构包括电动调节杆20，电动调节杆20与移动块15固定连接，电动调节杆20的伸缩端固定连接有卡扣21，卡扣21上安装有挤出头22，便于提高该高速3D打印机的工作效率，较为实用，挤出头22上安装有导向管23，便于耗材的引导，耗材使用过程中防护性较好。
还需要进一步说明的是，框架7上安装有玻璃门36和三个玻璃板37，玻璃门36上固定连接有两个合页，两个合页均与框架7固定连接，便于玻璃门36的转动，从而便于玻璃门36的开启，进而便于打印完成的物体的取出，三个玻璃板37均与框架7固定连接，便于框架7的内部的观察，顶座8上固定连接有帽圈39，帽圈39上转动连接有帽盖40，便于提高对储线辊26的防护，同时便于储线辊26上耗材的安装，帽盖40上转动连接有锁扣，帽圈39上固定连接有锁鼻，锁扣上开设有与锁鼻相匹配的条形口，便于帽盖40与帽圈39之间的锁闭与开启，顶框上固定连接有帽圈39，帽圈39上转动连接有帽盖40，转动盘24上开设有通线孔，导向管23固定连接在通线孔内，便于耗材的通过，同时便于导向管23的稳定，帽盖40和帽圈39均采用透明材质，便于帽盖40和帽圈39内部的观察，导向管23采用弹性材质，便于避免运动框10运动过程中扯断导向管23，使用较为稳定。
上述的电动升降杆3、伺服电机18、电动调节杆20、挤出头22、电动伸缩杆27和驱动电机34均为市面上购买的本领域技术人员公知的常规设备，电动升降杆3的型号为TJC-C4，伺服电机18的型号为1FL6022-2AF21-1AA1，电动调节杆20的型号为TJC-C1，挤出头22的型号为E3DV6，电动伸缩杆27的型号为FSL40，驱动电机34的型号为60ST-M01330，本专利中我们只是对其进行使用，并未对其结构和功能进行改进，其设定方式、安装方式和电性连接方式，对于本领域的技术人员来说，只要按照其使用说明书的要求进行调试操作即可，在此不再对其进行赘述，且电动升降杆3、伺服电机18、电动调节杆20、挤出头22、电动伸缩杆27和驱动电机34均设置有与其配套的控制开关，控制开关的安装位置根据实际使用需求进行选择，便于操作人员进行操作控制即可。
综上所述，该高速3D打印机的工作原理和工作过程为，在使用时，首先将该高速3D打印机固定放置在所需使用的地点，然后相对于帽盖40转动锁扣，使锁鼻完全退出锁扣上的条形口，锁扣与锁鼻之间的定位作用失效，相对于帽圈39转动帽盖40，将转动轴25上的储线辊26取下并在其上面安装耗材，耗材安装安成后，将耗材穿过导向管23送入挤出头22内，并将储线辊26重新装回转动轴25上，相对于帽圈39反向转动帽盖40，关闭帽盖40，相对于帽盖40反向转动锁扣，使锁鼻重新插入锁扣上的条形口内，实现帽盖40相对于帽圈39的锁闭，底座1内安装有控制系统，电动升降杆3、伺服电机18、电动调节杆20、挤出头22、电动伸缩杆27和驱动电机34均与控制系统电性连接，因此通过控制系统可以控制该高速3D打印机的工作，控制系统内设置有存储系统和处理系统，控制系统、存储系统和处理系统可依据实际需求进行定制或进行型号的选用。
进一步的，打印时，将需要三维打印的物体的电子模型导入控制系统内的存储系统中，处理系统实现电子模型的处理与信号的转换，转换后的信号传至电动升降杆3、伺服电机18、电动调节杆20、挤出头22、电动伸缩杆27和驱动电机34，从而实现电动升降杆3、伺服电机18、电动调节杆20、挤出头22、电动伸缩杆27和驱动电机34的工作的控制，电动升降杆3工作实现圆形基板2高度的调节，电动伸缩杆27工作实现运动框10与圆形基板2之间角度的调节，电动调节杆20工作实现挤出头22与运动框10之间的相对距离的调节，驱动电机34工作实现安装齿环5相对于轨道板4的转动，伺服电机18工作实现挤出头22在运动框10上的位置的调节，挤出头22工作实现耗材的打印送丝，挤出头22与圆形基板2的配合运动实现3D打印，打印速度较高，打印质量较高，使用灵活性较好，打印完成后，通过控制系统关闭电动升降杆3、伺服电机18、电动调节杆20、挤出头22、电动伸缩杆27和驱动电机34，通过扣手38使玻璃门36相对于框架7转动，从而将玻璃门36打开，玻璃门36打开后，将打印完成的物体取出，完成物体的3D打印，当需要双色3D打印时，在两个储线辊26上安装不同颜色的耗材，然后开启打印即可。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种高速3D打印机，包括底座(1)，其特征在于：还包括圆形基板(2)，所述圆形基板(2)通过电动升降杆(3)连接在所述底座(1)内，圆形基板(2)与底座(1)之间连接有多个弹性导向机构，底座(1)内固定连接有轨道板(4)，所述轨道板(4)上转动连接有安装齿环(5)，轨道板(4)上安装有驱动机构，安装齿环(5)上安装有两个龙门架(6)，两个龙门架(6)之间安装有两个运动机构，两个所述运动机构上均安装有挤出机构，底座(1)上固定连接有框架(7)，所述框架(7)上安装有顶座(8)，所述顶座(8)上开设有圆口，所述圆口内固定连接有圆环架(9)，所述圆环架(9)上安装有料辊机构，所述料辊机构和轨道板(4)之间安装两个调节机构。
2.根据权利要求1所述的一种高速3D打印机，其特征在于：所述运动机构包括运动框(10)，所述运动框(10)上固定连接有两个辅助轴(11)和一个驱动轴(12)，两个所述辅助轴(11)分别与两个龙门架(6)连接，所述驱动轴(12)的两端分别与两个龙门架(6)连接，所述运动框(10)内滑动连接有横轨(13)和竖轨(14)，所述竖轨(14)上开设有通过口，所述横轨(13)滑动配合在所述通过口内，横轨(13)上和竖轨(14)上分别开设有横槽和竖槽，所述横槽内滑动连接有移动块(15)，所述移动块(15)与所述竖槽滑动连接，所述运动框(10)内转动连接有横丝杆(16)和竖丝杆(17)，所述横丝杆(16)和竖丝杆(17)分别与竖轨(14)和横轨(13)螺纹连接，运动框(10)上安装有两个伺服电机(18)，两个伺服电机(18)的输出端均固定连接有驱动齿轮(19)，两个驱动齿轮(19)分别与横丝杆(16)和竖丝杆(17)相啮合。
3.根据权利要求2所述的一种高速3D打印机，其特征在于：所述挤出机构包括电动调节杆(20)，所述电动调节杆(20)与移动块(15)固定连接，电动调节杆(20)的伸缩端固定连接有卡扣(21)，卡扣(21)上安装有挤出头(22)，所述挤出头(22)上安装有导向管(23)。
4.根据权利要求3所述的一种高速3D打印机，其特征在于：所述料辊机构包括转动盘(24)和两个转动轴(25)，所述转动盘(24)与所述圆环架(9)转动连接，两个所述转动轴(25)均固定连接在转动盘(24)上，转动轴(25)上安装有储线辊(26)。
5.根据权利要求4所述的一种高速3D打印机，其特征在于：所述调节机构包括电动伸缩杆(27)和辅助斜杆(28)，所述电动伸缩杆(27)安装在所述安装齿环(5)上，所述辅助斜杆(28)与所述转动盘(24)固定连接，辅助斜杆(28)的底端固定连接有稳定套(29)，电动伸缩杆(27)与所述稳定套(29)转动连接，电动伸缩杆(27)上螺纹连接有驱动块(30)，所述驱动块(30)与所述驱动轴(12)转动连接。
6.根据权利要求5所述的一种高速3D打印机，其特征在于：所述弹性导向机构包括导向筒(31)和导向杆(32)，所述导向筒(31)和导向杆(32)分别与所述圆形基板(2)和底座(1)固定连接，导向筒(31)与导向杆(32)之间呈滑动配合，导向杆(32)与底座(1)之间固定连接有稳定簧(33)。
7.根据权利要求6所述的一种高速3D打印机，其特征在于：所述驱动机构包括驱动电机(34)和传动齿轮(35)，所述驱动电机(34)安装在所述底座(1)内，所述传动齿轮(35)与所述轨道板(4)转动连接，所述传动齿轮(35)与驱动电机(34)相啮合，传动齿轮(35)与所述安装齿环(5)相啮合。
8.根据权利要求7所述的一种高速3D打印机，其特征在于：所述框架(7)上安装有玻璃门(36)和三个玻璃板(37)，所述玻璃门(36)上固定连接有两个合页，两个所述合页均与框架(7)固定连接，所述玻璃门(36)上安装有扣手(38)，三个所述玻璃板(37)均与所述框架(7)固定连接。
9.根据权利要求8所述的一种高速3D打印机，其特征在于：所述顶座(8)上固定连接有帽圈(39)，所述帽圈(39)上转动连接有帽盖(40)，所述帽盖(40)上转动连接有锁扣，所述帽圈(39)上固定连接有锁鼻，所述锁扣上开设有与锁鼻相匹配的条形口。
10.根据权利要求9所述的一种高速3D打印机，其特征在于：所述转动盘(24)上开设有通线孔，所述导向管(23)固定连接在所述通线孔内，所述帽盖(40)和帽圈(39)均采用透明材质，所述导向管(23)采用弹性材质。
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