CN114801169A - 一种耐高温熔融沉积制造打印装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种耐高温熔融沉积制造打印装置，包括五轴联动机构、打印装置主体、加工单元、温控单元、温度传感器和接控制系统；打印装置主体包括密封筒和设置在密封筒上沿处的密封环，密封筒和密封环内部中空，且密封筒和密封环相互连通；加工单元包括设置在密封筒内部的打印台和设置在密封筒上部的打印头，两者相对设置；打印头和打印台通过五轴联动机构实现加工时的运动；温控单元包括输气管道以及气流喷头，输气管道与密封筒连通输入热气流；在密封筒和密封环上均设有多个气流喷头；控制系统根据温度传感器所采集的温度信息对气流喷头的角度和流量进行调控，对局部和整体的温度的控制，确保打印件整体温度同步变化，提高加工质量、稳定性。

Description

一种耐高温熔融沉积制造打印装置
技术领域
本发明属于熔融沉积型增材制造领域，尤其涉及一种耐高温熔融沉积制造打印装置，能够改变成型环境温度。
背景技术
21世纪以来，3D打印技术进入了蓬勃发展的时刻，被视为智能制造业的一次重大革命，促进了新兴产业的快速发展和产业的深刻变革。3D打印技术和传统的制造加工成型方式相比，有操作难度低，成型步骤少，生产效率高等优点，发展尤其迅速。而与其他3D打印技术路径相比，FDM具有成本低、结构简单等优点，因此得到了推广与重视。
但FDM(Fused Deposition Modeling”,即熔积成型法)技术仍然存在成型精度低、支撑材料难以剥离等缺点。特别是在实际打印过程中，由于在冷却过程中温度变化不均所引起的材料变形以及材料本身存在的残余应力导致打印件经常发生翘曲，极大的影响了零件的形状精度，往往导致打印出的零件无法满足配合要求。
发明内容
为了解决现有技术中存在的不足，本申请提出了一种耐高温熔融沉积制造打印装置，在五轴联动型打印机的基础上，通过气流控温系统控制打印机内局部和整体的温度，确保打印件整体温度同步变化，提高打印机的产品质量、稳定性。有效解决传统的熔融沉积制造打印机打印时层与层之间温度冷却速度不均产生翘曲这一问题，
本发明所采用的技术方案如下：
一种耐高温熔融沉积制造打印装置，包括：
五轴联动机构，
打印装置主体，所述打印装置主体包括密封筒和设置在密封筒上沿处的密封环，所述密封筒和密封环内部中空，且密封筒和密封环相互连通；
加工单元，所述加工单元包括相对设置的打印头和打印台，所述打印台设置在密封筒内部，所述打印头设置在密封筒上部；所述打印头和打印台通过五轴联动机构实现加工时的运动；
温控单元，所述温控单元包括输气管道以及气流喷头，所述输气管道与密封筒连通，以输入热气流；在密封筒和密封环上均设有多个气流喷头；所述密封筒上的气流喷头能沿竖直方向转动，所述密封环上的气流喷头能沿水平方向转动；
温度传感器，所述温度传感器设置在打印头以及密封筒、密封环上，所述温度传感器通过信号线连接控制系统；
控制系统，所述控制系统分别与加工单元、温控单元中的电控单元信号连接。
进一步，所述气流喷头包括气流管、转向电机、转向珠；气流管的一端与密封筒壁面或密封环壁面螺纹连接；气流管的另一端装有转向珠，转向珠上的出气管用于排出热气流，转向珠上的转向杆上通过齿轮与转向电机，所述转向电机与控制系统信号连接。
进一步，所述气流管上设置电控阀门，电控阀门通过信号线连接控制系统。
进一步，输气管道的进气端连接气泵，在输气管道上设置气体加热装置。
进一步，所述打印台分为下层打印台和上层打印台，下层打印台和上层打印台之间通过弹簧进行连接。
进一步，密封筒、密封环上的气流喷头的均按照阵列设置多个。
进一步，控制系统的控制的温度调节策略为：
预设密封筒内各区域对应的理想温度；将温度传感器所测量到的各区域的实际温度与各区域对应的理想温度进行比较；若实际温度低于或高于区域的理想温度时，则通过控制气流喷头的角度以及流量，对相应区域温度进行调节。
进一步，所述打印头处设置激光测量装置。
进一步，所述打印头处设置高速数控加工单元。
进一步，构建三维坐标系，五轴联动机构包括Y轴运动单元、X轴运动单元和Z轴运动单元；
所述X轴运动单元包括沿X轴移动单元和绕X轴旋转单元；所述X轴移动单元设置位于打印装置主体上部；X轴移动单元包括X轴移动滑块、X轴移动导轨、X轴丝杠螺杆、X 轴移动步进电机；X轴丝杠螺杆的一端连接X轴移动步进电机，X轴移动滑块安装在X轴移动导轨、X轴丝杠螺杆上，X轴移动滑块和X轴丝杠螺杆螺纹配合；X轴旋转单元包括X轴旋转电机，X轴旋转电机设置在密封筒内，X轴旋转电机的输出端与打印台底座动力连接；
所述Y轴运动单元包括，Y轴移动支架、Y轴移动步进电机、Y轴导轨、Y轴移动滑块、Y轴丝杠螺杆；所述Y轴移动支架与X轴移动滑块固定连接；Y轴移动支架和端盖之间设置 Y轴导轨和Y轴丝杠螺杆，Y轴丝杠螺杆的一端连接Y轴移动步进电机，Y轴移动滑块安装在Y轴导轨和Y轴丝杠螺杆上，Y轴移动滑块与Y轴丝杠螺杆螺纹配合，所述打印头与Y 轴移动滑块连接；
Z轴运动单元包括沿Z轴移动单元和绕Z轴旋转单元；所述Z轴移动单元包括Z轴移动步进电机、Z轴移动滑块、Z轴丝杠螺杆、Z轴导轨；Z轴丝杠螺杆连接Z轴移动步进电机；Z轴移动滑块安装在Z轴丝杠螺杆和Z轴导轨，Z轴移动滑块与Z轴丝杠螺杆螺纹配合， Z轴移动滑块连接打印台底座；所述绕Z轴旋转单元包括Z轴旋转电机、Z轴齿轮，Z轴旋转电机设置在打印台底座上，Z轴旋转电机与打印台动力连接。
本发明的有益效果：
(1)设计了一种耐高温熔融沉积制造打印机，设计了五轴联动的机构运动方案，通过五轴联动结构，实现无支撑的3d打印，降低了材料消耗，提高了加工件的表面精度。在空间结构的设计上，五轴联动中旋转轴传动相较于采用同步带传动以及电动机直接驱动，齿轮传动显然更加节省空间并且也保证了所需要的精度。此外，y轴移动支架设计成一体式中空结构，以减轻整体质量，在固定板两侧都设有加强筋，以防固定板过长而刚度不足。
(2)通过阶梯式的控温，可以精准控制打印机内部打印空间整体和局部的温度变化，使得打印件凝固收缩时；另外，层与层之间温度可以同步变化，以此改善打印件内应力产生情况，使得翘曲得以抑制，成型精度得到改善。
(3)基于本装置对工作时温度的控制，使得被打印件可以均匀冷却，因此打印头可以使用熔点更高的材料，而不必担心材料冷却时翘曲的问题。因此在一定程度上，本发明拓展了FDM技术的打印材料范围。
附图说明
图1是本发明装置的结构示意图；
图2是本发明装置竖直截面剖视图；
图3是本发明装置水平截面剖视图；
图4是本发明装置气流喷头局部剖视图；
图5是本发明装置y轴移动单元示意图；
图6是本发明装置打印头示意图；
图7是本发明装置气流密封环(半环)结构示意图；
图8是本发明装置打印台示意图；
图9是本发明装置工作流程图；
图10是本发明装置工作时温度分布图；
图中，1.底座；2.密封筒；3.密封环；4.Y轴移动步进电机；5.Y轴移动支架；6.Y轴导轨；7.Y轴移动滑块；8.X轴移动滑块；9.X轴移动导轨；10.激光测量装置；11.打印头；12.固定块；13.支架；14.下层打印台；15.上层打印台；16.控制系统；17.X轴移动步进电机；18.X轴丝杠螺杆；19.密封环气流喷头；20.筒壁气流喷头；21.温度传感器；22.Z 轴齿轮；23.Z轴联轴器；24.Z轴移动步进电机；25.端板；26.Z轴移动滑块；27.筒壁中空部分；28.X轴旋转电机；29.Z轴丝杠螺杆；30.Z轴旋转电机；31.Z轴导轨；32. 气流管；33.转向电机；34.转向珠；35.Y轴联轴器；36.Y轴丝杠螺杆；37.丝杠滑块； 38.直线轴承；39.端盖；40.高速数控加工单元；41.送丝电机；42.散热片；43.加热铝块； 44.打印喷嘴；45.密封环气流管道；46.气流通道；47.打印台底座。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1、2所示，本发明主要设计出了一种耐高温熔融沉积制造打印装置，主要包括打印装置主体、加工单元、五轴联动机构和温控单元。以下结合附图对这几部分的结构进行说明：
打印装置主体包括密封筒2和密封环3。其中，密封筒2的上端开口，底部封闭；密封筒2的筒壁设置为中空结构。如图7所示的密封环3也是内部中空的结构，密封环3设置在密封筒2的上部。密封环3的内部为环形的密封环气流管道45。密封环3和密封筒2 内部的腔体通过气流通道46相互连通。为了整个装置的稳定性，可以将密封筒2固定安装在底座1上。
建立坐标系，在水平面建立X轴和Y轴，以竖直方向为Z轴；五轴联动机构包括Y轴运动单元、X轴运动单元和Z轴运动单元。
X轴运动单元包括沿X轴移动单元和绕X轴旋转单元；X轴移动单元设置位于打印装置主体上部；在本实施例，通过在底座1上固定安装拱形的支架13，支架13的横梁位于打印装置主体的正上方；X轴移动单元安装在支架13的横梁上。X轴移动单元包括X轴移动滑块8、X轴移动导轨9、X轴丝杠螺杆18、X轴移动步进电机17；其中，X轴移动导轨9、 X轴丝杠螺杆18安装在支架13，且两者相互平行。X轴丝杠螺杆18的一端连接X轴移动步进电机17。X轴移动滑块8安装在X轴移动导轨9、X轴丝杠螺杆18上，其中，X轴移动滑块8和X轴丝杠螺杆18螺纹配合，X轴移动滑块8和X轴移动导轨9可滑动连接；由 X轴移动步进电机17驱动X轴丝杠螺杆18转动，从而带动X轴移动滑块8沿X轴方向的直线运动。
如图3绕X轴旋转单元包括X轴旋转电机28，X轴旋转电机28设置在打印装置主体内部，X轴旋转电机28的输出端与打印台底座47动力连接，通过X轴旋转电机28带动打印台底座47沿X轴旋转。
Y轴运动单元位于打印装置主体上部，且Y轴运动单元与X轴移动单元的X轴移动滑块8之间固定连接；如图5所示，Y轴运动单元包括Y轴移动支架5、Y轴移动步进电机4、 Y轴导轨6、Y轴移动滑块7、Y轴丝杠螺杆36、端盖39。其中，Y轴移动支架5和端盖39 设置在打印装置主体上部的正上部，Y轴移动支架5与X轴移动单元的X轴移动滑块8固定连接；由X轴移动单元带动Y轴运动单元整体沿X轴移动。在Y轴移动支架5和端盖39 之间设置Y轴导轨6和Y轴丝杠螺杆36，两者相互平行；其中，Y轴丝杠螺杆36的一端通过Y轴联轴器35连接Y轴移动步进电机4。Y轴移动滑块7安装在Y轴导轨6和Y轴丝杠螺杆36上，其中，Y轴移动滑块7与Y轴丝杠螺杆36螺纹配合，Y轴移动滑块7与Y轴导轨6可滑动连接；由Y轴移动步进电机4驱动Y轴丝杠螺杆36旋转，从而带动Y轴移动滑块7沿Y轴方向的直线运动，由于打印头11与Y轴移动滑块7连接，所以可以实现打印头 11沿Y轴方向的直线运动。
Z轴运动单元包括沿Z轴移动单元和绕Z轴旋转单元；Z轴移动单元和绕Z轴旋转单元均置于打印装置主体内部。其中，Z轴移动单元包括Z轴移动步进电机24、Z轴移动滑块26、Z轴丝杠螺杆29、Z轴导轨31等。其中，Z轴丝杠螺杆29、Z轴导轨31沿Z轴设置， Z轴丝杠螺杆29的底端通过Z轴联轴器23连接Z轴移动步进电机24；Z轴移动滑块26安装在Z轴丝杠螺杆29和Z轴导轨31，Z轴移动滑块26与Z轴丝杠螺杆29螺纹配合，Z轴移动滑块26与Y轴导轨6可滑动连接；同时Z轴移动滑块26连接打印台底座47，带动打印台底座47沿Z轴运动单元做直线运动。
绕Z轴旋转单元包括Z轴旋转电机30、Z轴齿轮22，如图2、3和8所示，Z轴旋转电机30设置在打印台底座47上，Z轴旋转电机30上装有传动齿轮，打印台的底部装有Z轴齿轮22，Z轴齿轮22与Z轴旋转电机30上的传动齿轮相互啮合传动，由此Z轴旋转电机 30可以带动打印台沿Z轴旋转。
加工单元包括打印头11和打印台。其中，打印头11固定安装在Y轴移动滑块7的底部，朝向打印装置主体内部。如图6所示，打印头11包括高速数控加工单元40、送丝电机41、散热片42、加热铝块43、打印喷嘴44；高速数控加工单元40、送丝电机41、散热片42、加热铝块43、打印喷嘴44安装在打印头安装架上，打印头安装架于Y轴移动滑块 7固定连接；由此，可以在X轴移动单元、Y轴运动单元的作用下，实现打印头11在X轴、Y轴方向上的移动。当打印件尺寸偏大时，采用高速数控加工单元40对超差部分进行铣削加工。在打印头11处还设置激光测量装置10，用于测量被打印件尺寸精度并反馈给控制系统。
打印台分为下层打印台14和上层打印台15，下层打印台14和上层打印台15之间通过弹簧进行连接，利用弹簧起到缓冲、减震作用。
温控单元包括设置在打印装置主体上的输气管道以及气流喷头；输气管道与密封筒2 连通，将热气流输入至密封筒2内部腔体内，由于密封筒2和密封环3之间相互连通，热气流也会进入密封环3内部腔体内；由于过密封筒2和密封环3内的热气流与打印装置主体内部空气发生热交换，因此能够提高打印装置主体内部打印环境的整体温度。在本实施例中，输气管道的进气端连接气泵，通过气泵泵入气体；且在输气管道上设置气体加热装置，利用气体加热装置对泵入的气体进行加热，进而获得热气流。
为了能够实现对打印环境中特定位置的温度进行调节，本申请在密封筒2和密封环3 的内壁设置气流喷头，通过控制气流喷头的流量及角度，实现对打印环境的控温。更具体地，在本实施例中，在密封筒2、密封环3的内壁设置n列气流喷头，根据密封筒2、密封环3的尺寸在每列相应设置m1、m2个气流喷头。密封筒2内的热气流自筒壁气流喷头20 喷出，通过控制气流喷头的流量及角度，可以实现逐层加热，阶梯式控温。密封环3内的热气流自密封环气流喷头19喷出，通过调节气流喷头的角度以及流量，确保筒壁口温度合适，维持打印区域内部与外界的温差。
密封环气流喷头19和筒壁气流喷头20的结构相同，如图4所示，气流喷头包括气流管32、转向电机33、转向珠34；气流管32的一端与密封筒2壁面或密封环3壁面螺纹连接；气流管32的另一端装有转向珠34，转向珠34上的出气管用于排出热气流，转向珠34 上的转向杆上通过齿轮与转向电机33，通过转向电机33调节气流喷头的出气方向。
在本申请中。密封环气流喷头19的转向电机33置于喷头上方，电机旋转带动转向珠 (34)绕轴回转，实现水平面内气流角度的调节。
筒壁气流喷头2的转向电机33置于喷头侧方，电机旋转带动转向珠(34)绕轴回转，实现竖直平面内气流角度的调节。
在本实施例中，X轴移动滑块8、Y轴移动滑块7以及Z轴移动滑块26的结构相同，结合附图5以X轴移动滑块8为例进行说明，X轴移动滑块8上沿水平轴线开设三个平行的通孔，中间的通孔内装有丝杠滑块37，丝杠滑块37设置螺纹孔；该螺纹孔与丝杠螺杆相配合；两个侧孔内分别装有直线轴承38，在该直线轴承38内装有移动导轨；故当电机驱动丝杠螺杆转动时，由于丝杠螺杆与丝杠滑块37的配合，将丝杠螺杆的旋转运动转化为丝杠滑块37的直线运动，同时移动导轨起到导向的作用。
打印头11以及密封筒2、密封环3的内壁上均安装有温度传感器21，温度传感器21通过信号线连接控制系统16；在打印过程，温度传感器21会持续检测打印环境中各区域处的温度信息并将所测量到的温度信息传输至控制系统16。控制系统16的控制的温度调节策略为：控制系统16内将所测得的各区域的实际温度与各区域对应的理想温度进行比较的到各区域处对应的温度差值。气流喷头的转向电机33通过信号线连接控制系统16，控制系统16根据温度差值控制气流喷头的转向电机33对气流喷头的角度进行改变对温度进行调节；更具体地，若温度差值为正值，说明实际温度高于理想温度，可以通过改变气流喷头的角度(不朝向该区域)以及减小气流量，使得该区域的温度下降到理想温度；若温度差值为负值，说明实际温度低于理想温度，可以通过改变气流喷头的角度(朝向该区域) 以及增大气流量，使得该区域的温度上升到理想温度；为了能够对气流喷头的流量进行控制，在气流管32上设置电控阀门，电控阀门通过信号线连接控制系统16，控制系统16根据温度差值控制电控阀门的开合程度，进而对气流喷头的流量进行调控。
在本申请中，接控制系统16通过信号线分别连接加工单元、五轴联动机构和温控单元，对加工单元、五轴联动机构和温控单元的各单元，进而实现对各单元工作进行控制。例如五轴联动机构中的电机均通过信号线连接控制系统16，通过对各个电机的控制，实现五轴联动。同理对其他几个单元进行相应的控制。
ePEEK材料具有优异的物理性能，耐磨，耐高温以及良好的化学稳定性，十分适合作为本专利打印材料；下面以ePEEK材料为例，结合图9、10对本装置的工作过程做进一步说明：
A：先检查打印机和接控制系统16的连接情况，确保接触正常，打印板上清洁干净无异物，接着查看材料的上料情况，确认无误后启动打印机；
B：在打印机启动后，启动打印机配套软件，执行初始化操作，旋转打印台以及打印喷头自动移动到系统设定的初始位置；
C：准备工作就绪后，将打印台预热至100℃到120℃左右，而打印头预热至400℃左右；打印台用导热绝缘的材料，中间埋入加热电阻丝或者是蚀刻有加热电路的金属箔，通电加热进行预热。
D：根据具体加工零件，确定打印高度、打印质量(加工参数)、用料情况以及具体打印时间；
E：开始通入热气流，打印机整体预热，被加工件附近区域温度约为120℃至140℃之间，而距离被打印件较远的位置温度适当调低，一般不高于100℃，通过调整顶部气流密封环的气流喷头，使得筒壁开口部分形成封闭的热气流层，热气流层温度在140℃至150℃之间；
F：分布筒壁内温度传感器实时检测环境温度并传递给控制系统，形成温度的闭环控制，当温度符合预先设定的数值时，进行步骤G,当温度和理想值出现偏离时，跳至步骤L；
G：送料装置开始送料，材料在打印头内被高温熔化。打印头沿零件截面轮廓和填充轨迹运动,同时将熔化的材料挤出,材料迅速固化,并与周围的材料粘结；
H:每有一层打印完成后激光测量装置都会进行工作，检测工件的成型精度，再将测量结果传递至控制系统；
I：激光测量装置对完成的打印层进行无接触测量，并记录下缺陷的位置；
J：激光测量装置将缺陷位置数据传输至控制系统，控制系统根据设定的数值进行判断，如果缺陷在允许误差范围内，跳至步骤N；如果缺陷情况超出了设定的误差，则继续步骤 J；
K：如果测量结果大于设计尺寸，并超出了允许误差，则要及时生成数控加工程序，采用高速数控加工单元对被加工件进行修配；如果测量结果小于设计尺寸，并超出了允许误差，控制系统根据缺陷情况自动生成数控加工程序，在后续对缺陷予以修补，修补后返回步骤H；
L：打印头温度传感器进行无接触测量，将数据传递回控制系统，系统并根据温差调整气流喷头流量以及工作角度；
M：若环境温度改变，偏离打印的最佳环境温度，若温度变化在可接受范围内，重复步骤L；
N：打印一层结束后，打印台下降相应高度，接着检查被打印工件是否超出气流喷头加热范围(要保证被加工件整体在约60℃到70℃的环境中冷却)，并依据结果调整气流喷头角度以及流量，接着打印下一层；
O：此后的打印过程一直重复步骤F到步骤N，直到加工完成。
以上实施例仅用于说明本发明的设计思想和特点，其目的在于使本领域内的技术人员能够了解本发明的内容并据以实施，本发明的保护范围不限于上述实施例。所以，凡依据本发明所揭示的原理、设计思路所作的等同变化或修饰，均在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种耐高温熔融沉积制造打印装置，其特征在于，包括：
五轴联动机构，
打印装置主体，所述打印装置主体包括密封筒(2)和设置在密封筒(2)上沿处的密封环3，所述密封筒(2)和密封环(3)内部中空，且密封筒(2)和密封环(3)相互连通；
加工单元，所述加工单元包括相对设置的打印头(11)和打印台，所述打印台设置在密封筒(2)内部，所述打印头(11)设置在密封筒(2)上部；所述打印头(11)和打印台通过五轴联动机构实现加工时的运动；
温控单元，所述温控单元包括输气管道以及气流喷头，所述输气管道与密封筒(2)连通，以输入热气流；在密封筒(2)和密封环(3)上均设有多个气流喷头；所述密封筒(2)上的气流喷头能沿竖直方向转动，所述密封环(3)上的气流喷头能沿水平方向转动；
温度传感器(21)，所述温度传感器(21)设置在打印头(11)以及密封筒(2)、密封环(3)上，所述温度传感器(21)通过信号线连接控制系统(16)；
控制系统(16)，所述控制系统(16)分别与加工单元、温控单元中的电控单元信号连接。
2.根据权利要求1所述的一种耐高温熔融沉积制造打印装置，其特征在于，所述气流喷头包括气流管(32)、转向电机(33)、转向珠(34)；气流管(32)的一端与密封筒(2)壁面或密封环(3)壁面螺纹连接；气流管(32)的另一端装有转向珠(34)，转向珠(34)上的出气管用于排出热气流，转向珠(34)上的转向杆上通过齿轮与转向电机(33)，所述转向电机(33)与控制系统(16)连接。
3.根据权利要求2所述的一种耐高温熔融沉积制造打印装置，其特征在于，所述气流管(32)上设置电控阀门，电控阀门通过信号线连接控制系统(16)。
4.根据权利要求1所述的一种耐高温熔融沉积制造打印装置，其特征在于，输气管道的进气端连接气泵，在输气管道上设置气体加热装置。
5.根据权利要求1所述的一种耐高温熔融沉积制造打印装置，其特征在于，所述打印台分为下层打印台(14)和上层打印台(15)，下层打印台(14)和上层打印台(15)之间通过弹簧进行连接。
6.根据权利要求1所述的一种耐高温熔融沉积制造打印装置，其特征在于，密封筒(2)、密封环(3)上的气流喷头的均按照阵列设置多个。
7.根据权利要求1、2或3所述的一种耐高温熔融沉积制造打印装置，其特征在于，控制系统(16)的控制的温度调节策略为：
预设密封筒(2)内各区域对应的理想温度；将温度传感器21所测量到的各区域的实际温度与各区域对应的理想温度进行比较；若实际温度低于区域的理想温度，则该通过控制气流喷头的角度以及流量，对相应区域温度进行补偿。
8.根据权利要求7所述的一种耐高温熔融沉积制造打印装置，其特征在于，所述打印头(11)处设置激光测量装置(10)。
9.根据权利要求7所述的一种耐高温熔融沉积制造打印装置，其特征在于，所述打印头(11)处设置高速数控加工单元(40)。
10.根据权利要求7所述的一种耐高温熔融沉积制造打印装置，其特征在于，构建三维坐标系，五轴联动机构包括Y轴运动单元、X轴运动单元和Z轴运动单元；
所述X轴运动单元包括沿X轴移动单元和绕X轴旋转单元；所述X轴移动单元设置位于打印装置主体上部；X轴移动单元包括X轴移动滑块(8)、X轴移动导轨(9)、X轴丝杠螺杆(18)、X轴移动步进电机(17)；X轴丝杠螺杆(18)的一端连接X轴移动步进电机(17)，X轴移动滑块(8)安装在X轴移动导轨(9)、X轴丝杠螺杆(18)上，X轴移动滑块(8)和X轴丝杠螺杆(18)螺纹配合；X轴旋转单元包括X轴旋转电机(28)，X轴旋转电机(28)设置在密封筒(2)内，X轴旋转电机(28)的输出端与打印台底座(47)动力连接；
所述Y轴运动单元包括，Y轴移动支架(5)、Y轴移动步进电机(4)、Y轴导轨(6)、Y轴移动滑块(7)、Y轴丝杠螺杆(36)；所述Y轴移动支架(5)与X轴移动滑块(8)固定连接；Y轴移动支架(5)和端盖(39)之间设置Y轴导轨(6)和Y轴丝杠螺杆(36)，Y轴丝杠螺杆(36)的一端连接Y轴移动步进电机(4)，Y轴移动滑块(7)安装在Y轴导轨(6)和Y轴丝杠螺杆(36)上，Y轴移动滑块(7)与Y轴丝杠螺杆(36)螺纹配合，所述打印头(11)与Y轴移动滑块(7)连接；
Z轴运动单元包括沿Z轴移动单元和绕Z轴旋转单元；所述Z轴移动单元包括Z轴移动步进电机(24)、Z轴移动滑块(26)、Z轴丝杠螺杆(29)、Z轴导轨(31)；Z轴丝杠螺杆(29)连接Z轴移动步进电机(24)；Z轴移动滑块(26)安装在Z轴丝杠螺杆(29)和Z轴导轨(31)，Z轴移动滑块(26)与Z轴丝杠螺杆(29)螺纹配合，Z轴移动滑块(26)连接打印台底座(47)；所述绕Z轴旋转单元包括Z轴旋转电机(30)、Z轴齿轮(22)，Z轴旋转电机(30)设置在打印台底座(47)上，Z轴旋转电机(30)与打印台动力连接。
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