CN203410031U - 一种3d打印机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种打印机，特别是一种3D打印机，属于3D打印设备技术领域；所述3D打印机，包括机架，所述机架上设置有熔丝堆叠打印系统和光固化打印系统；本实用新型的3D打印机，提供了一种同时具有熔丝堆叠和光固化两种打印方式的3D打印机，提高了打印设备的应用范围和使用灵活度，同时还巧妙的利用了两种打印方式的特点，两套打印系统共用一套竖直升降机构，进一步有效缩小了设备体积，降低了设备成本。

Description

一种3D打印机

技术领域

本实用新型涉及一种打印机，特别是一种3D打印机，属于3D打印设备技术领域。 

背景技术

3D打印机，即快速成形技术的一种机器，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。过去其常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，现正逐渐用于一些产品的直接制造。3D打印是“增材制造”（Additive Manufacturing）的主要实现形式。“增材制造”的理念区别于传统的“去除型”制造，传统数控制造一般是在原材料基础上，使用切割、磨削、腐蚀、熔融等办法，去除多余部分，得到零部件，再以拼装、焊接等方法组合成最终产品，而“增材制造”与之截然不同，无需原胚和模具，就能直接根据计算机图形数据，通过增加材料的方法生成任何形状的物体，简化产品的制造程序，缩短产品的研制周期，提高效率并降低成本。

现有技术中，3D打印中熔丝堆叠和光固化的打印方式技术方案已较为成熟，熔丝堆叠方式打印出的成品结构强度较高，但精细度稍逊，光固化方式精细度很高，但基于材料原因结构强度稍逊。现有的3D打印设备一般采用单一技术方案，造成设备的前期投入大，且打印的灵活度不高。 

发明内容

本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种同时具有熔丝堆叠和光固化的打印方式的3D打印机，提高打印设备的应用范围和使用灵活度。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种3D打印机，包括机架，所述机架上设置有熔丝堆叠打印系统和光固化打印系统；所述熔丝堆叠打印系统包括熔丝堆叠打印头和熔丝堆叠打印平台，所述熔丝堆叠打印头通过平面移动机构设置于机架上部，所述平面移动机构能带动熔丝堆叠打印头在机架X轴上和Y轴上往复移动，所述熔丝堆叠打印平台通过竖直升降机构设置于熔丝堆叠打印头下部的机架上，所述竖直升降机构能带动熔丝堆叠打印平台在机架Z轴上往复移动；所述光固化打印系统包括激光打标机扫描头、光敏树脂料斗和光固化打印平台，所述光敏树脂料斗固定于机架下部，激光打标机扫描头固定于光敏树脂料斗下部的机架上，所述光固化打印平台通过竖直升降机构设置于光敏树脂料斗上部的机架上，所述竖直升降机构能带动光固化打印平台在机架Z轴上往复移动。

由于采用了上述技术方案，所述3D打印机的机架上同时设置有熔丝堆叠打印系统和光固化打印系统，巧妙的利用两种打印方式的特点，将其设备集成与一台设备中，提高了打印设备的应用范围和使用灵活度。所述熔丝堆叠打印系统的熔丝堆叠打印头通过平面移动机构，能够在机架顶部的水平面上在X轴和Y轴两个轴向上做4个方向的运动，同时熔丝堆叠打印平台通过竖直升降机构在能够在机架上做上下运动，从而实现X轴、Y轴和Z轴的三维动作，通过熔丝堆叠打印头熔丝堆叠而完成3D打印过程；相同的，所述光固化打印系统通过激光打标机扫描头中的X轴、Y轴振镜和场镜，实现扫描激光的平面扫描，配合激光打标机扫描头上部的光固化打印平台在竖直升降机构的升降下运动，从而实现X轴、Y轴和Z轴的三维动作，通过激光打标机扫描头扫描，光敏树脂料斗内的光敏树脂在光固化打印平台上完成3D打印过程。两套打印系统，可以利用同一套竖直升降机构，也可以各设置一套竖直升降机构。

本实用新型的3D打印机，所述平面移动机构包括设置于机架顶部的X轴平移机构和Y轴平移机构；所述X轴平移机构包括X轴导轨、X轴同步皮带轮和X轴步进电机，所述Y轴平移机构包括Y轴导轨、Y轴同步皮带轮和Y轴步进电机，所述X轴导轨设置于机架两平行侧，X轴同步皮带轮设置于X轴导轨两端部，所述Y轴导轨滑动设置于X轴导轨上，Y轴皮带轮和Y轴步进电机分别设置于Y轴导轨两端部，所述熔丝堆叠打印头滑动设置于Y轴导轨上，所述X轴同步皮带轮和X轴步进电机通过皮带与Y轴导轨连接，所述Y轴同步皮带轮和Y轴步进电机通过皮带与熔丝堆叠打印头连接。

由于采用了上述技术方案，采用同步电机、皮带、皮带轮配合导轨轴技术方案的平面移动机构，Y轴导轨固定在X轴同步皮带轮设置的皮带上，通过X轴步进电机带动，熔丝堆叠打印头固定在Y轴同步皮带轮设置的皮带上，通过Y轴步进电机带动，这种平面移动机构结构简单，具有控制精确灵活、效率高的优点。

本实用新型的3D打印机，所述Y轴平移机构包括两根平行设置的Y轴导轨，所述熔丝堆叠打印头设置于两Y轴导轨上。

由于采用了上述技术方案，两根平行设置的Y轴导轨，使得熔丝堆叠打印头在Y轴平移机构上运动稳定可靠，有利于提高打印的进度，保证装置运转的平稳。

本实用新型的3D打印机，所述X轴导轨与Y轴导轨相垂直。

所述熔丝堆叠打印平台和光固化打印平台设置于同一竖直升降机构上。

由于采用了上述技术方案，所述熔丝堆叠打印平台和光固化打印平台能够利用同一套竖直升降机构，有效的节省了设备空间，降低设备成本。

本实用新型的3D打印机，所述熔丝堆叠打印平台设置有水平调节螺栓。

本实用新型的3D打印机，所述光固化打印平台设置有水平调节螺栓。

由于采用了上述技术方案，所述水平调节螺栓能够分别对熔丝堆叠打印平台和光固化打印平台的水平度进行调剂，避免了因为水平度不佳导致的打印精度不高的问题，水平调节螺栓的调节灵活，且能独立的对两个打印系统进行单独的调剂。

本实用新型的3D打印机，所述竖直升降机构包括升降架、Z轴丝杆和Z轴步进电机，所述升降架配合设置于Z轴丝杆上，所述Z轴丝杆端部设置有Z轴皮带轮，Z轴皮带轮通过皮带与Z轴步进电机连接。

由于采用了上述技术方案，所述竖直升降机构采用与平面移动机构相似的移动机构，Z轴丝杆上与升降架配通过丝杠螺纹配合，在Z轴步进电机带动Z轴皮带轮转动后带动升降架升降，具有控制精确灵活、效率高的优点。

本实用新型的3D打印机，所述Z轴步进电机与Z轴皮带轮间还设置有配合的Z轴皮带张紧轮。

由于采用了上述技术方案，Z轴皮带张紧轮能有效的调节Z轴丝杆上配套的皮带，保证转动的高效和准确。

本实用新型的3D打印机，所述熔丝堆叠打印系统和光固化打印系统与机架可拆卸连接。

由于采用了上述技术方案，提高了装置装配的灵活性，同时针对只需要单一打印模式的用户可以只装备一种功能打印系统组件，可以进一步减少设备的初期投资。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：本实用新型提供了一种具有熔丝堆叠和光固化两种打印方式的3D打印机，提高了打印设备的应用范围和使用灵活度，同时还巧妙的利用了两种打印方式的特点，两套打印系统共用一套竖直升降机构，有效缩小了体积，降低了设备成本。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型图1的局部剖面结构示意图。

图中标记：1-机架、2-熔丝堆叠打印头、3-熔丝堆叠打印平台、4-激光打标机扫描头、5-光敏树脂料斗、6-光固化打印平台、7-X轴导轨、8- X轴同步皮带轮、9-X轴步进电机、10-Y轴导轨、11-Y轴同步皮带轮、12-Y轴步进电机、13-升降架、14-Z轴丝杆、15-Z轴步进电机、16- Z轴皮带轮、17-Z轴皮带张紧轮。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例

本实用新型的3D打印机，其结构如图1所示，打印机本体的机架1为立方体框架，机架1的顶部设置有位于两平行侧部的两根X轴导轨7，X轴导轨7的两端设置有X轴同步皮带轮8，机架1的侧面设置有X轴步进电机9，所述X轴导轨7上设置有两根滑动连接平行布置的Y轴导轨10，X轴导轨7与Y轴导轨10呈垂直布置，所述X轴步进电机9和X轴同步皮带轮8配套设置有皮带（未在图中示意出），Y轴导轨10端部与X轴步进电机9的皮带固定连接，组成所述Y轴导轨10在皮带的带动下能沿X轴导轨7双向移动的结构；所述Y轴导轨10的一端部设置有Y轴同步皮带轮11，另一端部设置有Y轴步进电机12，熔丝堆叠打印头2滑动连接设置于Y轴导轨10上，Y轴同步皮带轮11和Y轴步进电机12配套设置有皮带（未在图中示意出），熔丝堆叠打印头2与Y轴步进电机12的皮带固定连接，组成所述熔丝堆叠打印头2在皮带的带动下能沿Y轴导轨10双向移动的结构。

本实用新型的3D打印机，所述机架1的立柱的内侧，设置有竖直布置的4根Z轴丝杆14，Z轴丝杆14的下端部均设置有Z轴皮带轮16，所述Z轴皮带轮16所在的机架1高度的横梁上，设置有配合的Z轴步进电机15，所述Z轴皮带轮16和Z轴步进电机15配套设置有皮带（未在图中示意出）和Z轴皮带张紧轮17，所示Z轴丝杆14中部设置有与Z轴丝杆14螺纹配合的升降架13，组成升降架13能在Z轴丝杆14的转动中通过螺纹作用带动升降架13沿机架1的Z轴上下移动的结构。

本实用新型的3D打印机，所述升降架13的上侧面设置有熔丝堆叠打印平台3，所述熔丝堆叠打印平台3与升降架13间设置有水平调节螺栓（未在图中示意出），用于熔丝堆叠打印平台3的调平。

本实用新型的3D打印机，局部剖面结构如图2所示，所述机架1中部还设置有光敏树脂料斗5，所述光敏树脂料斗5的下部的机架1上还设置有激光打标机扫描头4，所述激光打标机扫描头4内部配置有X轴、Y轴振镜和场镜，所述光敏树脂料斗5的底部采用透明材质制成，光敏树脂料斗5上部升降架13的下侧面还设置有光固化打印平台6，光固化打印平台6大小与光敏树脂料斗5相匹配，所述光固化打印平台6与升降架13间设置有水平调节螺栓（未在图中示意出）。

本实用新型的3D打印机，熔丝堆叠打印系统和光固化打印系统与机架1采用可拆卸的方式连接，或者采用机架1上下部可拆卸的组合式装配，使得两套打印系统能够拆分或选择性的装配其中一种打印系统，该打印机还包括与打印机本体相互独立设置的硬件控制装置和软件控制系统。

本实用新型的3D打印机，是一种具有熔丝堆叠和光固化两种打印方式的3D打印机，提高了打印设备的应用范围和使用灵活度，同时还巧妙的利用了两种打印方式的特点，两套打印系统共用一套竖直升降机构，有效缩小了体积，降低了设备成本。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。 

Claims (10)

1.一种3D打印机，其特征在于：包括机架（1），所述机架（1）上设置有熔丝堆叠打印系统和光固化打印系统；

所述熔丝堆叠打印系统包括熔丝堆叠打印头（2）和熔丝堆叠打印平台（3），所述熔丝堆叠打印头（2）通过平面移动机构设置于机架（1）上部，所述平面移动机构能带动熔丝堆叠打印头（2）在机架（1）X轴上和Y轴上往复移动，所述熔丝堆叠打印平台（3）通过竖直升降机构设置于熔丝堆叠打印头（2）下部的机架（1）上，所述竖直升降机构能带动熔丝堆叠打印平台（3）在机架（1）Z轴上往复移动；

所述光固化打印系统包括激光打标机扫描头（4）、光敏树脂料斗（5）和光固化打印平台（6），所述光敏树脂料斗（5）固定于机架（1）下部，激光打标机扫描头（4）固定于光敏树脂料斗（5）下部的机架（1）上，所述光固化打印平台（6）通过竖直升降机构设置于光敏树脂料斗（5）上部的机架（1）上，所述竖直升降机构能带动光固化打印平台（6）在机架（1）Z轴上往复移动。

2.如权利要求1所述的3D打印机，其特征在于：所述平面移动机构包括设置于机架（1）顶部的X轴平移机构和Y轴平移机构；所述X轴平移机构包括X轴导轨（7）、X轴同步皮带轮（8）和X轴步进电机（9），所述Y轴平移机构包括Y轴导轨（10）、Y轴同步皮带轮（11）和Y轴步进电机（12），所述X轴导轨（7）设置于机架（1）两平行侧，X轴同步皮带轮（8）设置于X轴导轨（7）两端部，所述Y轴导轨（10）滑动设置于X轴导轨（7）上，Y轴皮带轮（11）和Y轴步进电机（12）分别设置于Y轴导轨（10）两端部，所述熔丝堆叠打印头（2）滑动设置于Y轴导轨（10）上，所述X轴同步皮带轮（8）和X轴步进电机（9）通过皮带与Y轴导轨（10）连接，所述Y轴同步皮带轮（11）和Y轴步进电机（12）通过皮带与熔丝堆叠打印头（2）连接。

3.如权利要求2所述的3D打印机，其特征在于：所述Y轴平移机构包括两根平行设置的Y轴导轨（10），所述熔丝堆叠打印头（2）设置于两Y轴导轨（10）上。

4.如权利要求2或3所述的3D打印机，其特征在于：所述X轴导轨（7）与Y轴导轨（10）相垂直。

5.如权利要求1所述的3D打印机，其特征在于：所述熔丝堆叠打印平台（3）和光固化打印平台（6）设置于同一竖直升降机构上。

6.如权利要求1或5所述的3D打印机，其特征在于：所述熔丝堆叠打印平台（3）设置有水平调节螺栓。

7.如权利要求1或5所述的3D打印机，其特征在于：所述光固化打印平台（6）设置有水平调节螺栓。

8.如权利要求1或2或3或5所述的3D打印机，其特征在于：所述竖直升降机构包括升降架（13）、Z轴丝杆（14）和Z轴步进电机（15），所述升降架（13）配合设置于Z轴丝杆（14）上，所述Z轴丝杆（14）端部设置有Z轴皮带轮（16），Z轴皮带轮（16）通过皮带与Z轴步进电机（15）连接。

9.如权利要求8所述的3D打印机，其特征在于：所述Z轴步进电机（15）与Z轴皮带轮（16）间还设置有配合的Z轴皮带张紧轮（17）。

10.如权利要求1所述的3D打印机，其特征在于：所述熔丝堆叠打印系统和光固化打印系统与机架（1）可拆卸连接。

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