CN203739245U - 三维打印装置改良结构 - Google Patents

Abstract

一种三维打印装置改良结构，可打印出精确形体对象。其包括机体和设置在机体上的喷头模块、光学扫瞄模块；一设置在机体上的传动模块，控制喷头模块在一χ参考轴和y参考轴的方向上位移；一可转动的载台，可在一z参考轴的方向上运动。以及，一设置在机体上的除料模块，对打印出的立体对象执行修整加工作业，使该立体对象形成精确形体轮廓，可改善已知打印的立体对象形体粗糙的情形。

Description

三维打印装置改良结构

技术领域

本实用新型有关于一种三维打印装置改良结构；特别是指一种配合有除料模块的三维打印装置，执行修整立体对象的形体轮廓的结构。

背景技术

应用光学扫瞄模块、主机获得实体物的参数，使喷嘴模块加热线性或颗粒状塑料形成熔融状态的射出到一形成台，而建立一类似该实体物的立体对的三维打印装置，已为已知技术。例如，中国台湾第102207117号「三维打印机」专利案，提供了一个典型的实施例。

一个有关这类三维打印装置在结构设计和操作应用方面的课题是，喷嘴模块是将熔融状态的塑料一层一层的平面形状连续积叠在一起的模式，建立出该立体对象；因此，该立体对象的表面或内表面轮廓会有部分多余塑料积叠形成的层状结构。这层状结构会影响该打印完成的立体对象的外观和形体精确性。

实际上，应用人工方式修整、改善打印完成的立体对象的外观和形体精确性，不仅麻烦、费时，也会提高制作成本；而这种情形并不是我们所期望的。

代表性的来说，这些参考数据显示了在有关三维打印装置或其相关技术在使用和结构设计方面的情形。如果重行设计考虑该三维打印装置，以及上述的应用情形，使其不同于现有技术，将可改变它的使用型态，增加它的应用范围，而有别于旧法。例如，在相较于已知技术而言，使所述的三维打印装置具备有修整打印完成的立体对象的形状，使其更趋近于实体物的形体轮廓，提高打印对象的精确性和外观视觉感的作用；或进一步改善已知技术修整印引对象粗糙表面的麻烦、费时等情形。而这些课题在上述的专利案中均未被具体教示或揭露。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题是：针对上述现有技术的不足，提供一种三维打印装置改良结构，可打印出精确形体对象。

为了解决上述技术问题，本实用新型所采用的技术方案是：一种三维打印装置改良结构，包括机体和设置在机体上的喷头模块；依据机体的方向定义出χ参考轴、ｙ参考轴和ｚ参考轴；其特点是：还包括设置在机体上的传动模块，控制喷头模块在χ参考轴和ｙ参考轴的方向上位移；载台，设置在机体上，供承载打印的一立体对象；载台和传动模块的其中之一可在ｚ参考轴的方向上运动；以及设置在机体上的除料模块，修整打印完成的立体对象。

所述机体具有基部和垂直连接基部的底部；该基部上设置有平行于底部的架；所述的架配置该传动模块、该喷头模块和一光学扫瞄模块；

该传动模块包括第一传动机构和第二传动机构；第一传动机构、第二传动机构分别包括一马达和响应马达转动而转动的螺杆；该第一传动机构的螺杆沿χ参考轴的方向配置在架上；第一传动机构的马达配合至少一齿轮啮合螺杆的一端；该第二传动机构的螺杆沿ｙ参考轴的方向配置在机体上，使第一传动机构螺杆、第二传动机构螺杆分别带动该喷头模块在机体χ参考轴和ｙ参考轴的方向上位移。

所述第二传动机构包含有两从动部；其中一从动部枢接在第一传动机构的螺杆和一导杆上；另一从动部枢接在平行于该导杆的另一导杆上；上述两导杆的两端固定在架上；两从动部之间设置连接有至少一固定杆；该第二传动机构的螺杆两端分别枢接在两从动部上；以及该喷头模块可控制调整温度，具有一连动部设置在第二传动机构的螺杆上。

所述传动模块还包括一副传动机构；该副传动机构具有马达和响应马达转动而转动的螺杆；该副传动机构的螺杆沿χ参考轴的方向配置在架上；该副传动机构的马达配合一齿轮啮合副传动机构螺杆的一端；该第二传动机构的螺杆两端的从动部分别枢接第一传动机构的螺杆和副传动机构的螺杆。

所述传动模块还包括设置在机体上的第三传动机构；该第三传动机构包括一马达和响应马达转动而转动的螺杆，该螺杆沿该ｚ参考轴的方向设置在机体上；所述载台配置在第三传动机构的螺杆上，使载台沿该ｚ参考轴的方向在第三传动机构的螺杆上相对位移。

所述除料模块包括载体和装在载体上输出激光光线的除料头；该载体具有第一端和第二端，该第一端枢接该第一传动机构的螺杆和其中一导杆，该第二端枢接该另一导杆。

所述载台装设有一转盘，用以承载打印完成的立体对象；该转盘配合一转动轴和一马达枢接在该载台上，使转盘转动自如。该转盘配合除料模块，使该立体对象形成定点或旋转状态，供除料模块执行修整加工作业。

所述机体设置有至少一接合部，该接合部沿ｚ参考轴的方向配置；所述架设有组合该接合部的组合部，使架可沿接合部上、下运动；该机体配置有一驱动机构，该驱动机构包括一马达和响应马达转动而转动的螺杆，该螺杆沿该ｚ参考轴的方向设置在机体上，该马达驱动至少一齿轮以传动该螺杆，使架相对在该螺杆上产生升降运动。

所述接合部为凸部轨道的结构，该组合部为凹部结构；该驱动机构的螺杆和一设置在架上的枢接部枢接。

所述除料模块装设在第二传动机构上；所述除料模块为CNC刀具系统。

如此，可改善了已知技术在打印完成物表面或内表面轮廓形成塑料积叠的层状结构、影响打印完成物外观视觉感等情形，使该立体对象形成精确形体轮廓，改善已知打印的立体对象形体粗糙的情形。

附图说明

图1是本实用新型的结构组合示意图；描绘了机体、传动模块、喷头模块、除料模块和载台等部分的结构配合情形。

图2是本实用新型的结构分解示意图；显示了机体、传动模块、喷头模块、除料模块和载台等部分的结构型态。

图3是本实用新型的平面示意图；描绘了机体、载台和第三传动机构的结构配合情形。

图4是本实用新型的另一平面示意图；描绘了机体、载台和第三传动机构的结构配合情形；图中假想线部份显示了除料模块的装设位置。

图5是本实用新型传动模块的一实施例示意图；描绘了第一传动机构包括一副传动机构的结构型态。

图6是本实用新型的一修正实施例示意图；显示了机体基部设置接合部，组合该架的组合部，和机体配置驱动机构的结构情形。

图7是图6的平面结构示意图；描绘了驱动机构控制架产生升降运动的情形。

标号说明

10　　机体                     11　　基部

12　　底部                     13　　架

14　　接合部                   15　　组合部

16　　枢接部                   20　　传动模块

21　　第一传动机构             22　　第二传动机构

22a、22b从动部                 22c　固定杆

23、24马达                     23a　齿轮

25、26螺杆                     27、28导杆

29　　第三传动机构             29a　　马达

29b　　螺杆                    30　　喷头模块

31　　连动部                   40　　载台

45　　转盘                     46　　转动轴

47　　马达                     50　　立体物件

60　　副传动机构               62、68齿轮

63、67马达                    65、69螺杆

66　　驱动机构                 70　光学扫瞄模块

80、85除料模块                81　载体

81a第一端                     81b第二端

82  除料头。

具体实施方式

请参阅图1、图2及图3，本实用新型的三维打印装置改良结构包括机体，概以参考编号10表示。图1及图2依据机体10的方向也定义出χ参考轴、ｙ参考轴和ｚ参考轴的方向。机体10具有基部11和垂直连接基部11的底部12；以及，基部11上设置有平行于底部12的架13。所述的架13配置有传动模块20和喷头模块30。

图中显示了传动模块20包括第一传动机构21和第二传动机构22。第一、二传动机构21、22分别包括一马达23、24和响应马达23、24转动而转动的螺杆25、26；所述第一、二传动机构21、22的螺杆25、26分别带动该喷头模块30在机体10的χ参考轴和ｙ参考轴的方向上运动或位移，用以控制喷头模块30的位置。

详细来说，第一传动机构21的螺杆25沿χ参考轴的方向配置在架13上；第一传动机构21的马达23配合至少一齿轮23a啮合螺杆25的一端，使马达23带动螺杆25转动。第二传动机构22的螺杆26沿ｙ参考轴的方向配置在机体10上。

在所采的实施例中，第二传动机构22包含有从动部22a、22b；从动部22a枢接在第一传动机构21的螺杆25和一导杆27上；从动部22b枢接在平行于导杆27的另一导杆28上。导杆27、28的两端固定在架13上。从动部22a、22b之间连接有至少一固定杆22c，用以固定从动部22a、22b的间距。以及，第二传动机构22的螺杆26两端分别枢接或固定在从动部22a、22b上。因此，当第一传动机构21的螺杆25转动时，使螺杆26随从动部22a、22b相对在螺杆25和导杆27、28上沿χ参考轴的方向位移。

在一个较佳的实施例中，机体10（或架13）上设置有一除料模块80；例如，激光除料模块、CNC刀具系统或其类似装置。除料模块80包括载体81和装在载体81上（输出激光光线）的除料头82（或激光头）。载体81具有第一端81a和第二端81b。第一端81a枢接该第一传动机构21的螺杆25和导杆27；第二端81b枢接该另一导杆28。因此，当第一传动机构21的螺杆25转动时，使载体81带动除料头82相对在螺杆25和导杆27、28上沿χ参考轴的方向位移。

图中显示该喷头模块30配合一连动部31设置在第二传动机构22的螺杆26上。当马达24驱动螺杆26转动时，使连动部31带动喷头模块30相对在螺杆26上沿ｙ参考轴的方向位移。以及，该喷头模块30具有控制调整（加热）温度的作用，以适应不同的塑料或材料（例如，非金属、金属丝状材料）供给。

在所采较佳的实施例中，传动模块20还包括设置在机体10上的第三传动机构29。第三传动机构29包括一马达29a和响应马达29a转动而转动的螺杆29b；所述螺杆29b沿该ｚ参考轴的方向设置在机体10或基部11上。以及，一载台40可承载打印的立体对象50，系配置在螺杆29b上；当螺杆29b转动时，使载台40沿该ｚ参考轴的方向在螺杆29b上相对位移，以控制载台40的高度或位置。

图1、图2及图3也描绘了该载台40装设有一转盘45，用以承载打印完成的立体对象50；转盘45配合一转动轴46和马达47枢接在载台40上。当马达47传动转动轴46时，使转盘45转动自如。

可了解的是，该除料模块80配合第三传动机构29、载台40的升降运动和转盘45提供360°的转动运动，使打印完成的立体对象50形成定点或旋转状态，调整立体对象50的高度和位置，供除料模块80对立体对象50执行修整加工作业，使该立体对象50形成精确形体轮廓；改善已知打印的立体对象形体粗糙的情形。

图3特别显示了机体10（或架13）上设置有一光学扫瞄模块70；光学扫瞄模块70可配合第三传动机构29、载台40的升降运动和转盘45提供360°的转动运动读取三维实物，然后配合主机（图未显示）建立参数数据，使喷头模块30打印立体对象50，或配合数据传输、传真等模式，控制其它打印机打印出立体对象。

请参考图4，在一个衍生的实施例中，图中假想线部份描绘了一除料模块85装设在第二传动机构22或喷头模块30上的情形。所述的除料模块85是选择应用ＣＮＣ刀具系统，配合第一、二传动机构21、22（或副传动机构60）、第三传动机构29、载台40的升降运动和转盘45提供360°的转动运动，使除料模块85可在χ、ｙ、ｚ参考轴界定的空间上位移，对打印完成的立体对象50执行修整加工作业。

在一个可行的实施例中，图5描绘了传动模块20或第一传动机构21还包括一副传动机构60；副传动机构60具有马达63和响应马达63转动而转动的螺杆65。副传动机构60的螺杆65沿平行第一传动机构21的螺杆25（或χ参考轴）的方向配置在架13上；副传动机构60的马达63配合一齿轮62啮合螺杆65的一端，使马达63带动螺杆65转动。

在图5显示的实施例中，第二传动机构22的螺杆26两端的从动部22a、22b分别枢接在第一传动机构21的螺杆25和副传动机构60的螺杆65上。所述第一传动机构21、副传动机构60的螺杆25、65同步带动该喷头模块30在机体10的χ参考轴和ｙ参考轴的方向上运动或位移。以及，配合第三传动机构29载台40在ｚ参考轴方向的升降运动和转盘45提供360°的转动运动，提供喷头模块30执行打印立体对象50的作业。

请参阅图6及图7，描绘了一个修正的实施例。图中显示了该机体基部11设置有至少一接合部14；接合部14为一凸部轨道的结构，沿ｚ参考轴的方向配置；对应基部11的接合部14，架13设有一凹部型态的组合部15，以组合该接合部14，使架13可沿基部11的接合部14上、下运动。可了解的是，接合部14和组合部15的结构型态是可变更或互换的。

详细来说，机体10配置有一驱动机构66；驱动机构66包括一马达67和响应马达67转动而转动的螺杆69；所述螺杆69沿该ｚ参考轴的方向设置在机体10或基部11上，枢接该架13。图中显示了马达67驱动至少一齿轮68，以传动该螺杆69；螺杆69和一设置在架13上的枢接部16枢接，使架13相对在螺杆69上产生升降运动，提供喷头模块30执行打印立体对象50的作业。

代表性的来说，这三维打印装置改良结构相较于旧法而言，具有下列的考虑和优点：

1.该打印装置和相关组件结构已被重行设计考虑，使其不同于现有技术和改变了它的使用、操作型态，而有别于旧法。例如，机体10设置第一传动机构21、使第一传动机构21带动除料模块80相对运动、第二传动机构22配合传动部22a、22b组合第一传动部21及／或副传动部60，使喷头模块30（或除料模块85）可在χ、ｙ参考轴的方向上位移、机体10设置第三传动机构29控制载台40在ｚ参考轴的方向上位移、转盘45的转动运动，供除料模块80对立体对象50执行修整加工作业等部分；实际上，改善了已知技术在打印完成物表面或内表面轮廓形成塑料积叠的层状结构、影响打印完成物外观视觉感等情形。

2.特别是，该除料模块80配合第一传动机构21在χ参考轴的方向位移，及／或第三传动机构29控制载台40在ｚ参考轴的方向上，调整载台40的高度和位置，以及配合转盘45提供的360°转动运动，让除料模块80可对立体对象50执行定点或非定点位置的修整加工作业，使打印完成的立体对象50形成精确形体轮廓的作用，像旧法应用人工方式修整打印完成物的外观和形体，存在麻烦、费时、增加制作成本等情形，也获得明显的改善。

故，本实用新型提供了一有效的三维打印装置改良结构，其空间型态不同于现有技术，且具有旧法中无法比拟的优点，展现了相当大的进步，诚已充份符合新型专利的要件。

惟，以上所述，仅为本实用新型的可行实施例而已，并非用来限定本实用新型实施的范围，即凡依本实用新型申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆为本实用新型专利范围所涵盖。

Claims (24)

1.一种三维打印装置改良结构，包括机体和设置在机体上的喷头模块；依据机体的方向定义出χ参考轴、ｙ参考轴和ｚ参考轴；其特征在于：还包括

设置在机体上的传动模块，控制喷头模块在χ参考轴和ｙ参考轴的方向上位移；

载台，设置在机体上，供承载打印的一立体对象；载台和传动模块的其中之一可在ｚ参考轴的方向上运动；以及

设置在机体上的除料模块，修整打印完成的立体对象。

2.如权利要求1所述的三维打印装置改良结构，其特征在于，所述机体具有基部和垂直连接基部的底部；该基部上设置有平行于底部的架；所述的架配置该传动模块、该喷头模块和一光学扫瞄模块；

该传动模块包括第一传动机构和第二传动机构；第一传动机构、第二传动机构分别包括一马达和响应马达转动而转动的螺杆；该第一传动机构的螺杆沿χ参考轴的方向配置在架上；第一传动机构的马达配合至少一齿轮啮合螺杆的一端；该第二传动机构的螺杆沿ｙ参考轴的方向配置在机体上，使第一传动机构螺杆、第二传动机构螺杆分别带动该喷头模块在机体χ参考轴和ｙ参考轴的方向上位移。

3.如权利要求2所述的三维打印装置改良结构，其特征在于，所述第二传动机构包含有两从动部；其中一从动部枢接在第一传动机构的螺杆和一导杆上；另一从动部枢接在平行于该导杆的另一导杆上；上述两导杆的两端固定在架上；两从动部之间设置连接有至少一固定杆；该第二传动机构的螺杆两端分别枢接在两从动部上；以及该喷头模块可控制调整温度，具有一连动部设置在第二传动机构的螺杆上。

4.如权利要求3所述的三维打印装置改良结构，其特征在于，所述传动模块还包括一副传动机构；该副传动机构具有马达和响应马达转动而转动的螺杆；该副传动机构的螺杆沿χ参考轴的方向配置在架上；该副传动机构的马达配合一齿轮啮合副传动机构螺杆的一端；该第二传动机构的螺杆两端的从动部分别枢接第一传动机构的螺杆和副传动机构的螺杆。

5.如权利要求2所述的三维打印装置改良结构，其特征在于，所述传动模块还包括设置在机体上的第三传动机构；该第三传动机构包括一马达和响应马达转动而转动的螺杆，该螺杆沿该ｚ参考轴的方向设置在机体上；所述载台配置在第三传动机构的螺杆上，使载台沿该ｚ参考轴的方向在第三传动机构的螺杆上相对位移。

6.如权利要求3或4所述的三维打印装置改良结构，其特征在于，所述传动模块还包括设置在机体上的第三传动机构；该第三传动机构包括一马达和响应马达转动而转动的螺杆，该螺杆沿该ｚ参考轴的方向设置在机体上；该载台配置在第三传动机构的螺杆上，使载台沿该ｚ参考轴的方向在第三传动机构的螺杆上相对位移。

7.如权利要求3或4所述的三维打印装置改良结构，其特征在于，所述除料模块包括载体和装在载体上输出激光光线的除料头；该载体具有第一端和第二端，该第一端枢接该第一传动机构的螺杆和其中一导杆，该第二端枢接该另一导杆。

8.如权利要求6所述的三维打印装置改良结构，其特征在于，所述除料模块包括载体和装在载体上输出激光光线的除料头；该载体具有第一端和第二端，该第一端枢接该第一传动机构的螺杆和其中一导杆，该第二端枢接该另一导杆。

9.如权利要求1-5任一项所述的三维打印装置改良结构，其特征在于，所述载台装设有一转盘，该转盘配合一转动轴和一马达枢接在该载台上。

10.如权利要求6所述的三维打印装置改良结构，其特征在于，所述载台装设有一转盘，该转盘配合一转动轴和一马达枢接在该载台上。

11.如权利要求7所述的三维打印装置改良结构，其特征在于，所述载台装设有一转盘，该转盘配合一转动轴和一马达枢接在该载台上。

12.如权利要求8所述的三维打印装置改良结构，其特征在于，所述载台装设有一转盘，该转盘配合一转动轴和一马达枢接在该载台上。

13.如权利要求2或3或4或5所述的三维打印装置改良结构，其特征在于，所述机体设置有至少一接合部，该接合部沿ｚ参考轴的方向配置；所述架设有组合该接合部的组合部，使架可沿接合部上、下运动；该机体配置有一驱动机构，该驱动机构包括一马达和响应马达转动而转动的螺杆，该螺杆沿该ｚ参考轴的方向设置在机体上，该马达驱动至少一齿轮以传动该螺杆，使架相对在该螺杆上产生升降运动。

14.如权利要求7所述的三维打印装置改良结构，其特征在于，所述机体设置有至少一接合部，该接合部沿ｚ参考轴的方向配置；所述架设有组合该接合部的组合部，使架可沿接合部上、下运动；该机体配置有一驱动机构，该驱动机构包括一马达和响应马达转动而转动的螺杆，该螺杆沿该ｚ参考轴的方向设置在机体上，该马达驱动至少一齿轮以传动该螺杆，使架相对在该螺杆上产生升降运动。

15.如权利要求9所述的三维打印装置改良结构，其特征在于，所述机体设置有至少一接合部，该接合部沿ｚ参考轴的方向配置；所述架设有组合该接合部的组合部，使架可沿接合部上、下运动；该机体配置有一驱动机构，该驱动机构包括一马达和响应马达转动而转动的螺杆，该螺杆沿该ｚ参考轴的方向设置在机体上，该马达驱动至少一齿轮以传动该螺杆，使架相对在螺杆上产生升降运动。

16.如权利要求13所述的三维打印装置改良结构，其特征在于，所述接合部为凸部轨道的结构，该组合部为凹部结构；该驱动机构的螺杆和一设置在架上的枢接部枢接。

17.如权利要求14所述的三维打印装置改良结构，其特征在于，所述接合部为凸部轨道的结构，该组合部为凹部结构；该驱动机构的螺杆和一设置在架上的枢接部枢接。

18.如权利要求15所述的三维打印装置改良结构，其特征在于，所述接合部为凸部轨道的结构，该组合部为凹部结构；该驱动机构的螺杆和一设置在架上的枢接部枢接。

19.如权利要求2-5中任一项所述的三维打印装置改良结构，其特征在于，所述除料模块装设在第二传动机构上；所述除料模块为CNC刀具系统。

20.如权利要求6所述的三维打印装置改良结构，其特征在于，所述除料模块装设在第二传动机构上；所述除料模块为CNC刀具系统。

21.如权利要求10所述的三维打印装置改良结构，其特征在于，所述除料模块装设在第二传动机构上；所述除料模块为CNC刀具系统。

22.如权利要求13所述的三维打印装置改良结构，其特征在于，所述除料模块装设在第二传动机构上；所述除料模块为CNC刀具系统。

23.如权利要求14所述的三维打印装置改良结构，其特征在于，所述除料模块装设在第二传动机构上；所述除料模块为CNC刀具系统。

24.如权利要求15所述的三维打印装置改良结构，其特征在于，所述除料模块装设在第二传动机构上；所述除料模块为CNC刀具系统。