CN203805326U - 一种基于fdm技术的3d打印机送丝系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提出一种基于FDM技术的3D打印机送丝系统，对现有方案进行了改进，使得送丝过程中的摩擦较小，并能够调节耗材的预紧力从而保证送丝精度。该3D打印机送丝系统，包括固定座、挤出轮和U型轴承，所述挤出轮安装于固定座上，U型轴承用于配合挤出轮送丝，固定座上在U型轴承一侧设置有滑槽和面向U型轴承穿过滑槽的螺栓，滑槽内设置有滑块、弹簧和锁紧螺母，所述U型轴承和弹簧分别固定于滑块的两侧，螺栓的螺杆部分穿入弹簧，在螺杆上锁紧螺母面向U型轴承移动能够对弹簧施加压力，进而推动滑块带动U型轴承对耗材产生预紧。

Description

一种基于FDM技术的3D打印机送丝系统

技术领域：

本实用新型涉及快速成形技术领域，具体涉及一种基于FDM技术的3D打印机送丝系统。

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。

现在主流的3D打印技术主要包括四种：光固化成型（SLA），三维粉末粘接（3DP），选择性激光烧结（SLS），熔融沉积快速成型（FDM）。其中，基于光固化成型技术，三维粉末粘接技术和选择性激光烧结技术的3D打印机虽然精度较高，适用材料也比较广泛，往往需要较大的功率，技术比较复杂，设备成本、维护成本和材料成本都很高，所以目前应用范围主要集中于高端制造领域。

熔融沉积快速成型（FDM）又称为熔丝沉积，它是将丝状热熔性材料加热融化，通过带有一个微细喷嘴的喷头挤喷出来。热熔材料熔化后从喷头喷出，沉积在打印工作台面板或者前一层已固化的材料上，温度低于固化温度后开始固化，通过材料的层层堆积形成最终成品。

FDM技术的优势在于制造简单，运行维护成本低廉，但是目前基于FDM技术的3D打印机普遍存在以下两个方面的缺陷，影响打印品的品质。

1、耗材一般放在机器的后侧面，需要绕一个“n”形弯才能到达机头，耗材的传动距离较长，且需要一个导管对耗材进行导向，增加了摩擦阻力，要求的送丝力比较大。

2、采用U型轴承，通过安装于步进电机上的挤出轮与U型轴承配合的方式将耗材送入喉管，这种方式虽然操作简便，但对耗材的预紧尚不能调节，或者调节不方便。

实用新型内容：

针对现有基于FDM技术3D打印机送丝方面的不足，本实用新型提出一种基于FDM技术的3D打印机送丝系统，对现有方案进行了改进，使得送丝过程中的摩擦较小，并能够调节耗材的预紧力从而保证送丝精度。

本实用新型的基本方案如下：

基于FDM技术的3D打印机送丝系统，包括固定座、挤出轮和U型轴承，所述挤出轮安装于固定座上，U型轴承用于配合挤出轮送丝，其特殊之处在于：固定座上在U型轴承一侧设置有滑槽和面向U型轴承穿过滑槽的螺栓，滑槽内设置有滑块、弹簧和锁紧螺母，所述U型轴承和弹簧分别固定于滑块的两侧，螺栓的螺杆部分穿入弹簧，在螺杆上锁紧螺母面向U型轴承移动能够对弹簧施加压力，进而推动滑块带动U型轴承对耗材产生预紧。

基于上述基本方案，本实用新型还作如下优化限定：

上述弹簧可以通过紧定螺钉限位固定于滑块的一侧。

上述螺栓优选蝶形螺栓。

上述锁紧螺母优选带非金属嵌件的锁紧螺母，止退。

该3D打印机送丝系统还对丝架做出了改进，丝架斜向机头方向紧固于机体的上部。

上述丝架为钣金折弯件，两平行侧边与底边成斜角，底边通过螺丝与机体紧固连接，并配合高脚圆螺母以便手动预紧。

上述螺丝共有三颗，在底边呈正三角形布置。

上述丝架的两平行侧边的上端为长条形开口。

本实用新型具有以下优点：

设计的直线可调节紧丝机构，通过螺栓螺母的调节，对耗材施加一定的预紧力，使得送丝量和回丝量更精准；对耗材的适应性更强。

设计的上置式斜丝架，把耗材从3D打印机的后侧面移到上面，缩短了送丝距离，减小了送丝力；省去导管，做到了送丝过程无摩擦；丝架75°的斜角设计，符合优化送丝路径。

在丝架的末端有长条形开口设计，可以在一定范围内调节耗材的安装高度，同时，也便于耗材的安装。

附图说明

图1为斜丝架的结构示意图。

图2为斜丝架的安装结构示意图。

图3为本实用新型设计的直线可调节紧丝机构的剖面示意图；

图4为直线可调节紧丝机构的立体简图。

附图标号说明：

1-挤出轮；2-耗材；3-步进电机；4-固定座；5-滑块；6-弹簧；7-蝶形螺栓；8-锁紧螺母；9-紧定螺钉；10-U形轴承；11-短轴；12-加热管；13-导热块；14-喷头；15-喉管；16-机头部；17-斜丝架。

具体实施方式

本实用新型主要的改进点在于：（1）上置式斜丝架；（2）直线可调节紧丝机构。

对于（1）：如图1、图2所示。斜丝架为钣金折弯件，两平行侧边与底边成75°角，通过三颗呈正三角形布置的螺丝将丝架紧固在机体上，外面用高脚圆螺母，以便手动预紧。此时丝架斜向机头方向。斜丝架长条形开口设计，可以适当调节耗材安装高度，也有利于耗材装入。

对于（2）：如图3所示。将蝶形螺栓7退至最后端，弹簧6处于未压缩状态，滑块5和装在其上的U形轴承10不受弹簧力的作用。U型轴承10具体可以通过固定穿接其中的短轴11与滑块5固定连接，当然也可以将U型轴承、滑块、短轴做成一体件。此时，将耗材2通过固定座4经过步进电机3上的挤出轮1送入到喉管15内，然后将蝶形螺栓7预紧，在蝶形螺栓7上旋钮锁紧螺母推动弹簧，可以使得弹簧6处于压缩状态，弹簧推动滑块，进而达到紧丝的目的。在滑块5的后侧装入紧定螺钉9，可以对弹簧进行限位固定（具体可以通过螺钉的螺帽部分卡入弹簧来限制弹簧径向移动）。耗材2在滑块5和U形轴承10的压力下被预紧，完成整个载丝过程。加热管12通过导热块13对喷头14进行加热，耗材在步进电机3和挤出轮1的作用下，在喷头中熔化、喷出。

Claims (9)

1.一种基于FDM技术的3D打印机送丝系统，包括固定座、挤出轮和U型轴承，所述挤出轮安装于固定座上，U型轴承用于配合挤出轮送丝，其特征在于：固定座上在U型轴承一侧设置有滑槽和面向U型轴承穿过滑槽的螺栓，滑槽内设置有滑块、弹簧和锁紧螺母，所述U型轴承和弹簧分别固定于滑块的两侧，螺栓的螺杆部分穿入弹簧，在螺杆上锁紧螺母面向U型轴承移动能够对弹簧施加压力，进而推动滑块带动U型轴承对耗材产生预紧。

2.根据权利要求1所述的3D打印机送丝系统，其特征在于：所述弹簧通过紧定螺钉限位固定于滑块的一侧。

3.根据权利要求1所述的3D打印机送丝系统，其特征在于：所述螺栓采用蝶形螺栓。

4.根据权利要求1所述的3D打印机送丝系统，其特征在于：所述锁紧螺母采用带非金属嵌件的锁紧螺母，止退。

5.根据权利要求1所述的3D打印机送丝系统，其特征在于：所述U型轴承的轴线上穿接固定一短轴，通过该短轴与滑块固定连接。

6.根据权利要求1所述的3D打印机送丝系统，其特征在于：该3D打印机送丝系统还包括丝架，所述丝架斜向机头方向紧固于机体的上部。

7.根据权利要求6所述的3D打印机送丝系统，其特征在于：所述丝架为钣金折弯件，两平行侧边与底边成斜角，底边通过螺丝与机体紧固连接，并配合高脚圆螺母以便手动预紧。

8.根据权利要求7所述的3D打印机送丝系统，其特征在于：所述螺丝共有三颗，在底边呈正三角形布置。

9.根据权利要求7所述的3D打印机送丝系统，其特征在于：所述丝架的两平行侧边的上端为长条形开口。