CN204488060U - 一种桌面三维合成材料成型机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种桌面三维合成材料成型机，包括料架、挤出机、成型平台、水平面运动机构、竖直面运动机构和支撑搭载机构；水平面运动机构包括水平固定盒和Y轴运动机构，Y轴运动机构安装在水平固定盒上，成型平台安装在Y轴运动机构上；竖直面运动机构包括在竖直面上水平设置的X轴运动机构和Z轴运动机构，X轴运动机构安装在Z轴运动机构上，挤出机安装在X轴运动机构上；成型平台设置在挤出机的下方，挤出机包括热喷头，热喷头竖直向下设置。本实用新型结构简单紧凑，携带方便，操作方便，可扩展性强，生产成本低，能够在成型过程中完成对成型材料和成型机构的一体监督，成型效率和质量高，实用性强，便于推广使用。

Description

一种桌面三维合成材料成型机

技术领域

本实用新型属于快速成型技术领域，具体涉及一种桌面三维合成材料成型机。

背景技术

三维成型(3D molding)，即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用橡胶、树脂或塑料等可粘合材料，通过逐层积累的方式来构造物体的技术。1991年美国麻省理工学院的CimaM.J.和Scans E.M.等人就申请了关于三维成型的专利，而后基于这个专利设计研究的三维成型系统采用的是惠普热气泡喷头，可以喷射粘接材料使粉末粘接成型，其工作原理与传统的喷墨成型过程相近，是一种以液滴喷射原理为基础的快速成形技术。现在的三维成型技术是以计算机三维设计模型为蓝本，通过软件切片分层和数控成型系统，利用热熔喷嘴将金属粉末、橡胶树脂、陶瓷粉末、塑料、新型合成材料等特殊材料进行逐层黏结叠加成型，制造出实体产品。与传统制造业通过模具、车铣等机械加工方式对原材料进行定型、切削以最终生产成品不同，三维成型将三维实体变为若干个二维平面，通过对材料处理并逐层叠加进行生产，大大降低了制造的复杂度。这种数字化制造模式不需要复杂的工艺、不需要庞大的机床、不需要众多的人力，直接从计算机图形数据中便可生成任何形状的零件，使生产制造得以向更广的生产人群范围延伸。但是，现有技术中的小型三维合成材料成型机正处于研发阶段，传统的三维成型系统的结构复杂，实现成本高，占用空间大，携带不方便，使用不方便。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种桌面三维合成材料成型机，其结构简单紧凑，携带方便，操作方便，可扩展性强，生产成本低，能够在成型过程中完成对成型材料和成型机构的一体监督，成型效率和质量高，实用性强，便于推广使用。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种桌面三维合成材料成型机，其特征在于：包括用于搭载合成材料的料架、挤出机、成型平台、水平面运动机构和H型的竖直面运动机构，以及用于支撑搭载料架、所述水平面运动机构和所述竖直面运动机构的支撑搭载机构；所述水平面运动机构包括水平固定盒和用于带动成型平台在水平面上沿Y轴方向运动的Y轴运动机构，所述Y轴运动机构安装在水平固定盒上，所述成型平台安装在所述Y轴运动机构上；所述竖直面运动机构包括在竖直面上水平设置的用于带动所述挤出机在竖直面上沿X轴方向运动的X轴运动机构和在竖直面上竖直设置的用于带动所述挤出机在竖直面上沿Z轴方向运动的Z轴运动机构，所述X轴运动机构安装在所述Z轴运动机构上，所述挤出机安装在所述X轴运动机构上；所述成型平台设置在所述挤出机的下方，所述挤出机包括热喷头，所述热喷头竖直向下设置。

上述的一种桌面三维合成材料成型机，其特征在于：所述支撑搭载机构包括门字型的支撑主体架、从支撑主体架前端上部向左右两侧延伸形成的两个支撑耳和从支撑主体架后端左右两侧向后延伸形成的两个支撑翅。

上述的一种桌面三维合成材料成型机，其特征在于：所述料架包括两端分别与两个支撑翅上部固定连接的料架轴和转动连接在料架轴上且用于缠绕合成材料的卷料筒。

上述的一种桌面三维合成材料成型机，其特征在于：所述水平固定盒与支撑主体架的下部内侧壁固定连接，所述Y轴运动机构包括安装在水平固定盒上且相互间隔设置的两根Y轴导轨、设置在在水平固定盒内一端的Y轴电机和设置在水平固定盒内另一端的Y轴同步带导轮，所述Y轴电机和Y轴同步带导轮均位于两根Y轴导轨之间，所述Y轴电机的输出轴上连接有Y轴电机同步轮，所述Y轴电机同步轮和Y轴同步带导轮上连接有Y轴同步带；所述成型平台的底面几何中心位置处与Y轴同步带固定连接，所述成型平台的底面与两根Y轴导轨的顶面滑动接触。

上述的一种桌面三维合成材料成型机，其特征在于：所述Z轴运动机构包括在竖直面上竖直设置的两根Z轴丝杠、分别位于两根Z轴丝杠旁侧的两根Z轴导轨和分别设置在两根Z轴丝杠下方的两个用于带动Z轴丝杠旋转的Z轴电机，两根Z轴丝杠分别位于支撑主体架的左右两侧且分别向上穿出到两个支撑耳上部，两根Z轴导轨的一端分别向上穿出到两个支撑耳上部且分别与两个支撑耳固定连接，两根Z轴导轨的另一端分别与两个Z轴电机的壳体固定连接，两根Z轴丝杠的底部分别与两个Z轴电机的输出轴固定连接，两个Z轴电机分别与水平固定盒Y轴方向的左右两侧中间位置处固定连接，两根所述Z轴丝杠上均螺纹连接有套装在Z轴导轨上且与Z轴导轨滑动接触的Z轴滑动座；所述X轴运动机构包括在竖直面上水平设置且上下间隔设置的两根X轴导轨、安装在两个Z轴滑动座中的其中一个外侧的X轴电机和安装在两个Z轴滑动座中的另一个内侧的X轴同步带导轮，两根X轴导轨的两端均分别与两个Z轴滑动座固定连接，所述X轴电机和X轴同步带导轮均位于两根X轴导轨之间，所述X轴电机的输出轴上连接有X轴电机同步轮，所述X轴电机同步轮和X轴同步带导轮上连接有X轴同步带，所述X轴同步带上固定连接有套装在两根X轴导轨上且与X轴导轨滑动接触的X轴滑动支座，所述挤出机安装在X轴滑动支座上。

上述的一种桌面三维合成材料成型机，其特征在于：所述挤出机包括安装在X轴滑动支座上且分别位于热喷头两侧的挤料电机和降温风扇，所述挤料电机的输出轴上连接有挤料电机同步轮，所述合成材料的一端伸入挤料电机同步轮与X轴滑动支座之间的间隙内且位于热喷头的正上方。

本实用新型与现有技术相比具有以下优点：

1、本实用新型的结构简单紧凑，体积小，携带方便，能够放置在桌面上使用，操作方便。

2、本实用新型使用了多种标准零件来提高成型精度，如导轨、丝杠、电机同步轮等零件的使用；设计出了多种不需要开模具等复杂加工方式的机械构件，只需要普通加工或简单加工即可直接使用，如：X轴滑动支座、Z轴滑动座、水平固定盒等机械构件的使用，提高了成型精度的同时降低了机械生产的成本。

3、本实用新型使用了成型材料与成型机构合并一体的设计方案，直接将料架设置在支撑搭载机构上，设计新颖合理，便于整体移动，且在成型过程中，能够实现对成型材料和成型机构的一体监督，节省了人力，且有助于提高成型效率。

4、本实用新型能够实现合成材料的成型，采用熔点温度较低的生物降解合成材料，能够制造出出长、宽、高在150mm之内的多种形状的产品，能够作为工业和军事领域小型产品加工、高精度零件生产等教学实验或研究的平台，对人们的生产生活有着非常重要的意义，实用性强，便于推广使用。

综上所述，本实用新型的结构简单紧凑，携带方便，操作方便，可扩展性强，生产成本低，能够在成型过程中完成对成型材料和成型机构的一体监督，成型效率和质量高，实用性强，便于推广使用。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图2为本实用新型料架和支撑搭载机构的连接关系示意图。

图3为本实用新型成型平台和水平面运动机构的连接关系示意图。

图4为本实用新型竖直面运动机构的结构示意图。

图5为本实用新型挤出机与X轴滑动支座的连接关系示意图。

附图标记说明:

1—水平固定盒；          2—Y轴同步带导轮；       3—Y轴同步带；

4—Y轴导轨；             5—成型平台；            6—Y轴电机；

7—Y轴电机同步轮；       8—Z轴电机；             9—Z轴丝杠；

10—Z轴导轨；            11—X轴电机同步轮；      12—X轴电机；

13—X轴同步带；          14—Z轴滑动座；          15—X轴同步带导轮；

16—X轴导轨；            17—挤料电机同步轮；     18—挤料电机；

19—X轴滑动支座；        20—热喷头；             21—支撑耳；

22—支撑翅；             23—料架；               23-1—料架轴；

23-2—卷料筒；           24—支撑主体架；         25—降温风扇；

26—合成材料。

具体实施方式

如图1～图5所示，本实用新型包括用于搭载合成材料26的料架23、挤出机、成型平台5、水平面运动机构和H型的竖直面运动机构，以及用于支撑搭载料架23、所述水平面运动机构和所述竖直面运动机构的支撑搭载机构；所述水平面运动机构包括水平固定盒1和用于带动成型平台5在水平面上沿Y轴方向运动的Y轴运动机构，所述Y轴运动机构安装在水平固定盒1上，所述成型平台5安装在所述Y轴运动机构上；所述竖直面运动机构包括在竖直面上水平设置的用于带动所述挤出机在竖直面上沿X轴方向运动的X轴运动机构和在竖直面上竖直设置的用于带动所述挤出机在竖直面上沿Z轴方向运动的Z轴运动机构，所述X轴运动机构安装在所述Z轴运动机构上，所述挤出机安装在所述X轴运动机构上；所述成型平台5设置在所述挤出机的下方，所述挤出机包括热喷头20，所述热喷头20竖直向下设置。

如图2所示，本实施例中，所述支撑搭载机构包括门字型的支撑主体架24、从支撑主体架24前端上部向左右两侧延伸形成的两个支撑耳21和从支撑主体架24后端左右两侧向后延伸形成的两个支撑翅22。

如图2所示，本实施例中，所述料架23包括两端分别与两个支撑翅22上部固定连接的料架轴23-1和转动连接在料架轴23-1上且用于缠绕合成材料26的卷料筒23-2。

如图3所示，本实施例中，所述水平固定盒1与支撑主体架24的下部内侧壁固定连接，所述Y轴运动机构包括安装在水平固定盒1上且相互间隔设置的两根Y轴导轨4、设置在在水平固定盒1内一端的Y轴电机6和设置在水平固定盒1内另一端的Y轴同步带导轮2，所述Y轴电机6和Y轴同步带导轮2均位于两根Y轴导轨4之间，所述Y轴电机6的输出轴上连接有Y轴电机同步轮7，所述Y轴电机同步轮7和Y轴同步带导轮2上连接有Y轴同步带3；所述成型平台5的底面几何中心位置处与Y轴同步带3固定连接，所述成型平台5的底面与两根Y轴导轨4的顶面滑动接触。所述Y轴运动机构的工作原理为：Y轴电机6旋转时，带动Y轴电机同步轮7旋转，Y轴电机同步轮7带动Y轴同步带3在Y轴电机同步轮7和Y轴同步带导轮2上旋转，Y轴同步带3带动成型平台5在Y轴导轨4的导向作用下在水平面上沿Y轴方向运动。

如图4所示，本实施例中，所述Z轴运动机构包括在竖直面上竖直设置的两根Z轴丝杠9、分别位于两根Z轴丝杠9旁侧的两根Z轴导轨10和分别设置在两根Z轴丝杠9下方的两个用于带动Z轴丝杠9旋转的Z轴电机8，两根Z轴丝杠9分别位于支撑主体架24的左右两侧且分别向上穿出到两个支撑耳21上部，两根Z轴导轨10的一端分别向上穿出到两个支撑耳21上部且分别与两个支撑耳21固定连接，两根Z轴导轨10的另一端分别与两个Z轴电机8的壳体固定连接，两根Z轴丝杠9的底部分别与两个Z轴电机8的输出轴固定连接，两个Z轴电机8分别与水平固定盒1Y轴方向的左右两侧中间位置处固定连接，两根所述Z轴丝杠9上均螺纹连接有套装在Z轴导轨10上且与Z轴导轨10滑动接触的Z轴滑动座14；所述X轴运动机构包括在竖直面上水平设置且上下间隔设置的两根X轴导轨16、安装在两个Z轴滑动座14中的其中一个外侧的X轴电机12和安装在两个Z轴滑动座14中的另一个内侧的X轴同步带导轮15，两根X轴导轨16的两端均分别与两个Z轴滑动座14固定连接，所述X轴电机12和X轴同步带导轮15均位于两根X轴导轨16之间，所述X轴电机12的输出轴上连接有X轴电机同步轮11，所述X轴电机同步轮11和X轴同步带导轮15上连接有X轴同步带13，所述X轴同步带13上固定连接有套装在两根X轴导轨16上且与X轴导轨16滑动接触的X轴滑动支座19，所述挤出机安装在X轴滑动支座19上。所述Z轴运动机构的工作原理为：Z轴电机8旋转时，带动Z轴丝杠9旋转，Z轴丝杠9旋转时，Z轴滑动座14在Z轴导轨10的导向作用下在Z轴丝杠9上上下运动，从而带动所述X轴运动机构和所述挤出机在竖直面上沿Z轴方向运动；所述X轴运动机构的工作原理为：X轴电机12旋转时，带动X轴电机同步轮11旋转，X轴电机同步轮11带动X轴同步带13在X轴电机同步轮11和X轴同步带导轮15上旋转，X轴同步带13带动X轴滑动支座19在X轴导轨16的导向作用在竖直面上沿X轴方向运动，X轴滑动支座19带动所述挤出机在竖直面上沿X轴方向运动。

如图5所示，本实施例中，所述挤出机包括安装在X轴滑动支座19上且分别位于热喷头20两侧的挤料电机18和降温风扇25，所述挤料电机18的输出轴上连接有挤料电机同步轮17，所述合成材料26的一端伸入挤料电机同步轮17与X轴滑动支座19之间的间隙内且位于热喷头20的正上方。所述挤出机的工作原理为：挤料电机18旋转时，带动挤料电机同步轮17同步旋转，挤料电机同步轮17带动伸入挤料电机同步轮17与X轴滑动支座19之间的间隙内的合成材料26挤入热喷头20内融化。

本实用新型使用时，所述Y轴运动机构能够带动成型平台5在水平面上沿Y轴方向运动，即实现了成型平台5水平方向的前后移动；所述X轴运动机构能够带动所述挤出机在竖直面上沿X轴方向运动，所述Z轴运动机构能够带动所述挤出机在竖直面上沿Z轴方向运动，即实现了所述挤出机在竖直面上的任意移动；从而对于通过挤出机挤出的合成材料26，实现了空间上的三维运动。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制，凡是根据本实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效结构变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。

Claims (6)

1.一种桌面三维合成材料成型机，其特征在于：包括用于搭载合成材料(26)的料架(23)、挤出机、成型平台(5)、水平面运动机构和H型的竖直面运动机构，以及用于支撑搭载料架(23)、所述水平面运动机构和所述竖直面运动机构的支撑搭载机构；所述水平面运动机构包括水平固定盒(1)和用于带动成型平台(5)在水平面上沿Y轴方向运动的Y轴运动机构，所述Y轴运动机构安装在水平固定盒(1)上，所述成型平台(5)安装在所述Y轴运动机构上；所述竖直面运动机构包括在竖直面上水平设置的用于带动所述挤出机在竖直面上沿X轴方向运动的X轴运动机构和在竖直面上竖直设置的用于带动所述挤出机在竖直面上沿Z轴方向运动的Z轴运动机构，所述X轴运动机构安装在所述Z轴运动机构上，所述挤出机安装在所述X轴运动机构上；所述成型平台(5)设置在所述挤出机的下方，所述挤出机包括热喷头(20)，所述热喷头(20)竖直向下设置。

2.按照权利要求1所述的一种桌面三维合成材料成型机，其特征在于：所述支撑搭载机构包括门字型的支撑主体架(24)、从支撑主体架(24)前端上部向左右两侧延伸形成的两个支撑耳(21)和从支撑主体架(24)后端左右两侧向后延伸形成的两个支撑翅(22)。

3.按照权利要求2所述的一种桌面三维合成材料成型机，其特征在于：所述料架(23)包括两端分别与两个支撑翅(22)上部固定连接的料架轴(23-1)和转动连接在料架轴(23-1)上且用于缠绕合成材料(26)的卷料筒(23-2)。

4.按照权利要求2所述的一种桌面三维合成材料成型机，其特征在于：所述水平固定盒(1)与支撑主体架(24)的下部内侧壁固定连接，所述Y轴运动机构包括安装在水平固定盒(1)上且相互间隔设置的两根Y轴导轨(4)、设置在在水平固定盒(1)内一端的Y轴电机(6)和设置在水平固定盒(1)内另一端的Y轴同步带导轮(2)，所述Y轴电机(6)和Y轴同步带导轮(2)均位于两根Y轴导轨(4)之间，所述Y轴电机(6)的输出轴上连接有Y轴电机同步轮(7)，所述Y轴电机同步轮(7)和Y轴同步带导轮(2)上连接有Y轴同步带(3)；所述成型平台(5)的底面几何中心位置处与Y轴同步带(3)固定连接，所述成型平台(5)的底面与两根Y轴导轨(4)的顶面滑动接触。

5.按照权利要求2所述的一种桌面三维合成材料成型机，其特征在于：所述Z轴运动机构包括在竖直面上竖直设置的两根Z轴丝杠(9)、分别位于两根Z轴丝杠(9)旁侧的两根Z轴导轨(10)和分别设置在两根Z轴丝杠(9)下方的两个用于带动Z轴丝杠(9)旋转的Z轴电机(8)，两根Z轴丝杠(9)分别位于支撑主体架(24)的左右两侧且分别向上穿出到两个支撑耳(21)上部，两根Z轴导轨(10)的一端分别向上穿出到两个支撑耳(21)上部且分别与两个支撑耳(21)固定连接，两根Z轴导轨(10)的另一端分别与两个Z轴电机(8)的壳体固定连接，两根Z轴丝杠(9)的底部分别与两个Z轴电机(8)的输出轴固定连接，两个Z轴电机(8)分别与水平固定盒(1)Y轴方向的左右两侧中间位置处固定连接，两根所述Z轴丝杠(9)上均螺纹连接有套装在Z轴导轨(10)上且与Z轴导轨(10)滑动接触的Z轴滑动座(14)；所述X轴运动机构包括在竖直面上水平设置且上下间隔设置的两根X轴导轨(16)、安装在两个Z轴滑动座(14)中的其中一个外侧的X轴电机(12)和安装在两个Z轴滑动座(14)中的另一个内侧的X轴同步带导轮(15)，两根X轴导轨(16)的两端均分别与两个Z轴滑动座(14)固定连接，所述X轴电机(12)和X轴同步带导轮(15)均位于两根X轴导轨(16)之间，所述X轴电机(12)的输出轴上连接有X轴电机同步轮(11)，所述X轴电机同步轮(11)和X轴同步带导轮(15)上连接有X轴同步带(13)，所述X轴同步带(13)上固定连接有套装在两根X轴导轨(16)上且与X轴导轨(16)滑动接触的X轴滑动支座(19)，所述挤出机安装在X轴滑动支座(19)上。

6.按照权利要求5所述的一种桌面三维合成材料成型机，其特征在于：所述热喷头(20)安装在X轴滑动支座(19)上，所述挤出机包括安装在X轴滑动支座(19)上且分别位于热喷头(20)两侧的挤料电机(18)和降温风扇(25)，所述挤料电机(18)的输出轴上连接有挤料电机同步轮(17)，所述合成材料(26)的一端伸入挤料电机同步轮(17)与X轴滑动支座(19)之间的间隙内且位于热喷头(20)的正上方。