CN204674035U - 一种3d打印机升降工作平台 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种3D打印机升降工作平台，包括竖直设置于打印机内的导轨、L型支架和控制系统，所述导轨的一端与L型支架的竖直端通过连接件相连接，且由所述控制系统带动L型支架在导轨上往复运动，L型支架的水平面为底板，所述底板上设置有打印支撑板，底板和打印支撑板之间通过连接装置可拆卸连接，所述打印支撑板为亚克力材质，支撑面板为金属材质。该3D打印机升降工作平台，能够使得在取模型时拆装工作平台更为方便、快捷，大大减轻在拆装工作平台时对机器结构施加的作用力，并可以减少电机所要承受的负载，增加升降工作平台在竖直方向运动的响应速率。

Description

一种3D打印机升降工作平台

技术领域

本实用新型属于3D打印技术领域，具体涉及一种3D打印机升降工作平台。

背景技术

随着3D打印技术的发展，基于FDM的桌面级3D打印机凭借其构造原理和操作简单、制造及维护成本低、成型速度快、原材料利用率高、系统运行安全等特点得到了飞速发展。FDM桌面级3D打印机主要由机械结构本体、传动系统、升降工作平台、喷头组件及控制系统五大部分组成，其中升降工作平台具有在打印过程中承载打印模型并支撑其沿Z轴运动的作用。所以，升降工作平台上打印支撑板面积大于或等于3D打印机在XY水平工作平面上的最大成型尺寸，其沿Z轴传动轴的运动范围大于或等于3D打印机在Z方向的垂直打印尺寸。

对于桌面级3D打印机的升降工作平台的设计，响应速度快、方便拆装、刚性适中是设计追求的方向。

目前市场上的桌面级3D打印机所采用的升降工作平台的区别，主要表现在三个方面，一是打印支撑板与升降工作平台的固定方式不同，二是升降工作平台支架与Z轴导轨的安装方式不同，三是升降工作平台支架所使用的材料不同。

国内外市场上的桌面级3D打印机常用机型的升降工作平台的设计方式主要有两类。第一类3D打印机采用夹紧机构固定打印支撑板，升降工作平台支架与Z轴导轨通过镶嵌的4个导向轴承相连接，升降工作平台的侧面支 撑支架则应用塑料件。第二类3D打印机采用磁力吸附方式来固定打印支撑板，升降工作平台支架与Z轴滚珠丝杠螺母副的连接方式采用将升降工作台的上端与螺母进行固定连接，其与导轨的连接方式采用给升降工作平台两端夹装轴承座与轴承连接，升降工作平台的部件中除打印支撑板采用透明亚克力板，其余零部件均采用金属合金加工成型。在一些早期机型上，升降工作平台上的打印支撑板与平台的连接方式仍然采用不易拆装的螺栓连接。

对于采用通过夹紧机构固定打印支撑板，应用塑料(亚克力PMMA)作为升降工作台支架材料，并通过给支架镶嵌四个轴承与导轨配合安装方式的升降工作平台有如下两个缺陷：

1、对于采用夹紧机构固定工作平台的方式，在拆装工作平台的过程中，必须对夹紧卡扣施加较大的力，容易造成机器晃动及移动，而使得已经调好的水平发生微弱偏差，同时也会对升降平台产生一定的力矩，长期重复此过程，容易造成升降平台变形。

2、夹紧机构固定工作平台的方式虽然比固定连接的方式方便一些，但对于使用不熟练的操作人员来说，其操作过程仍然不顺畅、不方便，造成时间的浪费。

采用通过磁力吸附固定打印支撑板，应用Q235作为升降工作平台支架材料，并通过在给升降工作平台两端夹装轴承座与轴承配合安装方式的升降工作平台有如下三个缺陷：

1、由于升降工作平台采用Q235作为支架材料，并安装两个合金的轴承支座，造成整个工作平台的重量较大，这种方式增加了Z轴步进电机的负载，使得升降工作平台在Z轴方向运动时响应速率变慢。

2、由于选用了成套的金属部件作为升降工作平台的零件，其批量加工 制造成本比亚克力板(PMMA)要高，同时由于增加了电机负载，使得在选用步进电机时也要选用额定转矩更大的、价格较高的电机，这些都造成了生产制造成本的增加。

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的不足，提供一种3D打印机升降工作平台，能够使得在取模型时拆装工作平台更为方便、快捷，大大减轻在拆装工作平台时对机器结构施加的作用力，并可以减少电机所要承受的负载，增加升降工作平台在竖直方向运动的响应速率。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是，一种3D打印机升降工作平台，包括竖直设置于打印机内的导轨、L型支架和控制系统，所述导轨的一端与L型支架的竖直端通过连接件相连接，且由所述控制系统带动L型支架在导轨上往复运动，L型支架的水平面为底板，所述底板上设置有打印支撑板，底板和打印支撑板之间通过连接装置可拆卸连接，所述打印支撑板为亚克力材质，所述支撑面板为金属材质。

进一步地，该连接装置为一支撑架，支撑架包括一水平向的支撑面板，支撑面板的上板面上设置有至少三个竖直向支撑柱，支撑面板的下板面上设置有至少三个，所述固定件通过调平系统与底板可拆卸连接；打印支撑板的底面上开设有凹槽，凹槽用于与上支撑柱相卡合固定。

进一步地，支撑柱和固定件位置相对应，且对应位置的支撑柱和固定件在穿过支撑面板处一体连接。

进一步地，该调平系统包括套设在固定件上的弹簧和开设在底板上的通孔，弹簧位于底板和支撑面板之间，通孔用于使固定件穿过，所述固定件的端部还连接有调平螺母。

进一步地，该控制系统包括与底板相连接的螺母和与之相配套的滚轴丝杠，所述螺母与电机相连接，所述滚轴丝杠与导轨平行设置。

进一步地，该连接件为套设在导轨外壁的轴承。

进一步地，该支撑柱和固定件均为三个，且成正三角形排布，所述支撑柱和固定件的位置对应。

进一步地，该打印支撑板的底面上嵌设有磁铁，磁铁用于与支撑架相吸引。

进一步地，该L型支架的前端向下还设置有用于增强其稳定性的加强板。

进一步地，该导轨为两个，且所述导轨间还设置有起固定作用的连接板。

本实用新型3D打印机升降工作平台具有的如下优点：

1、使得打印模型的拆取及打印支撑板的拆装更为方便、快捷。

2、有效避免了因取模型而造成的机器结构件的变形及机器运行的不稳定。

3、可以有效减少在多次打印时反复调平的次数。

4、打印支撑板选用亚克力材质，减少了电机的负载，同时减少了升降工作平台对于导轨的弯矩，从而增强了该系统的稳定性及往复运动的平稳性。

附图说明

图1是本实用新型一种3D打印机升降工作平台剖面图。

图2是本实用新型一种3D打印机升降工作平台打印支撑板剖面图。

图3是本实用新型一种3D打印机升降工作平台的支撑架的结构示意图。

图4是本实用新型一种3D打印机升降工作平台L型支架与导轨装配图。

其中：1.L型支架；2.底板；2-1.通孔；3.打印支撑板；3-1.凹槽；3-2磁 铁；4.支撑架；4-1.支撑面板；4-2支撑柱；4-3.固定件；5.磁铁；6.打印机；7.弹簧；8.导轨；9.轴承；10.滚轴丝杠；11.加强板；12.电机；13.螺母，14.调平螺母，15.连接板。

具体实施方式

如图1和图2所示，本实用新型一种3D打印机升降工作平台，包括设置于打印机6内的导轨8、L型支架1和控制系统，所述导轨8的一端和L型支架1的竖直端通过连接件相连接，且由所述控制系统带动L型支架1在导轨8上往复运动，所述L型支架1的水平面为底板2，底板2上设置有打印支撑板3，底板2和打印支撑板3之间通过连接装置可拆卸连接，打印支撑板3为亚克力材质，支撑面板4-1为金属材质。

本实用新型一种3D打印机升降工作平台，连接装置为一支撑架4，所述支撑架4包括一水平向支撑面板4-1，支撑面板4-1的上板面上设置有至少三个竖直向支撑柱4-2，支撑面板4-1的下板面上设置有至少三个固定件4-3，所述固定件4-3通过调平系统与底板2可拆卸连接；所述打印支撑板3的底面上开设有凹槽3-1，所述凹槽3-1用于与支撑柱4-2相卡合固定。支撑柱4-2和固定件4-3位置相对应，且对应位置的支撑柱4-2和固定件4-3在穿过支撑面板4-1处一体连接，并与支撑面板4-1相焊接连接。

本实用新型一种3D打印机升降工作平台，调平系统包括套设在固定件4-3上的弹簧7和开设在底板2上的通孔2-1，弹簧7位于底板2和支撑面板4-1之间，所述通孔2-1用于使固定件4-3穿过，所述固定件4-3的端部还连接有调平螺母14。控制系统包括与底板2相连接的螺母13和与之相配套的滚轴丝杠10，所述螺母13与电机12相连接，所述滚轴丝杠10与导轨8平行设置。连接件为套设在导轨8外壁的轴承9，且每一个导轨上的轴承9的 个数为两个。

支撑柱4-2和固定件4-3均为三个，且成正三角形排布，所述支撑柱4-2和固定件4-3的位置对应。打印支撑板3的底面上嵌设有磁铁3-2，所述磁铁3-2用于与支撑架4相吸引。L型支架1的前端向下还设置有用于增强其稳定性的加强板11。导轨8为两个，且所述导轨8间还设置有起固定作用的连接板15。

本实用新型一种3D打印机升降工作平台，3D打印机在工作时，在平面上的运动采用同步带传动的方式，竖直方向采用电机12带动螺母13，而升降工作平台L型支架1则沿着导轨8在竖直方向做往复运动。

需要在对升降工作平台进行调平时，将打印支撑板3的凹槽3-1与支撑柱4-2对齐安装，磁铁3-2与支撑面板4-1吸引并切合在一起。将固定件4-3上套设弹簧7，并将固定件4-3穿过通孔2-1，固定件4-3的外壁上和通孔2-1的内壁上设置有相啮合的螺纹，然后将固定件4-3的端部拧上调平螺母14，依次调节三个成正三角安装的调平螺母14，使打印支撑板3平面与3D打印机的喷头之间的距离保持在0.15-0.2mm的距离(应用塞尺测距)。在模型打印完成之后，拆装时，不必对磁铁5吸附扣施加较大的力，只需轻轻地垂直拔起打印支撑板3并取下模型。使用时，再将打印支撑板3安装在升降工作平台支撑架4上。有效避免了因取模型而造成的机器结构件的变形及机器运行的不稳定，可以有效减少在多次打印时反复调平的次数，使得打印模型的拆取及工作平台的拆装更为方便、快捷。

本实用新型一种3D打印机升降工作平台，选用亚克力板(PMMA)作为支撑架4的材料，并选用在L型支架1夹装四个轴承9并与导轨8配合安装的方式。亚克力板不仅密度小重量轻，而且具有较好的刚性和热稳定性， 同时其加工方便，成本小。同时，这种方式减轻了电机12的负载，增加升降工作平台在竖直方向运动的响应速率，同时减少了升降工作平台对于导轨8的弯矩，从而增强了该系统的稳定性及往复运动的平稳性。

Claims (10)

1.一种3D打印机升降工作平台，其特征在于：包括竖直设置于打印机(6)内的导轨(8)、L型支架(1)和控制系统，所述导轨(8)的一端与L型支架(1)的竖直端通过连接件相连接，且由所述控制系统带动L型支架(1)在导轨(8)上往复运动，所述L型支架(1)的水平面为底板(2)，所述底板(2)上设置有打印支撑板(3)，所述底板(2)和打印支撑板(3)之间通过连接装置可拆卸连接，所述打印支撑板(3)为亚克力材质，支撑面板(4-1)为金属材质。

2.按照权利要求1所述的一种3D打印机升降工作平台，其特征在于：所述连接装置为一支撑架(4)，所述支撑架(4)包括一水平向的支撑面板(4-1)，所述支撑面板(4-1)的上板面上设置有至少三个竖直向支撑柱(4-2)，所述支撑面板(4-1)的下板面上设置有至少三个固定件(4-3)，所述固定件(4-3)通过调平系统与底板(2)可拆卸连接；所述打印支撑板(3)的底面上开设有凹槽(3-1)，所述凹槽(3-1)用于与支撑柱(4-2)相卡合固定。

3.按照权利要求2所述的一种3D打印机升降工作平台，其特征在于：所述支撑柱(4-2)和固定件(4-3)位置相对应，且对应位置的支撑柱(4-2)和固定件(4-3)在穿过支撑面板(4-1)处一体连接。

4.按照权利要求2或3所述的一种3D打印机升降工作平台，其特征在于：所述调平系统包括套设在固定件(4-3)上的弹簧(7)和开设在底板(2)上的通孔(2-1)，所述弹簧(7)位于底板(2)和支撑面板(4-1)之间，所述通孔(2-1)用于使固定件(4-3)穿过，所述固定件(4-3)的端部还连接有调平螺母(14)。

5.按照权利要求2或3所述的一种3D打印机升降工作平台，其特征在 于：所述控制系统包括与底板(2)相连接的螺母(13)和与之相配套的滚轴丝杠(10)，所述螺母(13)与电机(12)相连接，所述滚轴丝杠(10)与导轨(8)平行设置。

6.按照权利要求1或2所述的一种3D打印机升降工作平台，其特征在于：所述连接件为套设在导轨(8)外壁的轴承(9)。

7.按照权利要求2或3所述的一种3D打印机升降工作平台，其特征在于：所述支撑柱(4-2)和固定件(4-3)均为三个，且成正三角形排布，所述支撑柱(4-2)和固定件(4-3)的位置对应。

8.按照权利要求1或2所述的一种3D打印机升降工作平台，其特征在于：所述打印支撑板(3)的底面上嵌设有磁铁(3-2)，所述磁铁(3-2)用于与支撑架(4)相吸引。

9.按照权利要求1或2所述的一种3D打印机升降工作平台，其特征在于：所述L型支架(1)的前端还倾斜向下设置有用于增强其稳定性的加强板(11)。

10.按照权利要求9所述的一种3D打印机升降工作平台，其特征在于：所述导轨(8)为两个，且所述导轨(8)间还设置有起固定作用的连接板(15)。