CN204936212U - 一种高精度的3d打印系统 - Google Patents
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Abstract
一种高精度的3D打印系统，包括外壳架，外壳架内的上方设置有用于XY方向上水平移动的天车打印系统，所述外壳架的底部设置有用于承载打印物体的Z轴移动打印平台系统，所述Z轴移动打印平台系统立于所述外壳架的任一侧壁面；所述Z轴移动打印平台系统包括Z轴升降装置、热床平台、上固定块和下固定块，所述热床平台通过升降支架水平安装于Z轴升降装置，所述上固定块和所述下固定块上下相对应设置，所述Z轴升降装置通过所述上固定块和下固定块垂直立式安装于所述外壳架内。本实用新型提出一种用于3D打印机的高精度的天车打印系统，XY水平打印系统与Z轴移动打印平台系统可在外部环境中进行单独装配，提高装配精度，确保打印精度。
Description
技术领域
本实用新型涉及3D打印领域，尤其涉及一种高精度的3D打印系统。
背景技术
3D打印机又称三维打印机，是一种增材制造技术，即快速成型技术的一种机器，它是一种数字模型文件为基础，运动特殊蜡材、粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过打印一层层的粘合材料来制造三维的物体。3D打印机的原理是把数据和原料放进3D打印机中，机器会按照程序把产品一层层造出来。
目前常见的3D打印机，内部零部件为直接安装到3D打印机外壳上。在打印机进行装配时，需要把各零部件放入到外壳内部再进行固定安装，装配难度大，装配精密性不高，同时内部零部件为直接安装到3D打印机外壳上，使得3D打印机在打印时易受到外力干扰而影响打印精度和效果，会造成打印不良和打印报废率升高，从而增加用户使用难度和用户使用成本。此外，打印机的日常内部维护和故障检修也大为不方便。
实用新型内容
本实用新型的目的在于一种高精度的3D打印系统，XY水平打印系统与Z轴移动打印平台系统可在外部环境中进行单独装配，简化3D打印机的装配工序，提高装配精度，确保打印精度。
为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
一种高精度的3D打印系统，包括外壳架，所述外壳架内的上方设置有用于XY方向上水平移动的天车打印系统，所述外壳架的底部设置有用于承载打印物体的Z轴移动打印平台系统，所述Z轴移动打印平台系统立于所述外壳架的任一侧壁面；
所述Z轴移动打印平台系统包括Z轴升降装置、热床平台、上固定块和下固定块，所述热床平台通过升降支架水平安装于Z轴升降装置，所述上固定块水平位于所述天车打印系统的天车吊板的下方，所述下固定块安装于所述外壳架的底部，所述上固定块和所述下固定块上下相对应设置，所述Z轴升降装置通过所述上固定块和下固定块垂直立式安装于所述外壳架内。
优选的，所述天车吊板设置用于容纳所述上固定块的卡槽。
优选的，所述上固定块通过螺丝固定安装于所述天车打印系统的天车吊板。
优选的，所述Z轴升降装置包括滑动光杆、滚珠丝杆和电机；
所述上固定块设置有1个丝杆安装孔和两个滑杆安装孔，所述丝杆安装孔位于两个所述滑杆安装孔之间，所述下固定块与所述上固定块对称设置有所述滑杆安装孔，四个所述滑杆安装孔的中心位于同一垂直面上；
所述滑动光杆通过所述上固定块和所述下固定块的滑杆安装孔垂直立式固定于所述下固定块；
所述电机安装于所述下固定块的下方，所述电机的转动轴穿过所述下固定块的转轴孔安装有所述滚珠丝杆，所述滚珠丝杆的另一端固定于所述上固定块的丝杆安装孔内。
优选的，所述丝杆安装孔内设置有轴承，所述滚珠丝杆通过所述轴承固定于所述丝杆安装孔内。
优选的，所述下固定块设置有固定座，所述固定座固定安装于所述下固定块的转轴孔的上方，所述固定座也设置有所述丝杆安装孔，所述滚珠丝杆通过所述丝杆安装孔的轴承安装穿过所述固定座。
优选的，所述天车打印系统包括天车吊板、L型挂板、水平移动打印机构；
所述L型挂板至少设置有两块，所述L型挂板为具有90°夹角的挂板，所述L型挂板的第一直角面通过螺丝均匀间隔且水平安装于所述外壳架的上部的内周框面，所述L型挂板的第二直角面均位于同一水平面内；
所述天车吊板通过螺丝水平固定于所述L型挂板的第二直角面；
所述水平移动打印机构为具有X轴和Y轴方向移动的打印机构。
优选的，所述天车吊板为方形框板。
优选的，所述天车吊板设置用于容纳所述上固定块的卡槽。
优选的，所述水平移动打印机构还包括X轴支架组合、Y轴移动装置、X轴移动装置和打印头；所述打印头安装于所述X轴移动装置的X轴滑块，所述X轴移动装置通过所述X轴支架组合水平安装于所述Y轴移动装置的Y轴导轨，所述Y轴移动装置水平嵌套安装于所述固定座。
本实用新型的有益效果：1、XY轴与Z轴独立分开装配，减少一起装配的误差，提高打印的精度；2、通过水平移动的打印头通过天车吊板安装，不受作用于外壳的外力干扰，确保打印头在X轴和Y轴移动的水平性，提高3D打印的精度，且其运动强度不会影响到打印机外壳，使用寿命长；3、上固定块与固定座通过轴承更加精准的安装滚珠丝杆，提高打印精度；4、采用L型挂板安装，装配简单，拆装容易。
附图说明
图1是本实用新型的一个实施例的结构示意图；
图2是本实用新型的另一个实施例的Z轴移动打印平台系统的结构示意图；
图3是本实用新型的一个实施例的天车吊板的结构示意图；
图4是本实用新型的一个实施例的天车打印系统的结构示意图。
其中：外壳架1、天车打印系统2、Z轴移动打印平台系统3、天车吊板21、L型挂板22、水平移动打印机构23、Z轴升降装置31、热床平台32、上固定块33、下固定块34、卡槽211、方形槽位212、对位缺口213、槽位221、X轴支架组合232、Y轴移动装置233、X轴移动装置234、打印头235、滑动光杆311、滚珠丝杆312、固定座341、Y轴导轨2331、X轴滑块2341。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
一种高精度的3D打印系统，包括外壳架1，所述外壳架1内的上方设置有用于XY方向上水平移动的天车打印系统2，所述外壳架1的底部设置有用于承载打印物体的Z轴移动打印平台系统3，所述Z轴移动打印平台系统3立于所述外壳架1的任一侧壁面；
所述Z轴移动打印平台系统3包括Z轴升降装置31、热床平台32、上固定块33和下固定块34，所述热床平台32通过升降支架水平安装于Z轴升降装置31，所述上固定块33水平位于所述天车打印系统2的天车吊板21的下方，所述下固定块34安装于所述外壳架1的底部，所述上固定块33和所述下固定块34上下相对应设置，所述Z轴升降装置31通过所述上固定块33和下固定块34垂直立式安装于所述外壳架1内。
如图1-3所示，外壳架1内的上方设置有用于XY方向上水平移动的天车打印系统2，天车打印系统2与外壳架1任一侧壁设置Z轴移动打印平台系统3分开独立设置，其装配精度互不干扰，提高打印的精度。
Z轴移动打印平台系统3通过上固定块33和下固定块34垂直3立于所述外壳架1的任一侧壁面，并通过下固定块34和螺丝固定安装于所述外壳架1的底部，确保了Z轴升降装置31垂直于天车打印系统2的水平面。外壳架1内的上方设置有用于XY方向上水平移动的天车打印系统2与用于承载打印物体的Z轴移动打印平台系统3，均可在外部环境下分别单独装配完成后再安装于外壳架1内进行组装，XY轴与Z轴独立分开装配，减少装配误差，确保Z轴升降装置31自身的垂直性以及天车打印系统2自身的水平性，提高系统的装配精度，提高打印的精度，确保精度的同时提高装配效率。与现有的技术，将Z轴滑杆或丝杆直接固定安装于水平面的框架上，其水平性和垂直性需人工在装配时进行多次的对准校对，工序繁琐，装配效率低。
优选的，所述天车吊板21设置用于容纳所述上固定块33的卡槽211。天车打印系统2通过天车吊板21和L型挂板22水平安装于外壳架1上部时，通过设可容纳上固定块33的卡槽211，使上固定块33的上表面与天车吊板21的下表面相接触，使天车吊板21更容易的与Z轴平面保持垂直，便于工人的装配，提高装配的效率。
优选的，所述上固定块33通过螺丝固定安装于所述天车打印系统2的天车吊板21。
通过上固定块33与天车吊板21建立固定连接，加强系统结构的稳定性和强度。
优选的，所述Z轴升降装置31包括滑动光杆311、滚珠丝杆312和电机；
所述上固定块33设置有1个丝杆安装孔和两个滑杆安装孔，所述丝杆安装孔位于两个所述滑杆安装孔之间，所述下固定块34与所述上固定块33对称设置有所述滑杆安装孔，四个所述滑杆安装孔的中心位于同一垂直面上；
所述滑动光杆311通过所述上固定块33和所述下固定块34的滑杆安装孔垂直立式固定于所述下固定块34；
所述电机安装于所述下固定块34的下方，所述电机的转动轴穿过所述下固定块34的转轴孔安装有所述滚珠丝杆312，所述滚珠丝杆312的另一端固定于所述上固定块33的丝杆安装孔内。
上下固定块33、34相互对称分别设置两个滑杆安装孔，用于精确垂直固定两条滑动光杆311，保证两杆在同一平面并且相互平行。
优选的，所述丝杆安装孔内设置有轴承，所述滚珠丝杆312通过所述轴承固定于所述丝杆安装孔内。通过轴承安装有滚珠丝杆312，轴承用于精确定位及固定滚珠丝杆的一端。
优选的，所述下固定块34设置有固定座341，所述固定座341固定安装于所述下固定块34的转轴孔的上方，所述固定座341也设置有所述丝杆安装孔，所述滚珠丝杆312通过所述丝杆安装孔的轴承安装穿过所述固定座341。
固定座341设有4个安装固定孔，用于精确定位及安装在下固定块35上。轴承用于精确定位及固定滚珠丝杆312的一端，与上固定块33的轴承共同作用，防止滚珠丝杆312在转动过程中发生跳动，保持在一条直线上转动。
上固定块33、下固定块34和固定座341的整体作用：第一个作用是保持电机转动轴，弹性联轴器，滚珠丝杆312围绕在一条直线上转动，且该直线需要与天车吊板21平面垂直；第二个作用是保持滚珠丝杆312与另外两根Z轴滑动光杆311在同一平面上，并保证滑动光杆311与滚珠丝杆312间两两相互平行，且该平面与天车吊板21平面垂直。
优选的，所述天车打印系统2包括天车吊板21、L型挂板22、水平移动打印机构23；
所述L型挂板22至少设置有两块，所述L型挂板22为具有90°夹角的挂板，所述L型挂板22的第一直角面通过螺丝均匀间隔且水平安装于所述外壳架的上部的内周框面，所述L型挂板22的第二直角面均位于同一水平面内；
所述天车吊板21通过螺丝水平固定于所述L型挂板22的第二直角面；
所述水平移动打印机构23为具有X轴和Y轴方向移动的打印机构。
设置有L型挂板22对天车吊板21进行定位安装，L型挂板22的第一直角面通过螺丝均匀间隔且水平安装于外壳架的上部的内周框面，使其在外壳架内部上方形成一个水平安装面，其水平的第二直角面用于安装天车吊板21，确保天车吊板21水平的安装于外壳架内，水平移动打印机构23水平安装于天车吊板21即可保证打印头的在水平面上的精密移动。
使用安装时，将L型挂板22水平对称安装于外壳架的内周框面，使天车吊板21的安装更简易方便，安装时无需多方向的对齐。在外部环境中将水平移动打印机构23水平安装于天车吊板21，水平移动打印机构23通过天车吊板21和L型挂板22的连接即可水平安装于外壳架内，一次性装配完毕，无需对X轴或Y轴的水平性进行重新的检测安装，大大提高装配的效率以及精度。
优选的，所述天车吊板21为方形框板。方形框板为中心具有方形槽位212的框板，有利于安装打印系统和导线拖链等部件，并提供其运行的空间，也有利于工人从上方经槽位对下方的打印效果进行查看，同时可以节省材料，避免天车吊板21重量过大。
优选的，所述L型挂板22的第二直角面设置有用于对位的槽位221，所述天车吊板21设置有与所述槽位221对准的对位缺口213。
设置有用于相互对位的槽位221和对位缺口213，使天车吊板21更快更容易的安装于L型挂板22，便于工人的装配，提高装配的效率。
优选的，如图3所示，所述水平移动打印机构23还包括X轴支架组合232、Y轴移动装置233、X轴移动装置234和打印头235；所述打印头235安装于所述X轴移动装置234的X轴滑块2341，所述X轴移动装置通过所述X轴支架组合232水平安装于所述Y轴移动装置233的Y轴导轨2331，所述Y轴移动装置233水平嵌套安装于所述固定座231。
使用精密加工的X轴支架组合232，保证了部件间连接的精密度，提高了机械运行构件的强度，和长时间运行的稳定性和耐受性。
运用嵌入式技术，固定Y轴导轨2331，水平移动打印机构23可在外部环境中通过水平嵌套安装完成装配，再通过固定座231和螺丝固定安装于天车吊板21，通过固定座231与天车吊板21之间的安装即可保持XY双轨道的平行，保证打印头的水平移动，同时省去了轨道调平的工序，大大提升了安装效率。
以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种高精度的3D打印系统，其特征在于：包括外壳架，所述外壳架内的上方设置有用于XY方向上水平移动的天车打印系统，所述外壳架的底部设置有用于承载打印物体的Z轴移动打印平台系统，所述Z轴移动打印平台系统立于所述外壳架的任一侧壁面；
所述Z轴移动打印平台系统包括Z轴升降装置、热床平台、上固定块和下固定块，所述热床平台通过升降支架水平安装于Z轴升降装置，所述上固定块水平位于所述天车打印系统的天车吊板的下方，所述下固定块安装于所述外壳架的底部，所述上固定块和所述下固定块上下相对应设置，所述Z轴升降装置通过所述上固定块和下固定块垂直立式安装于所述外壳架内。
2.根据权利要求1所述的一种高精度的3D打印系统，其特征在于：所述天车吊板设置用于容纳所述上固定块的卡槽。
3.根据权利要求2所述的一种高精度的3D打印系统，其特征在于：所述上固定块通过螺丝固定安装于所述天车打印系统的天车吊板。
4.根据权利要求1所述的一种高精度的3D打印系统，其特征在于：所述Z轴升降装置包括滑动光杆、滚珠丝杆和电机；
所述上固定块设置有1个丝杆安装孔和两个滑杆安装孔，所述丝杆安装孔位于两个所述滑杆安装孔之间，所述下固定块与所述上固定块对称设置有所述滑杆安装孔，四个所述滑杆安装孔的中心位于同一垂直面上；
所述滑动光杆通过所述上固定块和所述下固定块的滑杆安装孔垂直立式固定于所述下固定块；
所述电机安装于所述下固定块的下方，所述电机的转动轴穿过所述下固定块的转轴孔安装有所述滚珠丝杆，所述滚珠丝杆的另一端固定于所述上固定块的丝杆安装孔内。
5.根据权利要求4所述的一种高精度的3D打印系统，其特征在于：所述丝杆安装孔内设置有轴承，所述滚珠丝杆通过所述轴承固定于所述丝杆安装孔内。
6.根据权利要求5所述的一种高精度的3D打印系统，其特征在于：所述下固定块设置有固定座，所述固定座固定安装于所述下固定块的转轴孔的上方，所述固定座也设置有所述丝杆安装孔，所述滚珠丝杆通过所述丝杆安装孔的轴承安装穿过所述固定座。
7.根据权利要求1所述的一种高精度的3D打印系统，其特征在于：所述天车打印系统包括天车吊板、L型挂板、水平移动打印机构；
所述L型挂板至少设置有两块，所述L型挂板为具有90°夹角的挂板，所述L型挂板的第一直角面通过螺丝均匀间隔且水平安装于所述外壳架的上部的内周框面，所述L型挂板的第二直角面均位于同一水平面内；
所述天车吊板通过螺丝水平固定于所述L型挂板的第二直角面；
所述水平移动打印机构为具有X轴和Y轴方向移动的打印机构。
8.根据权利要求7所述的一种高精度的3D打印系统，其特征在于：所述天车吊板为方形框板。
9.根据权利要求7所述的一种高精度的3D打印系统，其特征在于：所述天车吊板设置用于容纳所述上固定块的卡槽。
10.根据权利要求7所述的一种高精度的3D打印系统，其特征在于：所述水平移动打印机构还包括X轴支架组合、Y轴移动装置、X轴移动装置和打印头；所述打印头安装于所述X轴移动装置的X轴滑块，所述X轴移动装置通过所述X轴支架组合水平安装于所述Y轴移动装置的Y轴导轨，所述Y轴移动装置水平嵌套安装于所述固定座。
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|---|---|---|---|---|
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