CN205022004U - 一种高精度、装配简易的3d打印机 - Google Patents

Abstract

一种高精度、装配简易的3D打印机，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；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；所述天车吊板通过所述L型挂板安装于所述外壳架；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。本实用新型提出一种高精度、装配简易的3D打印机，简化3D打印机的装配工序，确保打印头在X轴和Y轴移动的水平性，以及Z轴与X、Y轴所构成平面的垂直度，提高3D打印的精度。

Description

一种高精度、装配简易的3D打印机

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、装配简易的3D打印机。

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提出一种高精度、装配简易的3D打印机，简化3D打印机的装配工序，确保打印头在X轴和Y轴移动的水平性，以及Z轴与X、Y轴所构成平面的垂直度，提高3D打印的精度。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种高精度、装配简易的3D打印机，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；

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，所述水平移动打印机构包括固定座，所述固定座设置有4个，所述水平移动打印机构的四角分别通过所述固定座和螺丝水平安装于所述天车吊板。

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。

优选的，所述天车吊板的四个角上对称设置有用于限位卡装所述固定座的水平槽位。

优选的，所述水平槽位为与所述固定座相匹配的方形槽，所述方形槽的四角设置有防磨圈。

优选的，所述L型挂板的第二直角面设置有用于对位的槽位，所述天车吊板设置有与所述槽位对准的对位缺口。

优选的，所述天车吊板采用铝板材料制成，且其厚度为10mm。

优选的，所述L型挂板的第一直角面设置有用于安装所述螺丝的长形螺孔，所述L型挂板通过调节所述螺丝在所述长形螺孔的位置来调节其位于所述外壳架内的高度。

优选的，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Z轴升降装置采用高精度滚珠丝杠和电机驱动移动。

优选的，所述天车吊板设置用于容纳所述上固定块的卡槽。

本实用新型的有益效果：1、XY轴与Z轴独立分开装配，减少一起装配时误差的影响，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、固定座与天车吊板的槽位的精密卡装，保证打印头水平移动的精准性；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内部结构示意图；

图2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；

图3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4是本实用新型的一个实施例的天车吊板的俯视图；

图5是本实用新型的一个实施例的L型挂板的结构示意图；

图6是现有技术中3D打印机的结构示意图；

图7是现有技术中3D打印机的内部结构示意图。

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、对位缺口201、卡槽211、方形槽位212、水平槽位213、防磨圈214、槽位221、长形螺孔222、固定座231、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、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、装配简易的3D打印机，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；

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。

如图所示，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，其运动互不干扰，提高打印的精度。

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，所述水平移动打印机构23包括固定座231；所述固定座231设置有4个，所述水平移动打印机构23的四角分别通过所述固定座231和螺丝水平安装于所述天车吊板21。通过固定座231使水平移动打印机构23安装于天车吊板21，减少安装于天车吊板21上的零部件，水平移动打印机构23在外部环境中装配完成后再通过固定座231和螺丝安装于天车吊板21，装配简单，水平移动打印机构23作用于天车吊板21的力度或重量由4个固定座分散，使天车吊板21的使用寿命更长，避免外力对水平移动打印机构23的影响。

优选的，所述天车吊板21的四个角上对称设置有用于限位卡装所述固定座231的水平槽位213。在天车吊板21上设置有限位卡装固定座231的水平槽位213，使水平移动打印机构23水平且精准的安装于天车吊板21，卡装槽位的结构有效的避免了固定座定位安装于天车吊板21时的X轴或Y轴上的误差，装配更加的简易，安装难度大大降低。

所述固定座231为方形体结构。方形体结构的固定座231具有多个垂直边，更易于对准，提高装配的精度。固定座231使用高精度铝质加工件，能让其准确无误的装入天车吊板的嵌入凹槽，在保持双轨道的平行的同时，省去了轨道调平的工序，大大提升了安装效率。

优选的，所述水平槽位213为与所述固定座231相匹配的方形槽，所述方形槽的四角设置有防磨圈214。设置有防磨圈214，使固定座231多次卡装或拆卸于水槽位213时，方形槽内的垂直边的关系不受到磨损，避免固定座231卡装的位置不精准，确保装配的精度，保证打印的精度。

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201。设置有用于相互对位的槽位221和对位缺口201，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，所述天车吊板21采用铝板材料制成，且其厚度为10mm。采用铝板制成厚度为10mm天车吊板21具有良好的抗变强度，能够保证打印头在长时间、高强度运行的情况板材不发生变形，使打印更精确、更稳定。

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，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L型挂板22的第一直角面设置有用于安装所述螺丝的长形螺孔222，所述L型挂板22通过调节所述螺丝在所述长形螺孔222的位置来调节其位于所述外壳架内的高度。

设置有长形螺孔222，使L型挂板22安装于外壳架内的高度具有微调性，通过松紧螺丝即可对L型挂板22的高度或水平性进行微调，操作简单，无需重新拆装。

优选的，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。

所述Y轴移动装置233包括同步齿轮、传动光轴和同步皮带。固定座231的作用包括以下三点：1、安装同步齿轮(同步齿轮上安装同步皮带，用于带动Y轴运动机构同步运动)；2、通过安装有用于精确固定传动光轴的轴承，使传动光轴的转动顺畅，不发生跳动；3、安装Y轴方向的滑动光杆，与其他3个固定座共同作用，保持Y轴双滑轨在同一水平面，并相互平行。

优选的，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轴移动载物系统3分开独立设置，其装配精度互不干扰，提高打印的精度。

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轴移动载物系统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Z轴升降装置31采用高精度滚珠丝杠和电机驱动移动。使用了高精度滚珠丝杠，这使得热床平台32上下移动的精度更准确，保证打印层厚的精度和稳定性，提升了打印质量和效果。目前Z轴上的最高精度是层厚0.1毫米，而层厚越小，表面就会越光滑。

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 (9)

1.一种高精度、装配简易的3D打印机，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；

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；

所述水平移动打印机构包括固定座，所述固定座设置有4个，所述水平移动打印机构的四角分别通过所述固定座和螺丝水平安装于所述天车吊板。

2.根据权利要求1所述的一种高精度、装配简易的3D打印机，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。

3.根据权利要求1所述的一种高精度、装配简易的3D打印机，其特征在于：所述天车吊板的四个角上对称设置有用于限位卡装所述固定座的水平槽位。

4.根据权利要求3所述的一种高精度、装配简易的3D打印机，其特征在于：所述水平槽位为与所述固定座相匹配的方形槽，所述方形槽的四角设置有防磨圈。

5.根据权利要求1所述的一种高精度、装配简易的3D打印机，其特征在于：所述天车吊板采用铝板材料制成，且其厚度为10mm。

6.根据权利要求1所述的一种高精度、装配简易的3D打印机，其特征在于：所述L型挂板的第一直角面设置有用于安装所述螺丝的长形螺孔，所述L型挂板通过调节所述螺丝在所述长形螺孔的位置来调节其位于所述外壳架内的高度。

7.根据权利要求1所述的一种高精度、装配简易的3D打印机，其特征在于：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。

8.根据权利要求7所述的一种高精度、装配简易的3D打印机，其特征在于：所述Z轴升降装置采用高精度滚珠丝杠和电机驱动移动。

9.根据权利要求7所述的一种高精度、装配简易的3D打印机，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。