CN205272617U - 一种三维打印机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种三维打印机，包括：至少三个支撑立柱，均沿竖直方向设置，且呈圆周阵列分布，每个支撑立柱均包括互相连接的固定部和活动部，且每个支撑立柱的活动部相对于固定部沿竖直方向运动；第一平台和第二平台，沿竖直方向排列，且该至少三个支撑立柱的活动部均与第一平台连接，固定部均与第二平台连接；执行器和喷头。本实用新型的三维打印机，在打印较大尺寸的零件时，使支撑立柱的活动部远离固定部，增大三维打印机的打印空间；在打印较小尺寸的零件时，使支撑立柱的活动部靠近固定部，从而缩小三维打印机的打印空间，以满足不同尺寸的零件的打印需求，无需针对不同规格尺寸的零件去更换打印机，减小了三维打印机的使用成本。

Description

一种三维打印机

技术领域

本实用新型涉及打印机技术领域，尤其涉及一种三维打印机。

背景技术

三维打印机，又称3D打印机，是快速成形技术的一种机器。它是一种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，三维打印机常在模具制造、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，特别是一些高价值应用的零部件(比如髋关节或牙齿，或一些飞机零部件)。

现有技术中的三维打印机，可分为笛卡尔式打印机和并联臂三角式打印机。以并联臂三角式打印机为例，如专利201520208171.3，其主要包括：机架、执行器、以及连接于执行器底部的喷头。其中，机架包括3根呈正三角柱式排列的支撑立柱，以及多根连接于相邻两个支撑立柱之间的横梁。每个支撑立柱上分别设置有滑块，滑块利用同步带与打印机的动力机构相连接。执行器通过三个推杆分别与三个支撑立柱上的滑块连接。通过滑块的滑动，进而带动推杆在空间内运动，从而实现喷头在空间内的运动。

对于现有的三维打印机，由于其机架为固定连接形式，所以在进行打印时，无法突破打印机本身的外形尺寸限制，如果需要打印的零件体积较大，尤其是高度方向尺寸大，那么就得更换外形尺寸较大的打印机，这无疑增加了三维打印机的应用成本，同时也限制了三维打印机的普及应用。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出一种三维打印机，以解决现有技术中存在的问题。

为达到上述目的，本实用新型实施例的技术方案是这样实现的：

本实用新型实施例公开了一种三维打印机，包括：

至少三个支撑立柱，该至少三个所述支撑立柱均沿竖直方向设置，且呈圆周阵列分布，每个所述支撑立柱均包括互相连接的固定部和活动部，且每个支撑立柱的所述活动部相对于所述固定部沿竖直方向运动；

第一平台和第二平台，所述第一平台和所述第二平台沿竖直方向排列，且该至少三个支撑立柱的所述活动部均与第一平台连接，所述固定部均与所述第二平台连接；

执行器，所述执行器位于该至少三个所述支撑立柱包围形成的空间内，且所述执行器分别与至少三个所述支撑立柱滑动连接；

喷头，所述喷头连接于所述执行器的底部。

优选地，每个所述支撑立柱均固定连接有用于驱动所述活动部沿竖直方向运动的第一驱动电机。

优选地，每个所述支撑立柱的所述固定部设有套筒，所述活动部设有丝杠。

优选地，每个所述支撑立柱的活动部设置有第一限位轴，所述第一平台的周侧设置有多个第一限位孔，且该多个第一限位孔的轴线均沿水平方向分布；

每个第一限位轴与一个第一限位孔相配合连接，以使所述活动部相对于所述第一平台具有水平方向移动的自由度；

每个所述支撑立柱的固定部设置有第二限位轴，所述第二平台的周侧设置有多个第二限位孔，且该多个第二限位孔的轴线均沿水平方向分布；

每个第二限位轴与一个第二限位孔相配合连接，以使所述固定部相对于所述第二平台具有水平方向移动的自由度。

优选地，每个所述支撑立柱均固定连接有一个驱动所述第一限位轴和所述第二限位轴沿水平方向运动的第二驱动电机。

优选地，所述三维打印机还包括：至少三个滑块，每个所述滑块连接于每个所述支撑立柱的固定部；

至少三个连接杆，每个所述连接杆的一端与所述执行器铰接，另一端与一个所述滑块铰接。

优选地，所述三维打印机还包括：至少三个传动皮带，每个所述传动皮带连接于每个所述支撑立柱的固定部，且每个传动皮带与连接于该固定部的所述滑块连接，以带动所述滑块沿竖直方向运动。

优选地，每个所述传动皮带还连接有一用于驱动该传动皮带转动的第三驱动电机。

优选地，每个所述连接杆包括两个平行设置的子连接杆。

本实用新型的三维打印机，在打印较大尺寸的零件时，使支撑立柱的活动部远离固定部，并同时使第一平台与第二平台之间的距离增加，从而增加三维打印机的打印空间；在打印较小尺寸的零件时，使支撑立柱的活动部靠近固定部，同时使第一平台与第二平台之间的距离减小，从而缩小三维打印机的打印空间，以满足不同尺寸的零件的打印需求，无需针对不同规格尺寸的零件去更换打印机，减小了三维打印机的使用成本。

并且，在不使用三维打印机时，可以使固定部与活动部贴合，从而可以使三维打印机的外形尺寸缩小，避免三维打印机过多地占用空间。

另外，不仅三维打印机在竖直方向可以实现伸缩，每个第一限位轴与第一限位孔的连接，以及第二限位轴与第二限位孔的连接，可以使固定部相对于第二平台(或活动部相对于第一平台)具有水平方向移动的自由度，从而实现三维打印机在水平方向的伸缩。

附图说明

图1为本实用新型实施例的三维打印机处于未工作状态下的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的三维打印机处于工作状态下的结构示意图一；

图3为本实用新型实施例的三维打印机处于工作状态下的结构示意图二。

附图标记

10—支撑立柱；11—固定部；12—活动部；

20—连接杆；30—第二平台；40—第一平台；

51—第二限位轴；52—第二限位孔；53—喷头；54—执行器；55—滑块；

61—第一限位轴；62—第一限位孔；

70—传动皮带；

81—第一限位部；82—第二限位部；83—第三限位部；84—第四限位部。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过具体实施例并参见附图，对本实用新型进行详细说明。

为了解决现有技术中存在的三维打印机的外形尺寸固定，无法打印尺寸比自身大的零件的技术问题，本实用新型实施例提供了一种三维打印机，如图1～图3所示。其中，图1为三维打印机处于未工作时的状态，此种状态下，三维打印机在水平和竖直方向上均不会延展，其占地空间会比现有技术中的三维打印机小很多。图2为三维打印机在水平方向延展后的示意图，图3为三维打印机在竖直方向和水平方向均延展后的示意图。

下面详细介绍本实用新型实施例的三维打印机的结构。该三维打印机包括：支撑立柱10、第一平台40、第二平台30、执行器54、以及喷头53。

至少三个支撑立柱10，该至少三个支撑立柱10均沿竖直方向设置，且呈圆周阵列分布。每个所述支撑立柱10均包括互相连接的固定部11和活动部12，且每个支撑立柱10的所述活动部12相对于所述固定部11沿竖直方向运动。

本实施例中，以三个支撑立柱10为例来进行说明。

需要提及的是，图1中示出了竖直方向和水平方向，该方向也是三维打印机正常工作时所布置的方向。

每个支撑立柱10可以为单根支撑子立柱，也可以为多根并排的支撑子立柱的组合，本实施例中，每个所述支撑立柱10包括两根平行设置且彼此固定连接的支撑子立柱，以增强三维打印机的整体强度。

作为一种具体的方式，参见图3，每个支撑立柱10的固定部11设置有套筒，每个支撑立柱10的活动部12设置有丝杠，套筒与丝杠配合连接。

优选地，每个所述支撑立柱10均固定连接有用于驱动所述活动部12沿竖直方向运动的第一驱动电机(图2和图3中均未示出)。通过该第一驱动电机，便可以实现支撑立柱10在竖直方向的自动伸缩。

在本实施例中，如图2所示，在每个支撑立柱10包括两个支撑子立柱时，每个支撑子立柱均设有一个互相连接的丝杠和一个套筒。对应地，每个支撑立柱10的第一驱动电机为两个，分别驱动每个支撑子立柱的丝杠相对于套筒转动，从而实现三维打印机在竖直方向的伸缩。

通过此结构，本实施例的三维打印机在打印前，如果需要打印的零件在竖直方向的尺寸超出三维打印机的尺寸，那么通过第一驱动电机驱动丝杠转动，便可以实现活动部12远离固定部11，从而增加三维打印机的打印空间；在打印较小尺寸的零件时，使支撑立柱10的活动部12靠近固定部11，从而缩小三维打印机的打印空间。

并且，在不使用三维打印机时，可以使固定部11与活动部12贴合，从而可以使三维打印机的外形尺寸缩小，避免三维打印机过多地占用空间。

第一平台40和第二平台30，所述第一平台40和所述第二平台30沿竖直方向排列，且所有支撑立柱10的活动部12均与第一平台40连接，所有支撑立柱10的固定部11均与所述第二平台30连接。

本实施例中，第一平台40和第二平台30均为圆柱形的平台。其中，第一平台40位于打印头的下方，用于承载需要打印的零件；第二平台30起到固定的作用。

另外，不仅三维打印机可以实现在竖直方向的伸缩，还可以实现在水平方向的伸缩。为了实现此目的，参见图2，每个支撑立柱10的活动部12连接有第一限位部81，第一限位部81固定连接有第一限位轴61；所述第一平台40连接有第三限位部83，且第三限位部83沿第一平台40的周侧设置有多个第一限位孔62，该多个第一限位孔62的轴线均沿水平方向分布；每个第一限位轴61与一个第一限位孔62相配合连接，以使所述活动部12相对于所述第一平台40具有水平方向移动的自由度；

每个所述支撑立柱10的固定部11连接有第二限位部82，第二限位部82固定连接有第二限位轴51，所述第二平台30连接有第四限位部84，且第四限位部84沿第二平台30的周侧设置有多个第二限位孔52，该多个所述第二限位孔52的轴线均沿水平方向分布；每个第二限位轴51与一个第二限位孔52相配合连接，以使所述固定部11相对于第二平台30具有水平方向移动的自由度。

其中，第一限位轴61和第二限位轴51的数量可以根据实际需要自行设置，对应地，第一限位孔62和第二限位孔52的数量也可以根据实际需要自行设置。

每个所述支撑立柱10均固定连接有一个驱动所述第一限位轴61和第二限位轴51沿水平方向运动的第二驱动电机(图2和图3中未示出)。例如在一种具体实现方式中，第一限位部81和第三限位部83通过螺杆螺母连接，通过第二驱动电机驱动螺杆旋转，从而实现每个所述支撑立柱10的活动部12相对于第一平台40在水平方向的移动。至于此螺杆螺母的具体布置位置，本领域技术人员完全可以根据实际需求而设计，本实施例便不再做限定。

收缩时，第一限位部81与第三限位部83贴合，第二限位部82与第四限位部84贴合。

执行器54，所述执行器54位于所有支撑立柱10包围形成的空间内，即本实施例中三个支撑立柱10包围形成的三棱柱空间内，且执行器54分别与至少三个所述支撑立柱10滑动连接。

喷头53，喷头53连接于执行器54的底部。喷头53的作用即可以实现物料的喷出，将物料喷至第一平台40，待其凝固，便可以成形零件。

本实施例中，执行器54分别与至少三个支撑立柱10滑动连接，具体包括：至少三个滑块55和至少三个连接杆20。

其中，滑块55的数量与支撑立柱10的数量相同，本实施例中为三个。每个所述滑块55连接于每个所述支撑立柱10的固定部11，并可沿固定部11在竖直方向上滑动。

连接杆20的数量与支撑立柱10的数量相同，本实施例中为三个。每个所述连接杆20的一端与所述执行器54铰接，另一端与一个所述滑块55铰接。本实施例中，每个所述连接杆20包括两个平行设置的子连接杆20，且该两个子连接杆20对称地连接于每个滑块55的两端，从而有利于提高执行器54受力的稳定性。

进一步地，为了驱动滑块55沿固定部11在竖直方向上滑动，本实施例的三维打印机还包括：至少三个传动皮带70。其中，传动皮带70的数量与支撑立柱10的数量相同，本实施例中为三个。每个所述传动皮带70连接于每个所述支撑立柱10的固定部11，且每个传动皮带70与连接于该固定部11的所述滑块55连接，以带动所述滑块55沿竖直方向运动。

并且，每个所述传动皮带70还连接有一用于驱动该传动皮带70转动的第三驱动电机(图2和图3中未示出)。

第一驱动电机、第二驱动电机和第三驱动电机均连接于本实施例的三维打印机的控制装置，由控制装置统一控制各个驱动电机的转动。对于控制装置如何通过指令控制各个驱动电机的转动，并非本实施例所关注的技术特征，本实施例便不再展开赘述。

由上可见，本实施例的三维打印机，在打印较大尺寸的零件时，使支撑立柱10的活动部12远离固定部11，并同时使第一平台40与第二平台30之间的距离增加，从而增加三维打印机的打印空间；在打印较小尺寸的零件时，使支撑立柱10的活动部12靠近固定部11，同时使第一平台40与第二平台30之间的距离减小，可以满足不同尺寸的零件的打印需求，无需针对不同规格尺寸的零件去更换打印机，减小了三维打印机的使用成本；不仅如此，还可以通过缩小三围尺寸，避免过多地占用空间。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种三维打印机，其特征在于，包括：

至少三个支撑立柱，该至少三个所述支撑立柱均沿竖直方向设置，且呈圆周阵列分布，每个所述支撑立柱均包括互相连接的固定部和活动部，且每个支撑立柱的所述活动部相对于所述固定部沿竖直方向运动；

第一平台和第二平台，所述第一平台和所述第二平台沿竖直方向排列，且该至少三个支撑立柱的所述活动部均与第一平台连接，所述固定部均与所述第二平台连接；

执行器，所述执行器位于该至少三个所述支撑立柱包围形成的空间内，且所述执行器分别与至少三个所述支撑立柱滑动连接；

喷头，所述喷头连接于所述执行器的底部。

2.根据权利要求1所述的三维打印机，其特征在于，每个所述支撑立柱均固定连接有用于驱动所述活动部沿竖直方向运动的第一驱动电机。

3.根据权利要求1所述的三维打印机，其特征在于，

每个所述支撑立柱的所述固定部设有套筒，所述活动部设有丝杠。

4.根据权利要求1所述的三维打印机，其特征在于，

每个所述支撑立柱的活动部设置有第一限位轴，所述第一平台的周侧设置有多个第一限位孔，且该多个第一限位孔的轴线均沿水平方向分布；

每个第一限位轴与一个第一限位孔相配合连接，以使所述活动部相对于所述第一平台具有水平方向移动的自由度。

5.根据权利要求4所述的三维打印机，其特征在于，

每个所述支撑立柱的固定部设置有第二限位轴，所述第二平台的周侧设置有多个第二限位孔，且该多个第二限位孔的轴线均沿水平方向分布；

每个第二限位轴与一个第二限位孔相配合连接，以使所述固定部相对于所述第二平台具有水平方向移动的自由度。

6.根据权利要求5所述的三维打印机，其特征在于，每个所述支撑立柱均固定连接有一个驱动所述第一限位轴和所述第二限位轴沿水平方向运动的第二驱动电机。

7.根据权利要求1所述的三维打印机，其特征在于，所述三维打印机还包括：至少三个滑块，每个所述滑块连接于每个所述支撑立柱的固定部；

至少三个连接杆，每个所述连接杆的一端与所述执行器铰接，另一端与一个所述滑块铰接。

8.根据权利要求7所述的三维打印机，其特征在于，所述三维打印机还包括：

至少三个传动皮带，每个所述传动皮带连接于每个所述支撑立柱的固定部，且每个传动皮带与连接于该固定部的所述滑块连接，以带动所述滑块沿竖直方向运动。

9.根据权利要求8所述的三维打印机，其特征在于，每个所述传动皮带还连接有一用于驱动该传动皮带转动的第三驱动电机。

10.根据权利要求7所述的三维打印机，其特征在于，每个所述连接杆包括两个平行设置的子连接杆。