CN205395201U - 3d打印机 - Google Patents

Abstract

本实用新型揭示了一种3D打印机，其包括：机身框架、X轴移动部件、Y轴移动部件、Z轴升降部件和热床部件，其中，X轴移动部件包括第一步进电机、第一光轴、第二光轴、第一皮带以及3D打印头夹紧件；Y轴移动部件包括第二步进电机、前底座机架、后底座机架、第三光轴、第四光轴以及第二皮带；Z轴升降部件包括左步进电机、右步进电机、左XZ轴连接件、右XZ轴连接件、左丝杆、右丝杆、左光轴、右光轴，左XZ轴连接件和右XZ轴连接件分别连接在X轴移动部件的两端；热床部件包括加热床、支撑底板、多个轴承滑块以及皮带固定件。该3D打印机整体结构简单，稳固，能实现3D打印过程中的X、Y、Z立体动作，且定位准确。

Description

3D打印机

技术领域

本实用新型涉及打印技术领域，尤其涉及一种3D打印机。

背景技术

3D打印机又叫三维打印机，是一种利用累积制造技术快速成形的机器，它以数字模型文件为基础，运用特殊蜡质或塑料等可粘合材料，在空间上按层切片，逐层打印的方式来制造三维的物体。3D打印机的应用非常广泛，可以打印各类机械器件、外观包装盒、玩具、沙盘标志、艺术品等物品的原型，大大缩减了产品研发的周期。通过SOLIDWORKS、UG等建模软件设计3D模型，转化为STL文件，即可用3D打印机生产实物。

现有的3D打印机种类繁多，结构各异，价格也千差万别，少则几千元，多则几万甚至几十万元。几千元的打印机的打印参数基本都在0.1mm精度范围，这类3D打印机的机械结构简单，但不够稳定。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术中的上述缺陷，提供一种结构简单，性能稳定，制作成本低的3D打印机。

为实现上述实用新型目的，本实用新型采用了如下技术方案：一种3D打印机，其包括：机身框架、以及安装在机身框架内的X轴移动部件、Y轴移动部件、Z轴升降部件和热床部件，其中，所述X轴移动部件包括第一步进电机、第一光轴、第二光轴、由第一步进电机驱动的第一皮带、以及安装在第一皮带上的3D打印头夹紧件；所述Y轴移动部件包括第二步进电机、前底座机架、后底座机架、与前底座机架和后底座机架连接的第三光轴、与前底座机架和后底座机架连接的第四光轴、以及由第二步进电机驱动的第二皮带，第二皮带位于前底座机架和后底座机架的中点线上；所述Z轴升降部件包括左步进电机、右步进电机、左XZ轴连接件、右XZ轴连接件、由左步进电机驱动且与左XZ轴连接件螺纹连接的左丝杆、由右步进电机驱动且与右XZ轴连接件螺纹连接的右丝杆、与左XZ轴连接件相互配接的左光轴、与右XZ轴连接件相互配接的右光轴，左XZ轴连接件和右XZ轴连接件分别连接在X轴移动部件的两端；所述热床部件包括加热床、设置在加热床下方的支撑底板、连接在支撑底板与第三光轴和第四光轴之间的多个轴承滑块、以及连接在支撑底板与第二皮带之间的皮带固定件。

此外，本实用新型还提供如下附属技术方案：

所述机身框架由底板、左侧挡板、右侧挡板和背板组成，底板分别与左侧挡板、右侧挡板和背板相互垂直，背板又分别与左侧挡板和右侧挡板保持90°夹角。

所述机身框架的制作材料为亚克力有机玻璃，厚度为10毫米。

所述第一步进电机安装在所述左XZ轴连接件或者所述右XZ轴连接件上。

所述Y轴移动部件的前底座机架和后底座机架的制作材料为亚克力有机玻璃。

所述左丝杆通过法兰螺母与左XZ轴连接件相互连接，所述右丝杆通过法兰螺母与右XZ轴连接件相互连接。

所述左光轴通过直线轴承与左XZ轴连接件相互连接，所述右光轴通过直线轴承与右XZ轴连接件相互连接。

所述Z轴升降部件还包括连接在左步进电机和左丝杆之间的左联轴器，以及连接在右步进电机和右丝杆之间的右联轴器。

所述Z轴升降部件还包括左光轴固定件和右光轴固定件，左光轴固定件连接在所述左光轴和所述左丝杆的上方，右光轴固定件连接在所述右光轴和所述右丝杆的上方。

所述加热床为PCB加热床，其上方加装高硼玻璃。

相比于现有技术，本实用新型揭示了一种3D打印机，该打印机具有机身框架、X轴移动部件、Y轴移动部件、Z轴升降部件和热床部件，其优势如下：

1)整体结构简单，稳固，且底部平整，在移动3D打印机后，不会影响整体的平整度，无需调节参数，极大程度的避免了自身震颤、抖动对打印精度的影响；

2)打印头可在X、Z轴方向移动和抬升，热床部件可在Y轴方向移动，实现3D打印过程中的X、Y、Z立体动作，且定位准确；

3)Z轴升降部件采用双电机结构，且通过高精度丝杆(导程1mm)抬升，同时在两侧分别加装了光轴，此结构力矩大，行走平稳，定位精确，减少抖晃带来的打印误差。

附图说明

图1是本实用新型的3D打印机的立体图。

图2是本实用新型的3D打印机的俯视图，图中略去了加热床和支撑底板。

图3是本实用新型的3D打印机的主视图。

图4是本实用新型的3D打印机的右视图。

具体实施方式

以下结合较佳实施例及其附图对本实用新型技术方案作进一步非限制性的详细说明。

参照图1至图4可知，本实用新型的3D打印机，其主要包括：机身框架，以及安装在机身框架内的X轴移动部件、Y轴移动部件、Z轴升降部件和热床部件。

具体地：

本实施例的机身框架整体由10毫米厚的亚克力有机玻璃制成，可保持整体机身结构的平整。结构上，机身框架由底板25、左侧挡板1、右侧挡板10和背板3组成，底板25分别与左侧挡板1、右侧挡板10和背板3相互垂直，背板3又分别与左侧挡板1和右侧挡板10保持90°夹角。

X轴移动部件主要包括第一步进电机32、第一光轴4、第二光轴5、第一皮带6、以及3D打印头夹紧部件8。第一光轴4和第二光轴5的两端分别与Z轴升降部件连接，其作用是稳定X轴移动结构不变形。第一步进电机32上安装皮带轮带动第一皮带6，3D打印头夹紧部件8安装在第一皮带6上，3D通用打印头安装在3D打印头夹紧部件8上，因此第一步进电机32通过第一皮带6带动3D打印头夹紧部件8，从而带动3D通用打印头实现在X轴方向上的移动。

所述的Y轴移动部件主要包括第二步进电机14、前底座机架21、后底座机架7、第三光轴20、第四光轴26以及第二皮带24。

前底座机架21和后底座机架7由亚克力有机玻璃制成，第三光轴20与前底座机架21和后底座机架7相互连接，第四光轴26也与前底座机架21和后底座机架7相互连接，前底座机架21、后底座机架7、第三光轴20和第四光轴26组成Y轴方向的稳定框架。

在前底座机架21内侧的中心点上安装有皮带轮固定件23。在底板25上安装有步进电机固定件18，第二步进电机14通过该步进电机固定件18固定在底板25上。第二皮带24连接在第二步进电机14和皮带轮固定件23之间，并且位于前底座机架21和后底座机架7的中点线上。热床部件与第二皮带24相互配接，第二步进电机14通过第二皮带24带动热床部件在Y轴方向移动。

Z轴升降部件呈左右对称结构，其主要包括左步进电机27、右步进电机17、左XZ轴连接件31、右XZ轴连接件12、左丝杆30、右丝杆9、左光轴2以及右光轴34。

左步进电机27通过左步进电机固定件28固定在底板25靠左边位置上，左步进电机27通过左联轴器29驱动左丝杆30，该左丝杆30通过法兰丝螺母与左XZ轴连接件31相互螺纹连接，穿过左XZ轴连接件31后再与左光轴固定件33相连接。左光轴2位于左步进电机固定件28与左光轴固定件33之间，穿过左XZ轴连接件31，且通过直线轴承与左XZ轴连接件31相连接，以便在抬升过程中减少阻力。左XZ轴连接件31与第一光轴4和第二光轴5的左端相固定连接。

右步进电机17通过右步进电机固定件16固定在底板25靠右边位置上，右步进电机17通过右联轴器15驱动右丝杆9，该右丝杆9通过法兰丝螺母与右XZ轴连接件12相互螺纹连接，穿过右XZ轴连接件12后再与右光轴固定件11相连接。右光轴34位于右步进电机固定件16与右光轴固定件11之间，穿过右XZ轴连接件12，且通过直线轴承与右XZ轴连接件12相连接，以便在抬升过程中减少阻力。右XZ轴连接件12与第一光轴4和第二光轴5的右端相固定连接。

左步进电机27和右步进电机17在程序驱动下同步运行，使左XZ轴连接件31和右XZ轴连接件12连同X轴移动部件在Z轴升降运动。

热床部件主要包括加热床19、支撑底板22、多个轴承滑块、以及热床皮带固定件38。加热床19为PCB加热床，其上可加装高硼玻璃。支撑底板22由亚克力有机玻璃制成，其位于加热床19下方，与加热床19相固定连接。多个轴承滑块在本实施例中采用4个，分别为第一轴承滑块35、第二轴承滑块36、第三轴承滑块37和第四轴承滑块39，第一、二轴承滑块35、36穿插在第三光轴20上，第三、四轴承滑块37、39穿插在第四光轴26上，支撑底板22通过螺钉与上述四个轴承滑块相固定连接。热床的皮带固定件38与第二皮带24相互卡接，又与支承底板22相固定连接，因此Y轴移动时，会带动加热床19在Y轴移动。

综上所述，本实用新型的3D打印机具有以下优势：

1.打印头在X、Z轴方向移动和抬升，加热床19在Y轴方向移动，从而实现3D打印过程中的X、Y、Z立体动作，且定位准确。

2.支撑底板22采用的是质量轻巧强度高的亚克力有机玻璃板，所以负荷小，运行速度快，维护成本低。

3.Z轴采用双电机结构，且通过高精度丝杆(导程1mm)抬升，同时在两侧分别加装了镀铬光轴，此结构力矩大，行走平稳，定位精确，减少抖晃带来的打印误差。

4.热床部件结构平整，升温迅速，可在此基础上加装高硼玻璃，打印精度高的产品时表面更平滑光泽。

5.框架结构稳固，且底部平整，在移动3D打印机后，不会影响丝杆高度和热床的平整度，无需调节参数，极大程度的避免了自身震颤、抖动对打印精度的影响。

6.只要调节相应的丝杆和光轴的尺寸，即可打印各种不同尺寸的产品。

需要指出的是，上述较佳实施例仅为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种3D打印机，其特征在于其包括：机身框架、以及安装在机身框架内的X轴移动部件、Y轴移动部件、Z轴升降部件和热床部件，其中，

所述X轴移动部件包括第一步进电机、第一光轴、第二光轴、由第一步进电机驱动的第一皮带、以及安装在第一皮带上的3D打印头夹紧件；

所述Y轴移动部件包括第二步进电机、前底座机架、后底座机架、与前底座机架和后底座机架连接的第三光轴、与前底座机架和后底座机架连接的第四光轴、以及由第二步进电机驱动的第二皮带，第二皮带位于前底座机架和后底座机架的中点线上；

所述Z轴升降部件包括左步进电机、右步进电机、左XZ轴连接件、右XZ轴连接件、由左步进电机驱动且与左XZ轴连接件螺纹连接的左丝杆、由右步进电机驱动且与右XZ轴连接件螺纹连接的右丝杆、与左XZ轴连接件相互配接的左光轴、与右XZ轴连接件相互配接的右光轴，左XZ轴连接件和右XZ轴连接件分别连接在X轴移动部件的两端；

所述热床部件包括加热床、设置在加热床下方的支撑底板、连接在支撑底板与第三光轴和第四光轴之间的多个轴承滑块、以及连接在支撑底板与第二皮带之间的皮带固定件。

2.根据权利要求1所述的3D打印机，其特征在于：所述机身框架由底板、左侧挡板、右侧挡板和背板组成，底板分别与左侧挡板、右侧挡板和背板相互垂直，背板又分别与左侧挡板和右侧挡板保持90°夹角。

3.根据权利要求2所述的3D打印机，其特征在于：所述机身框架的制作材料为亚克力有机玻璃，厚度为10毫米。

4.根据权利要求1所述的3D打印机，其特征在于：所述第一步进电机安装在所述左XZ轴连接件或者所述右XZ轴连接件上。

5.根据权利要求1所述的3D打印机，其特征在于：所述Y轴移动部件的前底座机架和后底座机架的制作材料为亚克力有机玻璃。

6.根据权利要求1所述的3D打印机，其特征在于：所述左丝杆通过法兰螺母与左XZ轴连接件相互连接，所述右丝杆通过法兰螺母与右XZ轴连接件相互连接。

7.根据权利要求1所述的3D打印机，其特征在于：所述左光轴通过直线轴承与左XZ轴连接件相互连接，所述右光轴通过直线轴承与右XZ轴连接件相互连接。

8.根据权利要求1所述的3D打印机，其特征在于：所述Z轴升降部件还包括连接在左步进电机和左丝杆之间的左联轴器，以及连接在右步进电机和右丝杆之间的右联轴器。

9.根据权利要求1所述的3D打印机，其特征在于：所述Z轴升降部件还包括左光轴固定件和右光轴固定件，左光轴固定件连接在所述左光轴和所述左丝杆的上方，右光轴固定件连接在所述右光轴和所述右丝杆的上方。

10.根据权利要求1所述的3D打印机，其特征在于：所述加热床为PCB加热床，其上方加装高硼玻璃。