CN205467409U - 一种三维打印机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种三维打印机，包括：机架，包括竖直部分，所述竖直部分上形成有多个上下设置的滑轨；打印头，固定设置在所述机架的上部；打印平台，设置再所述机架的下部，与所述打印头相对应；打印平台移动机构，包括滑块、驱动电机和连杆，所述滑块滑动设置在所述滑轨上，所述驱动电机与所述滑块连接，驱动所述滑块沿着所述滑轨的上下移动；所述连杆的一端与所述滑块通过球节相连，另一端与所述打印平台通过球结相连。通过上述技术方案能够提高打印精度、实现较快打印速度、减少运动电机的工作负荷、增强打印机寿命提高打印头挤出速度。

Description

一种三维打印机

技术领域

本实用新型属于机械领域，涉及一种三维物品形成装置，尤其是一种三维打印机。

背景技术

三维打印技术已经应用于工业领域，例如金属成型、塑料成型、食品等工业产品的制作上，采用三维打印技术成型已经成为本领域的现有技术。

现有的三维打印技术通常首先将耗材在打印机中融化，然后经由打印头排出。在打印成型的过程中，通常采用逐层堆积的方式来实现成型。即将被成型物品的三维模型分割成多个依次由下向上排列的多个平面层，逐层地排出耗材成型，然后逐渐累计叠加从而形成预定的三维物品。

在每一层的打印过程中，需要在不同的位置堆积相应的成型物，因而现有技术中设置打印头驱动机构与打印头相连，通过打印头在不同位置排出耗材从而形成预定的层的形状。

随着三维打印应用领域的越来越广，在现有技术中对于三维打印的精度逐渐有了更高的需求，此外由于打印工作量的增加，对于打印机使用的寿命也有了更高的需求。但是现有技术中的上述三维打印方式并不能满足上述要求。

发明内容

本实用新型正是基于现有技术的上述需求而提出的，本实用新型要解决的技术问题是提供一种三维物品成型装置，该装置能够提高三维物品成型的精度。

为了解决上述问题，本专利提供了一种三维打印机，包括：机架，包括竖直部分，所述竖直部分上形成有多个上下设置的滑轨；打印头，固定设置在所述机架的上部；打印平台，设置再所述机架的下部，与所述打印头相对应；打印平台移动机构，包括滑块、驱动电机和连杆，所述滑块滑动设置在所述滑轨上，所述驱动电机与所述滑块连接，驱动所述滑块沿着所述滑轨的上下移动；所述连杆的一端与所述滑块通过球节相连，另一端与所述打印平台通过球结相连。

优选地，所述机架形成为框架状或者为壳体状。

优选地，每个滑块分别与至少两根互相平行的连杆连接。

优选地，所述滑块均匀分布在所述打印平台的周围。

优选地，每个滑块被一个驱动电机单独驱动。

优选地，所述打印头包括柱塞泵、螺杆泵、转子泵或塑料丝料挤出机打印头。

优选地，所述三维打印机还包括打印平台安装平台；所述打印平台安装平台形成为块状，所述打印平台固定在所述块状的打印平台安装平台的上方，所述连杆通过球接与所述打印平台直接相连。

通过上述打印机的设置能够增加机器机架结构的稳定性提高打印精度之外；打印平台单独完成整个三维运动，运动轻便，可以实现较快打印速度；此外由于打印平台质量较轻，可以减少运动电机的工作负荷，增强打印机寿命；并且，打印头固定，打印平台移动，打印头和三维运动分离，这样打印头容易布置，进而可以采用较大的步进电机作为驱动元件，提高打印头挤出速度。

附图说明

图1是本实用新型实施例的三维打印机结构图；

图2是本实用新型实施例的三维打印机的打印头结构放大图。

图3是本实用新型实施例的三维打印机的打印头结构剖面图。

图4是实用新型实施例的三维打印机的打印平台结构的放大图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例进行详细的说明，需要注意的是该具体实施方式仅仅是对本实用新型优选技术方案的举例，并不能理解为对本实用新型保护范围的限制。

本实施例公开了一种三维打印机。图1示出了本实用新型实施例的总体结构。

本实用新型实施例的三维打印机包括：供料单元、机架2、打印头3、打印平台移动机构4、打印平台5。

所述供料单元1固定设置在所述机架2上，包括供料斗和供料电机，所述供料斗呈漏斗形状，上大下小，向所所述供料斗上端的开口中添加物料，通过供料电机的驱动将物料从所述供料斗的下口供给到打印头3中。当然，本领域技术人员可以理解的是，也可以采用其它结构的供料单元，只要能够向所述打印头中供给物料即可。更进一步地，所述供料单元还可以不与所述机架2连接或者不与机架固定连接。

本实施例中的所述打印头3可以采用各种适于三维打印的打印头，并不仅限于图2、3所示的结构，例如柱塞泵、转子泵等结构的打印头均可以适用于本实用新型具体实施方式中。本实施例中给出了如图2、3所示的螺杆泵作为打印头的优选例子。

在该优选例子中，所述打印头3的结构如图2所示，所述打印头包括进料元件24、加热块25和打印头喷嘴26。所述进料元件24的上端与所述三维打印机中的供料单元1相连通，从所述三维打印机的供料单元中接收用于打印的物料，所述进料元件24的下端与所述加热块25相连，所述加热块25对所属进料元件25的相应区域加热，从而将物料融化，所述进料元件24的底端与喷嘴27相连，将所述液态的物料供给到所属喷嘴中从所述喷嘴排出。所述螺杆23从所述上腔经由所述通孔延伸至所述下腔。所述螺杆的上端与设置在所述上腔上端的电机21相连，所述电机21优选地采用步进电机，电机21通过联轴器22与螺杆23相连带动所述螺杆23转动。所述螺杆的下部临近所述下腔底部的喷嘴设置。优选地，所述螺杆的底部形成有平端，所述平端与所述喷嘴的通道对准，这样可以导引所述下腔的打印物料进入所述喷嘴的通道中。在所述下腔上，位于所述进料元件25的上部设置有散热单元，一种优选的散热单元包括散热片与风扇27，所述散热片设置在所述元件的外壁上，所述风扇设置在所述散热片上，通过风扇的风冷降低所述下腔上部的温度，避免物料在所述下腔的上部融化，从而避免了腔体的堵塞。该打印机可以直接采用巧克力颗粒或者粉末作为打印原料，配合敞开式进料口和螺杆挤出机，可以实现巧克力的直接打印和长时间打印。

然而，虽然在理论上，上述供料单元以及打印头的配合能够得到精度较高的三维物品，但是在实际操作中却并不能达到预想的精度。

非显而易见地，本具体实施方式中发现，在现有的上述结构的打印头中，打印头整体的重量已经相当大了，较重的打印头在移动速度方面存在较大的障碍，不仅影响了快速的移动而且由于打印头位于整个机架的顶端，当其移动时由于打印头的重量会造成机架的不稳定，从而影响了打印的精度。

本具体实施方式中，非显而易见地将所述打印头固定所述机架上，而设置打印平台移动机构4和打印平台5相连，从而解决上述问题。具体而言，在本实施例中：

所述机架2用于支撑所述3D打印机的其它结构。本实施例中的机架包括上框、立柱和下框。如图1所示，所述上框为三角形，优选地，所述三角形为等边三角形，具有长度相等的三条边，每一条边均由一根直线型的杆形成，三根杆分别位于所述三角形的三条边上。所述在所述三角形的三个角部通过连接件将所述三根杆连接起来。所述连接件包括内连接件和外连接件。所述外连接件的形成于所述三角形的外侧，包括角部和两个臂部，所述两个臂部分别与所述三角形中相邻的两根杆的端部固定连接，所述角部形成为圆角，通过这种外连接件的连接能够使得三维打印机外框保持可靠固定的同时能够避免尖锐棱角的出现减少对使用者可能产生的伤害。所述内连接件设置于所述三角形内的角部位置，所述内连接件包括两个臂部和连接部，所述两个臂部分别与所述三角形中相邻的两个杆的端部固定连接，所述连接部形成为平板状，连接所述两个臂部，平板状的所述连接部与所述三角形的角部之间形成有预定的间隙。所述间隙用于容纳所述机架的立柱，所述机架的立柱与所述内连接件的连接部固定连接。通过这种内连接件的设计能够进一步地提高所述机架的稳固程度同时将所述立柱与所述上框可靠地连接起来同时保证了整个机架造型的光滑有利于包装与使用。所述上框的顶部优选地设置有盖板，所述供料单元1设置在所述盖板之上。

所述立柱优选地采用竖直的杆形成，所述杆的数量优选为三根，分别与所上框的三个角对应设置，三根所述立柱上端与所述上框固定连接其下端与所述下框固定连接。

所述下框形成于所述框架的下部，其结构优选地与所述上框的结构相同。更进一步优选地地，所述下框包括上下对齐的两个三角形构件，两个所述三角形构件的外连接件为一体成型，两个所述三角形构件的内连接件也为一体成型。这种双框架的下框结构能够进一步地提高所述框架的稳定性，同时有利于在所述下框上安装相应的三维打印机结构。

所述打印平台移动机构4包括直线运动模块、连杆和打印平台安装平台。如图4所示，所述直线运动模块用于在所述三根立柱上做上下运动。所述直线运动模块包括驱动电机、传动机构、滑块和导轨，所述导轨的数量优选地包括三根，分别设置在三根所述立柱上，所述驱动电机通过传动机构带动滑块在滑轨上滑动，从而驱使所述滑块沿着所述立柱的上下方向运动。所述连杆的一端通过球节与滑块相连，另一端通过球节与打印平台安装平台相连。为了增加打印平台安装平台的稳定性，一个滑块与两根连杆相连。所述打印平台安装平台用于固定安装所述打印平台。打印时，首先向打印机输入每一个移动点坐标的三维数值，通过连杆和导轨之间的三角形关系换算出各个滑块在导轨上的高度位置，然后驱动电机通过传动单元带动相应滑块上下运动至其需要的高度位置，这样就完成了整个平台的三个自由度的移动。这样，当滑块被驱动电机在三个立柱的导轨上做上下移动时，滑块的上下移动通过所述连杆转化为所述打印平台安装平台的三维移动，从而带动所述打印平台做三维运动。

优选地，本实施例中的打印平台安装平台形成为块状，所述打印平台固定在所述块状的打印平台安装平台的上方。通过这种结构的设计使得所述打印平台和所述打印平台安装平台固定成一体，从而能够保证打印平台的稳定运动。

预料不到，本具体实施方式中采用驱动机构驱动打印平台运动除了能够增加机器机架结构的稳定性提高打印精度之外，还带来了如下预料不到的技术效果：首先打印平台单独完成整个三维运动，运动轻便，可以实现较快打印速度；其次打印平台质量较轻，可以减少三个运动电机的工作负荷，增强打印机寿命；第三，打印头固定，打印平台移动，打印头和三维运动分离，这样打印头容易布置，进而可以采用较大的步进电机作为驱动元件，提高打印头挤出速度。

以上具体实施方式仅仅是对本实用新型优选技术方案的举例，凡是在本实用新型的构思下对本具体实施方式中的技术方案进行要素的简单替换和要素的简单删除均应当纳入本实用新型的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种三维打印机，其特征在于，包括：

机架，包括竖直部分，所述竖直部分上形成有多个上下设置的滑轨；

打印头，固定设置在所述机架的上部；

打印平台，设置再所述机架的下部，与所述打印头相对应；

打印平台移动机构，包括滑块、驱动电机和连杆，所述滑块滑动设置在所述滑轨上，所述驱动电机与所述滑块连接，驱动所述滑块沿着所述滑轨的上下移动；所述连杆的一端与所述滑块通过球节相连，另一端与所述打印平台通过球结相连。

2.根据权利要求1所述的一种三维打印机，其特征在于，所述机架形成为框架状或者为壳体状。

3.根据权利要求1所述的一种三维打印机，其特征在于，每个滑块分别与至少两根互相平行的连杆连接。

4.根据权利要求3所述的一种三维打印机，其特征在于，所述滑块均匀分布在所述打印平台的周围。

5.根据权利要求4所述的一种三维打印机，其特征在于，每个滑块被一个驱动电机单独驱动。

6.根据权利要求5所述的一种三维打印机，其特征在于，所述打印头包括柱塞泵、螺杆泵、转子泵或塑料丝料挤出机打印头。

7.根据权利要求5所述的一种三维打印机，其特征在于，所述三维打印机还包括打印平台安装平台；所述打印平台安装平台形成为块状，所述打印平台固定在所述块状的打印平台安装平台的上方，所述连杆通过球接与所述打印平台直接相连。