CN205674493U - 3d打印装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种3D打印装置，属于3D打印领域，用于解决打印平台和打印头所在的平面的平行问题及拆装问题。该3D打印装置包括设在固定平面上的打印头、打印平台，所述打印平台与所述固定座动联接；所述打印头平台与所述固定座动联接，所述打印头平台与所述打印平台平行设置。该实用新型可以实现打印平台和打印头平台的相对位置调节并且该3D打印装置方便拆卸，方便包装运输。

Description

3D打印装置

技术领域

本实用新型涉及3D打印机领域，特别提供一种3D打印装置。

背景技术

3D打印机(3D Printers)是一种累积制造技术，也叫三维打印机，即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。现阶段三维打印机被用来制造产品是通过逐层打印的方式来构造物体的技术。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。

3D打印机与传统打印机最大的区别在于它使用的“墨水”是实实在在的原材料，堆叠薄层的形式有多种多样，可用于打印的介质种类多样，从繁多的塑料到金属、陶瓷以及橡胶类物质。有些打印机还能结合不同介质，令打印出来的物体一头坚硬而另一头柔软。

3D打印机的机架上一般设有可移动的打印头、打印平台，打印头机架和打印台机架是固定在打印机机架上的，在运输过程中，不易拆卸。因此，解决打印机各机架的可拆卸问题是本领域领域技术人员需要攻克的一个难题。

实用新型内容

有鉴于此，为了解决现有技术存在的上述问题，本实用新型提供一种可方便拆卸、可调整打印平台和打印头平台水平的3D打印装置。

一种3D打印装置，包括包括固定座、打印平台、打印头平台；

所述打印平台与所述固定座可拆卸连接；

所述打印头平台与所述固定座可拆卸连接，所述打印头平台与打印平台平行设置。

进一步地，所述打印平台所述打印平台通过滚珠丝杠安装于所述固定座。该打印平台可以相对固定座沿着丝杆的方向做直线往复运动，形成在Z轴方向上的移动，因此，可以实现打印时打印头空间的相对移动。该滚珠丝杠的螺母可变旋转的运动为直线运行，满足进给的需要。

进一步地，还包括与所述打印平台连接的传动部件、动力部件，所述动力部件连接所述传动部件，所述动力部件驱动所述打印品台沿所述滚珠丝杠移动。具体地，该动力部件为一电机及其控制装置，传动部件可以为带传动部件、链传动部件、齿轮传动部件。

进一步地，打印头平台与所述固定座通过连杆拆卸连接。该打印头平台可以沿着连杆的方向调节其与固定座的平行度，并能调节其与固定座的距离。

进一步地，所述连杆一端与所述打印头螺接，所述连接杆另一端与固定座铰接，所述连接杆上设有螺钉头。该螺钉头是为了使用扳手等工具实现对螺接的调节。

进一步地，所述连杆与所述固定座球面连接。这样一来，连杆可以绕着固定座转动，只有3个自由度，只能实现转动，不能实现其他方向的移动。

进一步地，所述连杆为可伸缩杆。该可伸缩杆扩大打印头平台与固定座之间的距离，从而扩大了加工的空间。

进一步地，所述打印平台与所述连杆滑动连接。该打印平台可以穿过连杆形成滑动连接，在该连接处可设有滑动轴承，该连接杆为光杆。打印平台在此情况下更加的稳固，保证了打印时的需要。

进一步地，所述打印头平台设有平面运动装置。该平面运动装置为平面内可沿相互垂直的方向移动的平面运动装置，可为XY轴运动机构。

进一步地，所述打印平台包括一活动板及一固定板，所述活动板与所述固定板活动连接。该打印平台进一步的可拆为活动板和固定板，该活动板通过夹具固定在固定板上，该固定板为打印平台的支座。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：该3D打印装置打印平台和打印头平台可以实现水平及距离的调节，并且3D打印装置的设置为可拆卸的连接，可拆卸为固定座、打印头平台、打印平台，并且打印平台还可以进行拆卸，因此，该3D打印装置在输运时可以进行拆卸，节省了运输的空间，节约了成本。

附图说明

图1示出了本实用新型3D打印装置的结构示意图。

主要组成符号说明：

10-固定座；10a-连杆；10a1-螺钉头；10b-滚珠丝杠；10c-螺母；30-打印平台；31-滚动轴承或滑动轴承；33-夹具；35-活动板；37-固定板；50-打印头平台；51-打印头。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对3D打印装置进行更全面的描述。附图给出了3D打印装置的实施例，但是，3D打印装置可以以不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对3D打印装置的公开内容更加透彻全面。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

在本实用新型的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“联接”、“连接”、“连通”应做广义理解，例如，可以是机械联接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

如图1所示，本实用新型的3D打印装置，该3D打印装置包括固定座10、打印平台30、打印头平台50。该打印平台30与固定座10可拆卸连接，该连接同时也是一种动联接；该打印头平台50与固定座10可拆卸连接，该连接同时也是一种动联接。可以理解的是，该打印头平台50与打印平台30平行设置。这样一来，打印平台30可以实现相对固定座10的动联接，打印头平台50与固定座10也可以实现相对固定座10的动联接，且打印头平台50和打印平台30平行设置，因此，打印头平台50和打印头51也可实现相对位置的变化，在打印平台30固定之后，通过设置打印头平台50的动联接可以实现打印头51和打印平台30的距离调节，并能保证两个平台的平行度。除此之外，在该3D打印装置在运输的过程中，可以方便的拆卸，给运输带来极大的方便。

本实用新型中的固定座10是该3D打印装置的机座，现有技术中，固定座10与打印头平台50是固定连接在一起的，这样的问题在于，整个设备不利于拆装。而将与固定座10相连的打印头平台50、打印平台30可拆卸的动联接，可以实现该设备的拆卸。该固定座10的材料可采用金属材料制作，容易理解的是，该固定座10也可以采用一些新型的非金属材料，如陶瓷材料。在非金属材料中，有一类高分子材料，该高分子材料也称为聚合物材料，是以高分子化合物为基体，再配有其他添加剂所构成的材料。因此，固定座10也可以采用高分子材料制作。

上述固定座10设有连杆10a(连杆可为一种光杆)和丝杆(丝杆可为滚珠丝杠的螺杆)与其连接，因此，在固定座10上设有连接前述连杆和丝杆的连接孔等。该固定座10在连杆连接的地方设有设有螺纹的连接孔，连杆10a与固定座10是可为铰接，该连杆10a可绕连根中心线转动，但不能相对固定座沿杆方向的移动。因此，在固定座10上需设置一铰接头。该连杆10a还可以与固定座10建立球面连接，因此，在固定座10上会形成一球面孔，用于与连杆10a的球面头配合。

本实用新型中的打印平台30是3D打印产品的成型平台，该打印平台30可以相对固定座10移动，即形成本领域技术人员所知的Z轴方向的移动。打印平台30再配合打印头平台50中平面运动机构的运动即可实现该3D打印装置打印过程中X、Y、Z轴方向上的打印移动，从而满足了3D打印空间立体产品的需要。本实用新型中的打印平台30，对于打印质量有着重要的影响，特别是其水平度，在借助水平仪等仪器的测量可以调整好打印平台30的水平，打印平台30如果不水平，将给打印造成误差。

本实用新型中的打印头平台50是3D打印装置的打印头51所在的平台，该打印头平台50可相对固定座10移动，在打印平台30固定的情况下，可以通过调整打印头平台50，使打印头平台50与打印平台30保持较好平行度，从而可以调整好打印头51的水平，使其在打印的时候精度更高，减少误差。

本实用新型中的可拆卸连接是一种拆开时不会把联接件毁坏的联接，主要有螺纹联接、销联接、楔联接、键联接和花键联接等。而在具体的实施方式中，本实用新型的可拆卸连接同时也是一种动联接，所谓的动联接是一般指被连接的零件间可以有相对运动的联接，如轴与滑动轴承、变速器中齿轮与轴的联接等。本实用新型中打印头平台50、打印平台30均可相对于固定座10可移动，因此这种选择可拆卸的动联接。

如图1所示，本实用新型的3D打印装置，其打印平台30通过滚珠丝杠10b与固定座10连接，在滚珠丝杠10b的连接中，可以实现滚珠丝杠10b的丝杆的转动，而螺母10c不转动，这样可产生螺母10c的直线运动，也可以实现螺母10c的转动，滚珠丝杆10b固定不定，从而实现螺母10c的直线运动。

在上述在滚珠丝杆10b不转动、螺母10c转动的情形下，滚珠丝杠10b的一端与固定座10螺纹联接。在具体的实施方式中，至少需要2根滚珠丝杠10b与固定座10连接。本实施方式中选用的滚珠丝杠10b是工具机械和精密机械上最常使用的传动元件，具有很小的摩擦阻力，其主要功能是将旋转运动转换成线性运动，或将扭矩转换成轴向反复作用力，同时兼具高精度、可逆性和高效率的特点。滚珠丝杠10b由螺杆、螺母10c、钢球、预压片、反向器、防尘器组成。当滚珠丝杠10b作为主动体时，螺母就会随丝杆的转动角度按照对应规格的导程转化成直线运动，被动工件可以通过螺母座和螺母连接，从而实现对应的直线运动。由于滚珠丝杠副的丝杠轴与丝杠螺母之间有很多滚珠在做滚动运动,所以能得到较高的运动效率。与过去的滑动丝杠副相比驱动力矩达到1/3以下,即达到同样运动结果所需的动力为使用滑动丝杠副的1/3，在省电方面很有帮助。滚珠丝杠副由于是利用滚珠运动，所以启动力矩极小，不会出现滑动运动那样的爬行现象，能保证实现精确的微进给。由于滚珠丝杠有以上诸多的优点，因此选用滚珠丝杠10b来实现本实用新型中打印平台30的移动能满足设计需要。在本实用新型中，滚珠丝杠10b的螺母10c用于支撑打印平台30，由于螺母10c本身要旋转，螺母10c和打印平台30的连接为铰接，这样打印平台30可以不随着螺母10c的转动而转动。在具体的实施方式中，可在螺母10c上连接一滚动轴承31，该滚动轴承31与打印平台30连接，这样的话，在螺母10c旋转的时候，打印平台随着螺母的上升(或下降)而上升(或下降)。

在上述螺母10c不转动、滚珠丝杆10b转动的情形下，此时丝杆与固定不进行固定，可在固定座10上设置一支撑部件，螺母10c可在该支撑部件上移动，但是要经过一定的转动力才能移动，例如，可以设置一直线轨道，该轨道可以夹住该螺母10c，在丝杆转动的时候，螺母10c随着滚珠丝杆10b传递的转矩进行往复直线运动，在该实施方式中，与滚珠丝杆10b连接的电机输出轴通过联轴器与滚珠丝杆10b连接。

本实用新型中滚珠丝杠10b的螺母10c由于旋转而形成的沿螺杆方向的直线运动即是打印平台30Z轴方向的运动，该运动的精度高，满足3D打印的需要。可以理解的是，本实用新型中的滚珠丝杆10b也可以采用光杆与带有自锁功能的传动部件组成，此时，该打印平台30与光杆滑动连接，由于采用的是滑动连接，打印平台30在重力的作用下会发生向下移动的情况，因此需要通过传动部件的自锁功能，将移动到某一处的打印平台定着不移动，并且这种固定是不可移动的，只能通过与传动部件连接的电机的启动来接触这种自锁功能。该传动部件，如带传动装置，可将带上某一点连接打印平台，这样一来，该打印平台可以实现沿光杆方向(即Z轴方向)的往复直线移动。

如图1所示，本实用新型的3D打印装置，打印头平台50与固定座10可拆卸的动联接。在具体的实施方式中，可以通过连杆10a与固定座10连接。具体的，连杆10a一端与固定座10上铰接，另一端与打印头平台50的螺纹孔连接。该连杆10a可绕着杆的中心旋转，而不发生杆在沿杆方向的移动。在杆的另一端可设一端螺纹，在打印头平台50上设有配合的螺纹孔，该连杆10a就可以实现和固定座10连接固定的同时，又可以通过转动来实现打印头平台50和固定座10距离的调节。可以理解的是，在该连杆上设有一螺钉头，该螺钉头用于是连杆的螺纹和打印头平台50的螺纹孔转动，更具体的说，可以通过一般的扳手来夹紧该螺钉头从而完成螺纹连接的配合。

上述连杆10a为固定打印平台30并完成平台升降的连接件，为了实现平台的稳定，该连杆10a的数量可选为3根，并可根据需要等间距的设置或用其他方式设置。

在上述连杆10a与固定座10的连接中，还可以使用球面连接的方式，所谓的球面连接是指的该连接的两个构件之间形成球面副。在本实用新型中，说的是，固定座10和连杆10a之间形成球面副，具体地，该球面副为低副，该球面副的自由度为3，这样一来，连杆10a在绕杆中心线转动，在沿杆方向上不能移动。

上述连杆10a可设为伸缩杆，该伸缩杆的应用，增大了打印头51下方的空间，可以打印体积较大的产品。在具体的实施方式中，可将连杆10a设为可伸缩的杆，根据需要调整伸缩杆的长度，使其符合3D打印的需要。

如图1所示，本实用新型的3D打印装置，连杆10a与打印平台30滑动连接，即打印平台30可以在连杆10a上沿杆的方向直线的滑动。在具体的实施方式中，可以在打印平台30上设滑动轴承31，该滑动轴承31可以和连杆10a连接，该连杆10a穿过打印平台，使得打印平台30不能转动，只能沿连杆10a的方向作直线往复运动，这样的连接增加了打印平台30的稳定性，提高了打印的精度。

如图1所示，本实用新型的3D打印装置，打印头平台50内设有平面运动装置，该平面运动装置可以实现打印头51在该平面内的运动并通过控制系统进行运动的精确控制。可以理解的是，平面运动装置可以以很多不同的方式来实现，具体的，可以为一种XY轴联动的装置，也可以通过电机分别控制不同的方向(X轴方向、Y轴方向)的运动来达到平面内的打印头的运行控制。该平面运动装置主要用来安装打印头51，在3D打印中，3D打印与激光成型技术一样，采用了分层加工、叠加成型来完成3D实体打印。每一层的打印过程分为两步，首先在需要成型的区域喷洒一层特殊胶水，胶水液滴本身很小，且不易扩散。然后是喷洒一层均匀的粉末，粉末遇到胶水会迅速固化黏结，而没有胶水的区域仍保持松散状态。这样在一层胶水一层粉末的交替下，实体模型将会被“打印”成型，打印完毕后只要扫除松散的粉末即可“刨”出模型，而剩余粉末还可循环利用。由此可见，打印头在平面内的移动对于完成3D打印至关重要，而3D打印头的移动需要平面运动装置来完成。

如图1所示，本实用新型的3D打印装置，该3D打印装置的打印平台30包括一活动板35及一随前述滚珠丝杠10b的螺母10c移动的固定板37。该固定板37与所述活动板35形成可拆卸连接，方便整个装置的拆装。活动板35用于放置打印产品，并且该活动板35可随滚珠丝杠10b的螺母10c上升或下降。具体地，该活动板35可以通过夹具夹在固定板37上，也可以通过在固定件上设置滑槽，将活动板35滑入该固定板37，还可以通过螺钉连接的方式将活动板35固定在固定板37上。该活动板35的尺寸大小可以根据3D打印的需要设定，其一般采用金属材料制成。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种3D打印装置，其特征在于：包括固定座、打印平台、打印头平台；

所述打印平台与所述固定座可拆卸连接；

所述打印头平台与所述固定座可拆卸连接，所述打印头平台与所述打印平台平行设置。

2.根据权利要求1所述的3D打印装置，其特征在于：所述打印平台通过滚珠丝杠安装于所述固定座。

3.根据权利要求2所述的3D打印装置，其特征在于：还包括与所述打印平台连接的传动部件、动力部件，所述动力部件连接所述传动部件，所述动力部件驱动所述打印平台沿所述滚珠丝杠移动。

4.根据权利要求1所述的3D打印装置，其特征在于：所述打印头平台与所述固定座通过连杆拆卸连接。

5.根据权利要求4所述的3D打印装置，其特征在于：所述连杆一端与所述打印头螺接，所述连杆另一端与固定座铰接。

6.根据权利要求4所述的3D打印装置，其特征在于：所述连杆与所述固定座球面连接。

7.根据权利要求4所述的3D打印装置，其特征在于：所述连杆为可伸缩杆。

8.根据权利要求4所述的3D打印装置，其特征在于：所述打印平台与所述连杆滑动连接。

9.根据权利要求1所述的3D打印装置，其特征在于：所述打印头平台设有平面运动装置。

10.根据权利要求1所述的3D打印装置，其特征在于：所述打印平台包括一活动板及一固定板，所述活动板与所述固定板可拆卸连接。