CN205818477U - 一种多功能3d打印机设备 - Google Patents

Abstract

一种多功能3D打印机设备，包括打印平台、激光头、挤出头、挤出头步进电机、散热风扇和散热片；打印平台安装在两根平行设置的Y轴直线光轴上且可由Y轴驱动机构驱动在Y轴直线光轴上作Y轴运动，Y轴直线光轴两端固定在底座上；X轴运动组件中的激光头、挤出头、挤出头步进电机、散热风扇和散热片通过X轴面板装配在一起，且可由X轴驱动机构驱动在X轴直线光轴上作X轴运动，X轴直线光轴固定在支架上，支架两端分别与两丝杆配合，且可由Z轴驱动机构驱动在两丝杆上作Z轴运动，两丝杆由龙门架定位，龙门架固定在底座上。本实用新型稳定性好，体积小，重量轻，能够适用不同工作场合。

Description

一种多功能3D打印机设备

技术领域

本实用新型涉及一种3D打印/激光雕刻一体化结构设备，主要适用于一些小规模制造，尤其是高端的定制化产品，以及木板、塑料、纸张表面的雕刻。

背景技术

目前国内外3D打印技术发展迅速，但仍有众多缺点与不足，3D打印机在当今市场上价格昂贵，操作复杂，功能单一，并不符合大众普及。

3D打印是一种快速成型技术，激光雕刻是种局部高温雕刻技术，两者结合不仅能为创客提供一个制作工具，为企业节约开发成本和时间，还能促进3D打印激光雕刻技术普及中国市场，有望颠覆传统制造业。

3D打印机和激光雕刻机在当今市场上价格昂贵，操作复杂，难以广泛使用，而且在制造过程中3D打印和激光雕刻是密不可分的，也不能相互替代，这使得两者结合有着重大意义。

目前，关于桌面式3D打印机主要分为五种，第一种是KOSSEL三角洲结构3D打印机，这种3D打印机虽然打印速度快，但是它并联臂承重小，只能使用远程送料；打印精度较低；打印头调平困难； Z轴方向占用空间大；不适合扩展功能；第二种是Prusa i3 3D打印机，该设备如果出现故障能够通过打印件的质量问题判断问题所在，能够快速处理设备故障。但是该类型设备打印速度较慢，打印件跟随平台移动，易脱落，同时稳定性差。第三种是Ulitmaker系列3D打印机，虽然该类型3D打印机运用十字型滑杆结构，打印速度快，精度高，但是安装复杂，对安装精度高；对硬件要求高，硬件成本高，明显不符合大众普及。第四种是COREXY 3D打印机，该类型3D打印机运用特殊的同步带绕法，X、Y轴同时由两个电机运动决定，运动精度高，运动速度快，硬件要求不高，但是存在安装复杂，同步带与导轮的安装麻烦；X、Y平面运动结构复杂，问题出现较难诊断；皮带传动距离长，精度易受皮带自身弹性形变影响。第五种是HBOT 3D打印机，COREYX的改良型，同步带及导轮安装较为简单；X、Y轴同时由两个电机运转决定，运动精度高，速度快；打印面积比较大。皮带传动距离长，精度易受皮带自身弹性形变影响；对光轴等硬件要求较高；对安装精准度要求较高，否则会出现运动不规整的现象。

设计一种稳定性强具备激光雕刻的桌面式多功能3D打印机，结合市场现有的3D打印机进行分析，优化设备性能，同时增加激光雕刻的功能，降低设备的开发成本，这有利于3D打印技术更好的在市场普及，为创客提供一个更好的制造设备。

发明内容

为了克服现有3D打印机的不足，本实用新型提供一种新型具备激光雕刻的多功能3D打印机设备。

本实用新型提供的一种多功能3D打印机设备，包括打印平台、激光头、挤出头、挤出头步进电机、散热风扇和散热片；打印平台安装在两根平行设置的Y轴直线光轴上且可由Y轴驱动机构驱动在Y轴直线光轴上作Y轴运动，Y轴直线光轴两端固定在底座上；X轴运动组件中的激光头、挤出头、挤出头步进电机、散热风扇和散热片通过X轴面板装配在一起，且可由X轴驱动机构驱动在X轴直线光轴上作X轴运动，X轴直线光轴固定在支架上，支架两端分别与两丝杆配合，且可由Z轴驱动机构驱动在两丝杆上作Z轴运动，两丝杆由龙门架定位，龙门架固定在底座上。

上述中，Y轴驱动机构包括Y轴步进电机及由Y轴步进电机驱动且可带动打印平台的V带。

上述中，X轴驱动机构包括X轴步进电机及由X轴步进电机驱动且可带动X轴运动组件的齿轮传送带。

上述中，Z轴驱动机构为X轴步进电机，有两台，每台X轴步进电机的输出轴与其中一丝杆的一端联接。

上述中，散热风扇有两台，分别设置在挤出头正面的左侧和前面。

本实用新型稳定性好、体积小、重量轻，能够适用不同工作场合，并且可以3D打印和激光雕刻，对一些复杂小型工件制作与加工能有很好用处。

附图说明

图1是本实用新型的主视图。

图2是本实用新型的俯视图。

图3是本实用新型的X轴面板的示意图。

具体实施方式

参照图1至图3，本实用新型提供的一种多功能3D打印机设备，包括打印平台8、激光头9、挤出头10、挤出头步进电机20、散热风扇19和散热片21，打印平台8上有一块玻璃提高平面度以及方便打印件取下；打印平台8安装在两根平行设置的Y轴直线光轴16上且可由Y轴驱动机构驱动在Y轴直线光轴16上作Y轴运动，Y轴直线光轴16两端固定在底座1上；X轴运动组件中的激光头9、挤出头10、挤出头步进电机20、散热风扇19和散热片21通过X轴面板12装配在一起，且可由X轴驱动机构驱动在X轴直线光轴5上作X轴运动，X轴直线光轴5固定在支架2上，支架2两端分别与两丝杆3配合，且可由Z轴驱动机构驱动在两丝杆3上作Z轴运动，两丝杆3由龙门架13定位，龙门架13固定在底座1上。

Y轴驱动机构包括Y轴步进电机18及由Y轴步进电机18驱动且可带动打印平台8的V带15。X轴驱动机构包括X轴步进电机11及由X轴步进电机11驱动且可带动X轴运动组件的齿轮传送带4。Z轴驱动机构为X轴步进电机6，有两台，每台X轴步进电机6的输出轴与其中一丝杆3的一端联接。

散热风扇19有两台，分别设置在挤出头10正面的左侧和前面。

五台步进电机由单片机控制系统17控制，单片机控制系统17采用ATmega2560单片机，使用12V10A开关电源14给单片机控制系统17供电，单片机控制系统17采集挤出头10的温度并控制挤出头10、激光头9的工作状态实时在LCD面板7显示。

在本实用新型中，单片机控制系统根据G代码给X轴步进电机、Y轴步进电机、Z轴步进电机脉冲信号使其转动相应步数。两个Z轴步进电机传动给丝杠，X轴运动组件配合在丝杠上，使得Z轴步进电机运动时X轴运动组件挤出头, 激光头, 挤出头电机, 散热风扇, 散热片上下同步运动。X轴步进电机带动齿轮传送带，使得X轴步进电机运动时X轴运动组件可以向左或向右同步运动。Y轴步进电机带动V带，使得Y轴步进电机运动时打印平台同步运动。

使用时，如图1、图2所示，有两种工作方式，第一种是单片机控制系统的USB数据线连接电脑，电脑制作好图纸转换成G代码后输入到单片机控制系统中，第二种方式是在LCD显示屏3上插入已经储存有G代码的内存卡，选择耗材类型确认即可自动打印。激光功能与3D打印功能使用方法一致，第一次激光雕刻需要记录激光最小焦距，在激光雕刻软件中设置初始化激光最小焦距，以后无需再设置。

Claims (5)

1.一种多功能3D打印机设备，其特征在于，包括打印平台、激光头、挤出头、挤出头步进电机、散热风扇和散热片；打印平台安装在两根平行设置的Y轴直线光轴上且可由Y轴驱动机构驱动在Y轴直线光轴上作Y轴运动，Y轴直线光轴两端固定在底座上；X轴运动组件中的激光头、挤出头、挤出头步进电机、散热风扇和散热片通过X轴面板装配在一起，且可由X轴驱动机构驱动在X轴直线光轴上作X轴运动，X轴直线光轴固定在支架上，支架两端分别与两丝杆配合，且可由Z轴驱动机构驱动在两丝杆上作Z轴运动，两丝杆由龙门架定位，龙门架固定在底座上。

2.根据权利要求1所述的一种多功能3D打印机设备，其特征在于，Y轴驱动机构包括Y轴步进电机及由Y轴步进电机驱动且可带动打印平台的V带。

3.根据权利要求1所述的一种多功能3D打印机设备，其特征在于，X轴驱动机构包括X轴步进电机及由X轴步进电机驱动且可带动X轴运动组件的齿轮传送带。

4.根据权利要求1所述的一种多功能3D打印机设备，其特征在于，Z轴驱动机构为X轴步进电机，有两台，每台X轴步进电机的输出轴与其中一丝杆的一端联接。

5.根据权利要求1所述的一种多功能3D打印机设备，其特征在于，散热风扇有两台，分别设置在挤出头正面的左侧和前面。