CN206196148U - 一种多功能3d打印机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提出了一种多功能3D打印机,属于3D打印装置技术领域。该3D打印机包括床体、机械骨架、坐标轴传动装置;床体固定安装于机械骨架内部;机械骨架顶部活动安装有沿x轴方向运动的y轴横梁;y轴横梁上活动安装有z轴横梁;z轴横梁上设有功能模块夹具;功能模块夹具的夹持端装有工作模块,工作模块包括电路3D打印头20、贴片元件吸附头、CNC加工头和激光雕刻头;电路3D打印头、贴片元件吸附头19、CNC加工头和激光雕刻头以可拆卸方式单独安装于功能模块夹具上。该多功能3D打印机具有提高PCB电路制板效率的特点。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种多功能3D打印机,属于3D打印装置技术领域。
背景技术
在当今电子制造业,PCB制板技术已经很普及,但是一块PCB电路板需要经过若干次返工和漫长的等待才能最终成形,而其加工过程主要包括使用到3D打印机、CNC加工和激光雕刻等一系列加工过程。因此,PCB电路板制作的整个过程,不仅费时费力,而且花费较高,在电子设备研制过程中,在PCB电路板的制作方面,许多电路设计师和爱好者也无力承担PCB制造中心收取的高额费用。
实用新型内容
为解决上述现有技术中的技术问题,本实用新型提出了一种多功能3D打印机,所采取的技术方案如下:
所述3D打印机包括床体1、机械骨架2、坐标轴传动装置3;所述床体1固定安装于机械骨架2内部;所述机械骨架2顶部活动安装有沿x轴方向运动的y轴横梁9;所述y轴横梁9上活动安装有z轴横梁11;所述z轴横梁11上设有功能模块夹具12;所述功能模块夹具12的夹持端装有工作模块,所述工作模块包括电路3D打印头20、贴片元件吸附头19、CNC加工头18和激光雕刻头17;所述电路3D打印头20、贴片元件吸附头19、CNC加工头18和激光雕刻头17以可拆卸方式单独安装于功能模块夹具12上。
优选地,所述床体1由1560或1590工业铝型材通过拼接方式形成;所述拼接方式的连接处通过螺纹旋紧方式固定。
优选地,所述机械骨架2采用箱式或龙门式结构;所述机械骨架2的横向骨架采用3060铝型材,纵向骨架采用3030铝型材;所述3060铝型材和3030铝型材通过角件连接和锁紧螺丝夹紧组装方式形成机械骨架2。
优选地,所述坐标轴传动装置3包括x轴传动装置、y轴传动装置和z轴传动装置;所述x轴传动装置包括x轴电机41,所述x轴电机41通过联轴器5、滚珠丝杠6和丝杠螺母7固定安装于机械骨架2上部横架外侧;所述y轴传动装置包括y轴电机42;所述y轴电机42通过联轴器5、滚珠丝杠6和丝杠螺母7固定安装于y轴横梁9上;所述z轴传动装置包括z轴电机43;所述z轴电机43通过联轴器5、滚珠丝杠6和丝杠螺母7固定安装于z轴横梁11顶端。
优选地,所述轴电机41、y轴电机42和z轴电机43采用42型号或57型号的步进电机;所述滚珠丝杠6采用1204铝型材制成。
优选地,所述功能模块夹具12采用环状夹具结构;所述功能模块夹具12侧壁设有夹具侧板13;所述夹具侧板13上设有夹紧螺栓14。
优选地,所述激光雕刻头17采用固体激光器、二氧化碳激光器或光纤激光器。
优选地,所述CNC加工头18包括CNC加工动力装置21、夹具组件22和铣刀23;所述CNC加工头18固定安装于CNC加工动力装置21下端;所述CNC加工动力装置21采用KV值大于800的外转子直流无刷电机。
优选地,所述贴片元件吸附头19包括空气泵24、直导管25和碗型橡胶碗26;所述空气泵24通过橡胶管与直导管25的一端相连;所述直导管25的另一端与碗型橡胶碗26相连;所述碗型橡胶碗26中间设有小孔;所述直导管25通过所述小孔与碗型橡胶碗26贯通。
优选地,所述电路3D打印头20包括物料载体27、活塞28、打印头步进电机29和喷头尖嘴30;所述物料载体27采用注射器或点胶管;所述活塞28和打印头步进电机29通过丝杠传动方式连接。
本实用新型的有益效果为:
本实用新型提出的多功能3D打印机不仅可以增材制造,还能减材制造,使得3D打印机的应用面更加广泛;同时,所述多功能3D打印机可以在实验室中让PCB电路板快速成型,提高电路开发效率。
附图说明
图1为所述多功能3D打印机的结构示意图。
图2为所述工作模块的结构示意图。
(1,床体;2,机械骨架;3,坐标轴传动装置;41,x轴电机;42,y轴电机;43,z轴电机;5,联轴器;6,滚珠丝杠;7,丝杠螺母;8,铝板;9,y轴横梁;10,滑块;11,z轴横梁;12,功能模块夹具;13,夹具侧板;14,夹紧螺栓;16,3D打印材料;17,激光雕刻头;18,CNC加工头;19,贴片元件吸附头;20,电路3D打印头;21,CNC加工动力装置;22,夹具组件;23,铣刀;24,空气泵;25,直导管;26,碗型橡胶碗;27,物料载体;28,活塞;29,打印头步进电机;30,喷头尖嘴)
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型做进一步说明,但本实用新型不受实施例的限制。
在本实用新型的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”和“竖着”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。
在本实用新型的描述中,需要说明的是,除非另有明确规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接连接,亦可以是通过中间媒介间接连接,可以是两个部件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
此外,在本实用新型的描述中,除非另有说明,“多个”、“多组”、“多根”的含义是两个或两个以上。
以下实施方式中所用材料、仪器和方法,未经特殊说明,均为本领域常规材料、仪器和方法,均可通过商业渠道获得。
实施例1
图1为所述多功能3D打印机的结构示意图,如图1所示,多功能3D打印机包括床体1、机械骨架2、坐标轴传动装置3;床体1固定安装于机械骨架2内部;床体1由1560工业铝型材通过拼接方式形成;其中,拼接方式的连接处通过螺纹旋紧方式固定,同时,床体1的1560工业铝型材设有凹型滑槽,该凹形滑槽用于固定1560工业铝型材。机械骨架2采用箱式或龙门式结构;机械骨架2的横向骨架采用3060铝型材,纵向骨架采用3030铝型材;3060铝型材和3030铝型材通过角件连接和锁紧螺丝夹紧组装方式形成机械骨架2。
坐标轴传动装置3包括x轴传动装置、y轴传动装置和z轴传动装置;机械骨架2顶部活动安装有沿x轴方向运动的y轴横梁9;y轴横梁9上活动安装有z轴横梁11;z轴横梁11上设有功能模块夹具12;功能模块夹具12的夹持端装有工作模块,工作模块包括电路3D打印头20、贴片元件吸附头19、CNC加工头18和激光雕刻头17;电路3D打印头20、贴片元件吸附头19、CNC加工头18和激光雕刻头17以可拆卸方式单独安装于功能模块夹具12上;同时,y轴横梁9两侧设有铝板8和滑块10,铝板8的上端通过螺丝螺母与y轴横梁9连接。滑块10活动安装于y轴横梁9上,滑块10中间设有方形凹槽,滑块10的移动通过y轴传动装置带动。
其中,x轴传动装置包括x轴电机41和与之相应的齿轮齿条、电机固定座、直线滑轨和铝合金横梁,x轴电机41通过联轴器5、滚珠丝杠6和丝杠螺母7固定安装于机械骨架2上部横架外侧;其中,x轴电机41通过联轴器5和滚珠丝杠6同轴连接,滚珠丝杠6再套进丝杠螺母7构成,用于实现x轴的位置移动,丝杠螺母7则与铝板8连接;y轴传动装置包括y轴电机42和与之相应的齿轮齿条、电机固定座、直线滑轨和铝合金横梁;y轴电机42通过联轴器5、滚珠丝杠6和丝杠螺母7固定安装于y轴横梁9上,用于实现y轴的位置移动,其中,y轴传动装置中的联轴器5、滚珠丝杠6和丝杠螺母7的连接方式与x轴传动装置中相应部件的连接方式相同;z轴传动装置包括z轴电机43和与之相应的齿轮齿条、电机固定座、直线滑轨和铝合金横梁;z轴电机43固定在z轴横梁11的上端,z轴方向上的滚珠丝杠6在z轴横梁上,而丝杠螺母7则安装在滑块10的凹槽中间,这样,随着z轴方向的电机4转动,z轴横梁11就可以上下移动;其中,z轴传动装置中的联轴器5、滚珠丝杠6和丝杠螺母7的连接方式与x轴传动装置中相应部件的连接方式相同。
x轴电机41、y轴电机42和z轴电机43采用42型号或57型号的步进电机;滚珠丝杠6采用1204铝型材制成。同时,功能模块夹具12采用环状夹具结构;功能模块夹具12右侧侧壁设有两个夹具侧板13;夹具侧板13上设有夹紧螺栓14。环形夹具不是闭合的,右侧的两块夹具侧板13之间存在细小缝隙,在夹具侧板13上有夹紧螺丝14,用于夹紧3D打印头,3D打印头的顶端是3D打印材料16。
图2为所述工作模块的结构示意图,如图2所示,激光雕刻头17采用固体激光器、二氧化碳激光器或光纤激光器,同时,还包括相应的激光驱动器组成。三种类型的激光器分别实现软木,塑料,水晶和有机玻璃板,铁板,钢板的激光雕刻。
CNC加工头18包括直流无刷电机、无刷电调、西到家居和铣刀组件,直流无刷电机经无刷电调驱动后,输出CNC加工动力,铣刀夹具则用于夹紧铣刀,从而顺利完成CNC加工工作。本实施例中,CNC加工头18具体包括CNC加工动力装置21、夹具组件22和铣刀23;CNC加工头18固定安装于CNC加工动力装置21下端;CNC加工动力装置21采用KV值大于800的外转子直流无刷电机。
贴片元件吸附头19包括空气泵24、直导管25和碗型橡胶碗26;空气泵24通过橡胶管与直导管25的一端相连;直导管25的另一端与碗型橡胶碗26相连;碗型橡胶碗26中间设有小孔;直导管25通过所述小孔与碗型橡胶碗26贯通。
电路3D打印头20包括物料载体27、活塞28、打印头步进电机29和喷头尖嘴30;活塞28和打印头步进电机29通过丝杠传动方式连接。物料载体27采用注射器,主要包括尖头喷嘴、注射器、步进电机、滚珠丝杠、丝杠螺母和注射器夹。注射器夹具用于固定装有导电油墨的注射器,丝杠螺母和注射器活塞柱连接,滚珠丝杠则和步进电机连接,从而组成导电油墨送料机构。在注射器的底端装有尖嘴喷头,作为导电油墨的出料口。
本实施例对传统3D打印机进行有效改进,并且极大地丰富了3D打印机的功能,使其既能进行传统的3D模型制造,还可以创造性地进行电路3D打印,同时为了弥补3D打印材料方面的限制,还对原3D打印机添加上CNC加工,激光雕刻,贴片焊接等工业领域方面的应用,使得改进后的3D打印机功能更加全面,适用范围更加广泛,成为一款新式复合型数控设备。
实施例2
实施例2与实施例1的不同之处在于,床体1由1590工业铝型材通过拼接方式形成;物料载体27采用点胶管。其与部件及连接方式与实施例1相同。
实施例3
实施例3与实施例1的不同之处在于,所述电路3D打印头20包括3D打印头喷嘴、加热棒、12V或24V风扇和挤出机。其与部件及连接方式与实施例1相同。
虽然本实用新型已以较佳的实施例公开如上,但其并非用以限定本实用新型,任何熟悉此技术的人,在不脱离本实用新型的精神和范围内,都可以做各种改动和修饰,因此本实用新型的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。
Claims (10)
1.一种多功能3D打印机,其特征在于,所述3D打印机包括床体(1)、机械骨架(2)、坐标轴传动装置(3);所述床体(1)固定安装于机械骨架(2)内部;所述机械骨架(2)顶部活动安装有沿x轴方向运动的y轴横梁(9);所述y轴横梁(9)上活动安装有z轴横梁(11);所述z轴横梁(11)上设有功能模块夹具(12);所述功能模块夹具(12)的夹持端装有工作模块,所述工作模块包括电路3D打印头(20)、贴片元件吸附头(19)、CNC加工头(18)和激光雕刻头(17);所述电路3D打印头(20)、贴片元件吸附头(19)、CNC加工头(18)和激光雕刻头(17)以可拆卸方式单独安装于功能模块夹具(12)上。
2.根据权利要求1所述3D打印机,其特征在于,所述床体(1)由1560或1590工业铝型材通过拼接方式形成;所述拼接方式的连接处通过螺纹旋紧方式固定。
3.根据权利要求1所述3D打印机,其特征在于,所述机械骨架(2)采用箱式或龙门式结构;所述机械骨架(2)的横向骨架采用3060铝型材,纵向骨架采用3030铝型材;所述3060铝型材和3030铝型材通过角件连接和锁紧螺丝夹紧组装方式形成机械骨架(2)。
4.根据权利要求1所述3D打印机,其特征在于,所述坐标轴传动装置(3)包括x轴传动装置、y轴传动装置和z轴传动装置;所述x轴传动装置包括x轴电机(41),所述x轴电机(41)通过联轴器(5)、滚珠丝杠(6)和丝杠螺母(7)固定安装于机械骨架(2)上部横架外侧;所述y轴传动装置包括y轴电机(42);所述y轴电机(42)通过联轴器(5)、滚珠丝杠(6)和丝杠螺母(7)固定安装于y轴横梁(9)上;所述z轴传动装置包括z轴电机(43);所述z轴电机(43)通过联轴器(5)、滚珠丝杠(6)和丝杠螺母(7)固定安装于z轴横梁(11)顶端。
5.根据权利要求4所述3D打印机,其特征在于,所述轴电机(41)、y轴电机(42)和z轴电机(43)采用42型号或57型号的步进电机;所述滚珠丝杠(6)采用1204铝型材制成。
6.根据权利要求1所述3D打印机,其特征在于,所述功能模块夹具(12)采用环状夹具结构;所述功能模块夹具(12)侧壁设有夹具侧板(13);所述夹具侧板(13)上设有夹紧螺栓(14)。
7.根据权利要求1所述3D打印机,其特征在于,所述激光雕刻头(17)采用固体激光器、二氧化碳激光器或光纤激光器。
8.根据权利要求1所述3D打印机,其特征在于,所述CNC加工头(18)包括CNC加工动力装置(21)、夹具组件(22)和铣刀(23);所述CNC加工头(18)固定安装于CNC加工动力装置(21)下端;所述CNC加工动力装置(21)采用KV值大于800的外转子直流无刷电机。
9.根据权利要求1所述3D打印机,其特征在于,所述贴片元件吸附头(19)包括空气泵(24)、直导管(25)和碗型橡胶碗(26);所述空气泵(24)通过橡胶管与直导管(25)的一端相连;所述直导管(25)的另一端与碗型橡胶碗(26)相连;所述碗型橡胶碗(26)中间设有小孔;所述直导管(25)通过所述小孔与碗型橡胶碗(26)贯通。
10.根据权利要求1所述3D打印机,其特征在于,所述电路3D打印头(20)包括物料载体(27)、活塞(28)、打印头步进电机(29)和喷头尖嘴(30);所述物料载体(27)采用注射器或点胶管;所述活塞(28)和打印头步进电机(29)通过丝杠传动方式连接。
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