CN206335851U - 一种并联臂3d打印机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种并联臂3D打印机，包括喷头组件平台以及连接于所述喷头组件平台的夹丝机构和三对并联臂，与夹丝机构的挤出齿轮相对布置的一对并联臂上设置有送料电机，送料电机的输出轴通过万向节连接有第一传动轴，第一传动轴的另一端连接于挤出齿轮。本方案不再将送料电机安装于喷头上方，而是将其置于远端并通过万向轴传动，挤出齿轮依然设置于夹丝机构内，因此，本方案不仅能够有效减小喷头组件平台的负载，使得打印机获得更高的打印速度和精度，而且保留了近程送料的优点，使送料控制更加快速和精准。与现有技术相比较，本实用新型不仅能够实现更好的打印效果，而且能够减小喷头组件平台的重量，提高打印速度和精度。

Description

一种并联臂3D打印机

技术领域

本实用新型涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种并联臂3D打印机。

背景技术

3D打印，即三维打印，又称积层制造(Additive Manufacturing，AM)，属于快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础的直接制造技术，几乎可以制造任意形状的三维实体。3D打印运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层堆叠累积的方式来构造物体，即“积层制造”。随着技术的发展，开始出现拥有两个甚至更多个喷头的3D打印机，以满足打印多种颜色或打印水溶性支撑材料的要求。现有的3D打印设备中，主流的结构有十字轴型、龙门吊型、XZ-Y板型、并联臂型等。其中，并联臂型3D打印机由于其易于调平、喷嘴移动速度快以及弧线走位准确等优点而广受欢迎。

FDM并联臂3D打印机采用熔融沉积制造(Fused Deposition Modeling，FDM)工艺，其喷头组件部分包括有3对并联臂，每对并联臂分别连接到一个滑块上，滑块分别安装在3条竖直的导轨上，能够实现上下滑动，通过控制3个滑块的上下移动，控制喷头组件的水平和上下移动，从而实现3D打印的功能。

对于现有的并联臂3D打印机，以往的3D打印的送料方式分为近程送料和远程送料两种方式。其中，近程送料就是将送料电机安装在喷头结构上，这种送料方式的优点在于送料的行程比较短，容易做到出料的精准控制，然而，由于喷头组件平台增加了电机的体积和重量，对3D打印机的驱动系统的负担会加大，打印速度和精度会有所下降。

而远程送料则是将送料电机安装在远离喷头的位置，通过送料电机和输送管向喷头送料，这种送料方式的优点在于喷嘴移动速度快，然而，远程送料不易控制，相对滞后，若回抽动作作用不及时会出现漏料、缺料的现象，影响制品的质量，由于远程送料对送料电机和夹丝机构的要求比较高，容易出现卡料的现象，而且出料的精准度不高。

因此，如何使并联臂3D打印机同时保证打印效果和打印速度及精度，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型的目的是提供一种并联臂3D打印机，以同时满足3D打印的打印效果和打印速度及精度。

为了达到上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种并联臂3D打印机，包括喷头组件平台以及连接于所述喷头组件平台的夹丝机构和三对并联臂，与所述夹丝机构的挤出齿轮相对布置的一对所述并联臂上设置有送料电机，所述送料电机的输出轴通过万向节连接有第一传动轴，所述第一传动轴的另一端连接于所述挤出齿轮。

优选地，在上述并联臂3D打印机中，所述送料电机的输出轴通过联轴器连接有第二传动轴，所述第二传动轴的另一端连接于所述万向节。

优选地，在上述并联臂3D打印机中，所述送料电机的输出轴和所述第二传动轴均平行于所述送料电机所在的一对所述并联臂。

优选地，在上述并联臂3D打印机中，所述送料电机所在的一对所述并联臂上设置有用于支撑所述第二传动轴旋转的轴承座。

优选地，在上述并联臂3D打印机中，所述送料电机所在的一对所述并联臂上设置有用于固定所述送料电机的固定板。

优选地，在上述并联臂3D打印机中，所述夹丝机构的一侧连接有散热块。

优选地，在上述并联臂3D打印机中，所述散热块的一侧连接有散热风扇。

优选地，在上述并联臂3D打印机中，所述输出轴的轴线与所述第一传动轴的轴线组成的第一平面平行于所述送料电机所在的一对所述并联臂的旋转平面，且所述送料电机的重心位于所述第一平面内。

本实用新型提供的并联臂3D打印机，包括喷头组件平台以及连接于所述喷头组件平台的夹丝机构和三对并联臂，与夹丝机构的挤出齿轮相对布置的一对并联臂上设置有送料电机，送料电机的输出轴通过万向节连接有第一传动轴，第一传动轴的另一端连接于挤出齿轮。送料电机通过万向节和第一传动轴等部件组成的传动装置与挤出齿轮联动，从而与夹丝机构共同组成送料机构，实现利用送料电机控制出料的功能。

本方案不再将送料电机安装于喷头上方，而是将其置于远端并通过万向轴传动，同时，挤出齿轮依然设置于夹丝机构内，因此，本方案不仅能够有效减小喷头组件平台的负载，使得打印机获得更高的打印速度和精度，而且保留了近程送料的优点，保证较短的送料行程，使送料控制更加快速和精准。与现有技术相比较，本实用新型不仅能够实现更好的打印效果，而且能够减小喷头组件平台的重量，提高打印速度和精度。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型具体实施例中的并联臂3D打印机的喷头组件的立体结构示意图；

图2为本实用新型具体实施例中的并联臂3D打印机的喷头组件的侧视图；

图3为本实用新型具体实施例中的挤出机构的剖面图。

图1至图3中：

1-送料电机、2-联轴器、3-第一轴承座、4-万向节、5-第二轴承座、6-喷头组件平台、7-散热风扇、8-散热块、9-夹丝机构、10-并联臂、11-输出轴、12-第二传动轴、13-第一传动轴、14-挤出齿轮、15-弹簧、16-进料喉管、17-导向轮、18-固定板。

具体实施方式

本实用新型的核心在于提供一种并联臂3D打印机，以同时满足3D打印的打印效果和打印速度及精度。

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参照图1至图3，图1为本实用新型具体实施例中的并联臂3D打印机的喷头组件的立体结构示意图，图2为本实用新型具体实施例中的并联臂3D打印机的喷头组件的侧视图，图3为本实用新型具体实施例中的挤出机构的剖面图。

在一种具体实施例方案中，本实用新型提供了一种并联臂3D打印机，包括喷头组件平台6以及连接于喷头组件平台6的夹丝机构9和三对并联臂10，其中，与夹丝机构9的挤出齿轮14相对布置的一对并联臂10上设置有送料电机1，送料电机1的输出轴11通过万向节4连接有第一传动轴13，第一传动轴13的另一端连接于夹丝机构9的挤出齿轮14。

其中，夹丝机构9主要包括挤出齿轮14、弹簧15、导向轮17和进料喉管16等，导向轮17安装在夹丝机构9上，通过弹簧15的作用力，使得挤出齿轮14与导向轮17能够将从它们之间穿过的3D打印线材夹紧(3D打印线材为固定直径的线材)，并通过挤出齿轮14的转动将线材向下推送，通过进料喉管16喷出。喷头组件平台6作为夹丝机构9的支撑基础，并连接三对并联臂10，并联臂10可相对喷头组件平台6转动。其中一对并联臂10与夹丝机构9的挤出齿轮14相对布置，夹丝机构9设有供挤出齿轮14的输入端连接的接口。送料电机1的输出轴11通过万向轴(即万向节4和第一传动轴13的组合)连接挤出齿轮14，从而将转动传动到挤出齿轮14上，带动挤出齿轮14转动，进而与夹丝机构9共同组成送料机构。

本实用新型的基本工作原理为：送料电机1通过万向节4、第一传动轴13等部件组成的传动装置，与挤出齿轮14联动，从而与夹丝机构9共同组成送料机构，实现利用送料电机1控制出料的功能。

本方案不再将送料电机1安装于喷头上方，而是将其置于远端(即与夹丝机构9的挤出齿轮14相对布置的并联臂10上)并通过万向轴传动扭矩，同时，挤出齿轮14依然设置于夹丝机构9内并位于喷头组件平台6上，因此，本方案不仅能够有效减小喷头组件平台6的负载，使得打印机获得更高的打印速度和精度，而且保留了近程送料的优点，保证较短的送料行程，使送料控制更加快速和精准。本方案将远程送料与近程送料技术达到了一个平衡的结合。与现有技术相比较，本实用新型不仅能够实现更好的打印效果，而且能够减小喷头组件平台6的重量，提高打印速度和精度。

需要说明的是，根据送料电机1的设置位置不同或所选用的型号不同，送料电机1的输出轴11可以通过多种方式与万向节4相连，为了尽量选用标准化的电机，需要设置其他用于连接送料电机1和万向节4的零部件，优选地，本方案中送料电机1的输出轴11通过联轴器2连接有第二传动轴12，第二传动轴12的另一端连接于万向节4。当然，本领域技术人员还可以根据送料电机1安装的具体位置来订制具有特定长度输出轴11的送料电机1，如此便可以省去联轴器2及第二传动轴12，送料电机1的输出轴11就可以直接与万向节4相连接。

优选地，送料电机1的输出轴11和第二传动轴12均平行于送料电机1所在的一对并联臂10，如此设置可以节省安装空间，便于并联臂10活动。当然，本领域技术人员还可以将输出轴11和第二传动轴12设置为不与并联臂10平行。

为了提高上述第二传动轴12的转动的平稳性，优选地，本方案在送料电机1所在的一对并联臂10上设置有用于支撑第二传动轴12旋转的轴承座，即图1中的第一轴承座3，第二传动轴12通过轴承旋转连接于第一轴承座3，可以大大提高旋转的平稳性，降低振动和噪音。另外，本方案在喷头组件平台6上也设置有用于支撑第一传动轴13旋转的第二轴承座5。

需要说明的是，本方案中的送料电机1可以通过多种方式固定于并联臂10上，例如通过固定卡扣、固定板或轴销等部件，优选地，本方案在送料电机1所在的一对并联臂10上设置有用于固定送料电机1的固定板18，如图3所示，该固定板18的四个角点设有用于连接并联臂10的支脚，支脚通过螺栓等紧固件实现与并联臂10的固定。

优选地，在上述并联臂3D打印机中，输出轴11的轴线与第一传动轴13的轴线组成的第一平面平行于送料电机1所在的一对并联臂10的旋转平面，且送料电机1的重心位于该第一平面内。如此设置，就可以保持送料电机1的重心的运动平面与其所在并联臂10的旋转平面平行，使得打印机工作时更加平稳，进一步减小振动和噪音。

喷头在工作过程中会加热到200°以上，为了避免喷头产生的高温传导到夹丝机构9而影响夹丝机构9的正常工作，优选地，本方案在夹丝机构9的一侧连接有散热块8，如图1所示，散热块8与夹丝机构9的侧壁贴合，可以有效隔绝下方喷头产生的高温传递至夹丝机构9上。另外，散热块8固定在喷头组件平台6上，还可以起到连接固定夹丝机构9的作用。更进一步地，本方案在散热块8的一侧连接有散热风扇7，如图1所示，散热风扇7可以进一步将热量散发到空气中，从而保证夹丝机构9的顺利运行。

本实用新型具有以下优点：

(1)将送料电机1置于远端，能够有效减小喷头组件平台6的负载，使得打印机获得更高的打印速度和精度；

(2)虽然将送料电机1放置在了远端，但是，本方案仍然将挤出齿轮14放置于接近喷头的位置，即夹丝机构9内，从而保留了近程送料的优点，保证整套送料机构跟喷头之间的距离比较近，能够更加精准地控制出料，最终能够实现更好的打印效果和更高的生产效率。

与现有技术相比较，本实用新型在获得近程送料的打印成型质量的基础上，保持了整个喷头组件结构的较小的重量，进一步提高了打印速度和精度。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (6)

1.一种并联臂3D打印机，包括喷头组件平台(6)以及连接于所述喷头组件平台(6)的夹丝机构(9)和三对并联臂(10)，其特征在于，与所述夹丝机构(9)的挤出齿轮(14)相对布置的一对所述并联臂(10)上设置有送料电机(1)，所述送料电机(1)的输出轴(11)通过万向节(4)连接有第一传动轴(13)，所述第一传动轴(13)的另一端连接于所述挤出齿轮(14)。

2.根据权利要求1所述的并联臂3D打印机，其特征在于，所述送料电机(1)的输出轴(11)通过联轴器(2)连接有第二传动轴(12)，所述第二传动轴(12)的另一端连接于所述万向节(4)。

3.根据权利要求2所述的并联臂3D打印机，其特征在于，所述送料电机(1)的输出轴(11)和所述第二传动轴(12)均平行于所述送料电机(1)所在的一对所述并联臂(10)。

4.根据权利要求2所述的并联臂3D打印机，其特征在于，所述送料电机(1)所在的一对所述并联臂(10)上设置有用于支撑所述第二传动轴(12)旋转的轴承座。

5.根据权利要求1所述的并联臂3D打印机，其特征在于，所述送料电机(1)所在的一对所述并联臂(10)上设置有用于固定所述送料电机(1)的固定板(18)。

6.根据权利要求1所述的并联臂3D打印机，其特征在于，所述输出轴(11)的轴线与所述第一传动轴(13)的轴线组成的第一平面平行于所述送料电机(1)所在的一对所述并联臂(10)的旋转平面，且所述送料电机(1)的重心位于所述第一平面内。