CN206749051U - 一种适于不规则底板的3d打印装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种适于不规则底板的3D打印装置，其特征在于：包括打印机架、平面移动组件、第二安装座、第一安装座、第一旋转电机、第二旋转电机，以及丝杆机构、轴座、3D打印头和激光测距传感器，所述轴座外壁设有轮齿并套在3D打印头外壁上，所述轴套的顶端设有环形唇边并设在第二安装座上；所述第一旋转电机通过丝杆机构与3D打印头连接；所述第二旋转电机的输出轴连接有齿轮，所述齿轮与轴座外壁的轮齿啮合传动；所述激光测距传感器设在轴座的外壁上。本实用新型能够在打印过程中实时检测打印底板的高度，适时调整打印头高度以自动避开障碍物，同时，自动控制打印进程，在已被底板占据的空间不进行打印出料。
Description
技术领域
本实用新型属于主要涉及在不规则底板上进行3D打印的打印装置。
背景技术
近年来，3D打印成了超前科技的代言词，火遍全球，利用3D打印机打印建筑物、打印人体器官和航天器零部件等已经成为了现实。3D打印正应用于工业制造、教育、医疗、艺术以及科学研究等领域，给人们生产和生活带来极大的便利。但目前的3D打印机，在打印过程中要求打印底板具有较高的平整度和水平度，才能打印出符合精度要求的产品，增加了3D打印的应用门槛。同时，对于艺术性作品，市场上具有在“天然材料”上进行3D打印再创作的需求，而天然材料往往不具有高度的平整度。现有的做法往往是先将天然材料磨平加工，这不但增加了加工工序，降低了工作效率，而且还降低了艺术品应有的天然美感，减少了其内在价值。
发明内容
发明目的：针对上述现有存在的问题和不足，本实用新型的目的是提供了一种适于不规则底板的3D打印装置，能够在打印过程中实时检测打印底板的高度，适时调整打印头高度以自动避开障碍物，同时，自动控制打印进程，在已被底板占据的空间不进行打印出料。
技术方案：为实现上述发明目的，本实用新型采用以下技术方案：一种适于不规则底板的3D打印装置，包括打印机架、设在打印机架上的平面移动组件、固定在打印机加上的第二安装座、固定在平面移动组件上的第一安装座、设在第一安装座上的第一旋转电机、设在第二安装座上的第二旋转电机，以及丝杆机构、轴座、3D打印头和激光测距传感器，所述轴座外壁设有轮齿并套在3D打印头外壁上，所述轴座的顶端设有环形唇边并设在第二安装座上形成活动连接；所述第一旋转电机通过丝杆机构与3D打印头连接并能使3D打印头在轴座中上下移动；所述第二旋转电机的输出轴连接有齿轮，所述齿轮与轴座外壁的轮齿啮合传动；所述激光测距传感器设在轴座的外壁上。
作为优选方案，所述平面移动组件包括平移杆、固定块，滑动轨、横向驱动机构和纵向驱动机构，所述滑动轨平行的设在测量支撑架上，所述平移杆的底部设有与滑动轨匹配的楔块并能使平移杆能沿滑动轨平移，所述平移杆的上部也设有滑槽，所述固定块底部设有与该滑槽匹配的楔块能使固定块沿滑槽平移,所述滑动轨与滑槽相互垂直，所述横向驱动机构和纵向驱动机构分别与平移杆和固定 块连接。
作为优选方案，还包括控制装置，所述激光测距传感器、旋转电机和步进电机分别与控制装置连接。
作为优选方案，所述第二旋转电机采用步进电机。其中固定块是用于固定安装座的，也可以将固定块和安装座为一体设计。
有益效果：与现有技术相比，本实用新型可以利用3D打印机打印头的距离传感器的数据，调整打印头的运动情况和打印进程，实现在不规则打印底板上进行3D打印。
附图说明
图1为本实用新型所述适于不规则底板的3D打印装置的结构示意图；
图2为本实用新型所述适于不规则底板的3D打印装置的应用示例图；
图3为本实用新型所述平面移动组件的结构示意图。
其中，平面移动组件1、第一安装座2、第二安装座3、旋转电机4、步进电机5、丝杆机构6、轴座7、3D打印头8、激光测距传感器9、齿轮10、平移杆11、固定块12、滑动轨13、滑槽14。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例，进一步阐明本实用新型，应理解这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
如图1～3所示，本实用新型的3D打印装置，主要包括平面移动组件、第一安装座、第二安装座、旋转电机、步进电机、丝杆机构、轴座、3D打印头、激光测距传感器，控制装置，其中：平面移动组件设在3D打印机架上，而第一安装座固定在平面移动组件上并随移动组件能做平移，第二安装座是直接与打印机架固定连接。将旋转电机固定在第一安装座上，将步进电机固定在第二安装座。轴座的外壁设置轮齿并套在3D打印头外，然后通过步进电机的输出轴连接齿轮并与轴座外壁的轮齿啮合设置，使得轴座能在步进电机的带动下做步进式转动。而处于轴座中心的3D打印头在旋转电机的驱动下并通过丝杆机构能在轴座中上下移动。
本实用新型的3D打印装置具有三维动态维度的情形下，能控制打印头绕自身中心轴旋转增加了旋转维度，从而能确保固化成型前的打印材料在最小单元点上的均匀堆积。在打印过程中需要始终保持打印头上的激光测距传感器在打印头的水平前进方向，才能确保激光测距的相对位置的准确性。因此通过在步进电机 的输出轴安装齿轮，通过该齿轮与轴座的轮齿啮合匹配，从而实现步进电机通过齿轮驱动轴座旋转，进而是固定在轴座外壁上的激光测距传感器转动。本实用新型的平面移动组件是在水平面上建立x-y坐标系，主要包括平移杆、固定块，滑动轨、横向驱动机构和纵向驱动机构，所述滑动轨平行的设在测量支撑架上，所述平移杆的底部设有与滑动轨匹配的楔块并能使平移杆能沿滑动轨平移，所述平移杆的上部也设有滑槽，所述固定块底部设有与该滑槽匹配的楔块能使固定块沿滑槽平移,所述滑动轨与滑槽相互垂直，所述横向驱动机构和纵向驱动机构采用的是丝杆机构通过电机驱动丝杆转动从而驱动固定块和平移杆分别沿滑槽和滑动轨移动。平面移动组件能使打印头能在x-y二维平面任意位置上移动，当发生垂直变向移动时，通过步进电机控制轴座转动90°角保持激光测距传感器始终在打印头的前进方向上，从而能确保统一的测距相对位置。优选的采用步进电机，能快速调整轴座的转动角(因为本实施例中轴座的转动角是固定值)。
在平整度不规则的底部上，激光测距传感器得到的实时距离信息传送到打印控制模块，一旦检测到打印前方距离偏小，则控制打印机头适当上升，以避开障碍物；如果检测到打印前方距离偏大，则控制旋转电机使打印头下降，补偿打印厚度。激光测距传感器得到的实时距离信息传送到打印控制模块。一旦检测到在需要进行打印的位置已经有实物占据，则打印进程暂停，该位置不进行打印。打印控制模块从激光距离传感器中读取数据，若在需要进行3D打印的位置已经被实物占据了，则打印进程暂停，在该位置不进行打印。反之，则打印进程照常进行。
综上所述，本实用新型在不规则打印底板下进行3D打印的技术可以使3D打印不再局限于底板水平度较高、平整度较高的限制条件下，能够自如地在不规则底板上进行3D打印，同时，还能够移植于需要打印头自动避障的场合中，扩大了3D打印的适用范围，增加了打印灵活性。
Claims (4)
1.一种适于不规则底板的3D打印装置，其特征在于：包括打印机架、设在打印机架上的平面移动组件、固定在打印机加上的第二安装座、固定在平面移动组件上的第一安装座、设在第一安装座上的第一旋转电机、设在第二安装座上的第二旋转电机，以及丝杆机构、轴座、3D打印头和激光测距传感器，所述轴座外壁设有轮齿并套在3D打印头外壁上，所述轴座的顶端设有环形唇边并设在第二安装座上形成活动连接；所述第一旋转电机通过丝杆机构与3D打印头连接并能使3D打印头在轴座中上下移动；所述第二旋转电机的输出轴连接有齿轮，所述齿轮与轴座外壁的轮齿啮合传动；所述激光测距传感器设在轴座的外壁上。
2.根据权利要求1所述适于不规则底板的3D打印装置，其特征在于：所述平面移动组件包括平移杆、固定块，滑动轨、横向驱动机构和纵向驱动机构，所述滑动轨平行的设在测量支撑架上，所述平移杆的底部设有与滑动轨匹配的楔块并能使平移杆能沿滑动轨平移，所述平移杆的上部也设有滑槽，所述固定块底部设有与该滑槽匹配的楔块能使固定块沿滑槽平移,所述滑动轨与滑槽相互垂直，所述横向驱动机构和纵向驱动机构分别与平移杆和固定块连接。
3.根据权利要求1所述适于不规则底板的3D打印装置，其特征在于：还包括控制装置，所述激光测距传感器、旋转电机和步进电机分别与控制装置连接。
4.根据权利要求1所述适于不规则底板的3D打印装置，其特征在于：所述第二旋转电机采用步进电机。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN115194182A (zh) * | 2022-06-30 | 2022-10-18 | 中船重工信息科技有限公司 | 电弧增材制造随形扫描喷嘴高度测控装置及方法 |
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2017
- 2017-01-09 CN CN201720018908.4U patent/CN206749051U/zh not_active Expired - Fee Related
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