CN206812164U - 柱坐标熔覆式3d打印机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及3D打印设备领域，特别是一种柱坐标熔覆式3D打印机。本实用新型旨在解决现有技术中激光熔覆式的3D打印机设备复杂、精确度低的问题。本实用新型中在成型缸上方安装有喷头沿单一坐标方向移动的喷头机构，3D打印机内还设有成型缸限位支撑板，成型缸限位支撑板内构成圆柱形空腔，成型缸嵌套安装于所述圆柱形空腔内，在外壳支架上设有出料口连接物料出料斗，出料口的高度与所述限位支撑板的顶面高度相对应；成型缸的底部设有带动其水平转动和垂直移动的驱动机构。本实用新型的有益效果在于：坐标控制集约化，可以控制喷头沿单一坐标轴的移动，整体结构紧凑，便于运输、携带转场与维护。

Description

柱坐标熔覆式3D打印机

技术领域

本实用新型涉及3D打印设备领域，特别是一种柱坐标熔覆式3D打印机。

背景技术

3D打印（3DP)即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。而激光熔覆，是3D打印的一个重要的分支，其主要工作原理是，产生高温的激光头利用激光烧结融化相关坐标点的原料，使之成型。现阶段的熔覆式3D打印机，主要包括两个仓，其中一个为加工仓，一个为备料仓，原料仓底部设有推进机构，顶部设有刮板，激光打印头在驱动装置的带动下在平面内运动，运动过程中所触及的加工仓原料被加热成型，当一层物料打印完毕后，加工仓的底板下移一个高度单位，备料仓的底板上移一个高度单位，备料仓内的原料外溢，被刮板推至加工仓内，激光喷头可继续完成该高度单位的加工。

然而技术人员认为，现阶段的技术设备装配关系复杂，要设计两个原料仓，还要配套设计一套平面移动的坐标系供激光喷头移动，设计原理结构复杂，后期维修困难，同时，需要多方配合，精确度低。

发明内容

本实用新型的目的就是为了解决现有技术中熔覆式的3D打印机设备复杂、精确度低的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型的具体方案是：

设计一种柱坐标熔覆式3D打印机，外壳支架上方安装入料斗，成型缸安装于外壳支架内，在所述成型缸上方安装有喷头沿单一坐标方向移动的喷头机构，所述3D打印机内还设有成型缸限位支撑板，所述成型缸限位支撑板内构成圆柱形空腔，所述成型缸嵌套安装于所述圆柱形空腔内，在所述外壳支架上设有出料口连接物料出料斗，所述出料口的高度与所述限位支撑板的顶面高度相对应；所述成型缸的底部设有带动其水平转动和垂直移动的驱动机构；沿所述限位支撑板的顶面设置有刮料辊。

优选的，所述喷头机构包括滑动安装于滑杆上的喷头，所述喷头与喷头机构电机间连接有传动带。所述驱动机构包括由丝杠电机带动的丝杠，移动支架与所述丝杠配合连接，在移动支架顶部安装有旋转电机，所述旋转电机的输出轴上安装有所述成型缸。

喷头为FDM喷头，喷头挤出材料为塑料丝，配套的原料塑料粉末。或者，所述喷头为陶瓷打印喷头，喷射材料为光敏树脂，配套的对应位置安装有固化灯，配套的原料为陶瓷粉末。

优选的，所述成型缸与所述移动支架的顶面间设有支撑用滚珠。在外壳支架内设有滑槽，所述刮料辊安装于所述滑槽内，所述刮料辊连接有带动其滚动的电机。

优选的，所述入料斗为内腔截面自上而下渐缩的入料斗。所述刮料辊连接有带动其移动的刮料辊电机。

本实用新型的有益效果在于：

（1）加工仓底部的推板不止上下移动，还被带动旋转，进而原材料产生水平面的位移，从而可以控制喷头沿单一坐标轴的移动，控制方式集约后，设计装配实现了简单化，提高了控制精度；

（2）整体结构紧凑，只有一个加工仓，整机便于运输与携带；

（3）能适应陶瓷打印和丝材打印，工作方式及采用原料多样。

附图说明

图1是本实用新型轴测方向结构示意图；

图2是本实用新型拆去外壳支架和部分成型缸限位支撑板后结构示意图；

图3是本实用新型内部结构的主视图；

图4是本实用新型内部结构的右视图；

图5是本实用新型3中结构的轴测方向结构示意图；

图6是本实用新型喷头机构的轴测方向结构示意图；

图中各部件名称：1.外壳支架；2.入料斗；3.物料出料斗；4.滑槽；5.驱动机构的支架；6.成型缸；7.刮料辊；8.喷头机构；9.丝杠电机；10.丝杠；11.移动支架；12.旋转电机；13.成型缸限位支撑板；81.喷头机构电机；82.滑杆；83.传动带；84.喷头。

具体实施方式

实施例1：一种柱坐标熔覆式3D打印机，参见图1、2和图6，外壳支架1上方安装入料斗2，成型缸6安装于外壳支架1内，在成型缸6上方安装有喷头沿单一坐标方向移动的喷头机构8，3D打印机内还设有成型缸限位支撑板13，成型缸限位支撑板13内构成圆柱形空腔，成型缸6嵌套安装于圆柱形空腔内，在外壳支架1上设有出料口连接物料出料斗3，出料口的高度与成型缸限位支撑板13的顶面高度相对应；成型缸6的底部设有带动其水平转动和垂直移动的驱动机构；沿限位支撑板的顶面设置有刮料辊7。喷头机构8包括滑动安装于滑杆82上的喷头84，喷头84与喷头机构电机81间连接有传动带83。

驱动机构包括由丝杠电机9带动的丝杠10，移动支架11与丝杠10配合连接，在移动支架11顶部安装有旋转电机12，旋转电机12的输出轴上安装有成型缸6。成型缸6与移动支架11的顶面间设有支撑用滚珠。

在外壳支架1内设有滑槽4，刮料辊7安装于滑槽4内，刮料辊7连接有带动其滚动的电机。入料斗2为内腔截面自上而下渐缩的入料斗2。刮料辊7连接有带动其移动的刮料辊7电机。

工作过程中，原料自入料斗2落下，成型缸6被带动，与成型缸限位支撑板13间形成空腔，原料落入空腔内，刮料辊7刮去多余材料，空腔表面被抹平，喷头84按程序规划沿指定路线移动，移动过程中，高温熔覆周围途径材料，材料凝固形成单层的固态，完成一个完整的工作循环，之后成型缸6再次被带动向下，开始下一个工作循环，加工下一层材料。所加工件周围的原料形成支撑。

本实施例中，喷头84为FDM喷头，工作过程中，在不断位移的过程中FDM喷头在不断挤出丝材，完成一层物料的成型，然后塑料粉末自入料斗2落下，成型缸6被带动，与成型缸限位支撑板13间形成空腔，原料落入空腔内，刮料辊7刮去多余材料，空腔表面被抹平，完成一个完整的工作循环，之后成型缸6再次被带动向下，开始下一个工作循环。所加工件周围的由塑料粉末形成支撑如图6所示。图2中拆去了部分成型缸限位支撑板。

实施例2：所述喷头84为陶瓷打印喷头，配套的对应位置安装有光敏固化灯。陶瓷粉末自入料斗2落下，成型缸6被带动，与成型缸限位支撑板13间形成空腔，原料落入空腔内，刮料辊7刮去多余材料，空腔表面被抹平，喷头84按程序规划沿指定路线移动，移动过程中，喷射光敏树脂使其与陶瓷粉末粘接，然后固化灯打开使树脂与陶瓷粉末固化在一起，树脂凝固形成单层的固态，完成一个完整的工作循环，之后成型缸6再次被带动向下，开始下一个工作循环，加工下一层材料。

最后需说明的是，以上者仅系本实用新型部分实施例，并非用以限制本发明，依据本实用新型的结构及特征，稍加变化修饰而成者，亦应包括在本实用新型范围之内。

Claims (9)

1.一种柱坐标熔覆式3D打印机，外壳支架上方安装入料斗，其特征在于：成型缸（6）安装于外壳支架（1）内，在所述成型缸（6）上方安装有使喷头沿单一坐标方向移动的喷头机构（8），所述3D打印机内还设有成型缸限位支撑板（13），所述成型缸限位支撑板（13）内构成圆柱形空腔，所述成型缸（6）嵌套安装于所述圆柱形空腔内，在所述外壳支架（1）上设有出料口连接物料出料斗（3），所述出料口的高度与所述限位支撑板的顶面高度相对应；所述成型缸（6）的底部设有带动其水平转动和垂直移动的驱动机构；沿所述成型缸限位支撑板（13）的顶面设置有刮料辊（7）。

2.如权利要求1所述的柱坐标熔覆式3D打印机，其特征在于：所述喷头机构（8）包括滑动安装于滑杆（82）上的喷头（84），所述喷头（84）与喷头机构电机（81）间连接有传动带（83）。

3.如权利要求2所述的柱坐标熔覆式3D打印机，其特征在于：所述喷头（84）为FDM喷头，FDM喷头内填装丝材，配套的原料为塑料粉末。

4.如权利要求2所述的柱坐标熔覆式3D打印机，其特征在于：所述喷头（84）为陶瓷打印喷头，喷射材料为光敏树脂，配套的对应位置安装有固化灯，配套的原料由陶瓷粉末制成。

5.如权利要求1所述的柱坐标熔覆式3D打印机，其特征在于：所述驱动机构包括由丝杠电机（9）带动的丝杠（10），移动支架（11）与所述丝杠（10）配合连接，在移动支架（11）顶部安装有旋转电机（12），所述旋转电机（12）的输出轴上安装有所述成型缸（6）。

6.如权利要求5所述的柱坐标熔覆式3D打印机，其特征在于：所述成型缸（6）与所述移动支架（11）的顶面间设有支撑用滚珠。

7.如权利要求1所述的柱坐标熔覆式3D打印机，其特征在于：在外壳支架（1）内设有滑槽（4），所述刮料辊（7）安装于所述滑槽（4）内，所述刮料辊（7）连接有带动其滚动的电机。

8.如权利要求1所述的柱坐标熔覆式3D打印机，其特征在于：所述入料斗（2）为内腔截面自上而下渐缩的入料斗（2）。

9.如权利要求1所述的柱坐标熔覆式3D打印机，其特征在于：所述刮料辊（7）连接有带动其移动的刮料辊电机。