CN206856021U - 一种龙门式连续打印3d打印机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及增材制造设备技术领域，提供了一种龙门式连续打印3D打印机，包括机架，机架上设有送丝装置和挤出装置，机架为龙门式结构，机架的下部内侧设有打印平台，机架的两侧对称设有用于夹持打印平台的打印平台夹持装置，机架的两侧对应设有用于驱动打印平台夹持装置升降的打印平台升降驱动装置，3D打印机主机的一侧设有操作台。本实用新型提供的龙门式连续打印3D打印机，能够连续不间断打印工作，提高了打印效率，降低了生产升本，有利于该龙门式连续打印3D打印机的推广和应用。

Description

一种龙门式连续打印3D打印机

技术领域

本发明涉及增材制造设备技术领域，尤其涉及一种龙门式连续打印3D打印机。

背景技术

3D打印即是增材制造技术的俗称，被称为“具有工业革命意义的制造技术”。3D打印技术可应用于多个学科领域，在航空航天、军工、汽车、家电、生物医学等领域均得到了一定的应用，发展前景广阔。

FDM(Fused Deposition Modeling，熔融沉积快速成型技术)是目前应用最多的一种3D打印技术。采用FDM技术的3D打印机使用线形耗材，将其熔融后在工作平台上沉积成型，该种3D打印机结构相对简单，制造、使用和维护成本都较低，材料成本也不高，因此，该种3D打印机的应用领域最广，推广也最快。

因该类型3D打印机的工作原理所限，所打印的产品(即工件)均粘结在工作平台上，打印完成后，需要人工直接将工件取下，而且在取件过程中3D打印机均处于停机状态，待取件完成后，再重新启动3D打印机进行下一轮打印工作，如此3D打印机无法实现连续打印工作，使其本就不高的工作效率更加低下，增加了打印成本，降低了该类型3D打印产品的市场竞争力，也不利于该类型3D打印机的推广和应用。

发明内容

本发明的目的在于提供一种龙门式连续打印3D打印机，旨在解决现有的FDM型3D打印机因无法实现连续不间断打印工作，造成的打印效率低，生产升本高的问题。

本发明是这样实现的，一种龙门式连续打印3D打印机，包括机架，所述机架上设有送丝装置和挤出装置，所述机架为龙门式结构，所述机架的下部内侧设有打印平台，所述机架的两侧对称设有用于夹持所述打印平台的打印平台夹持装置，所述机架的两侧对应设有用于驱动所述打印平台夹持装置升降的打印 平台升降驱动装置；

所述3D打印机主机的一侧设有操作台，所述操作台上设有人机交互界面，所述人机交互界面电联接中央控制单元，所述中央控制单元分别与所述送丝装置的动力单元、所述挤出装置的动力单元、所述打印平台夹持装置的控制单元以及所述打印平台升降驱动装置的动力单元电联接。

作为一种改进的方案，所述打印平台夹持装置包括电磁夹钳，所述电磁夹钳包括用于夹持所述打印平台的上夹钳和下夹钳，所述下夹钳与所述打印平台升降驱动装置传动连接，所述下夹钳上设有电磁铁，所述上夹钳上对应所述电磁铁的位置设有磁吸介质，所述电磁铁的控制电路上设有控制开关，所述控制开关的信号输入端与所述中央控制单元电联接；

所述上夹钳和所述下夹钳通过导柱滑动连接，所述导柱的上端设有限位块，所述上夹钳的上面顶靠在所述限位块的下面；

所述导柱上套设有压缩弹簧，所述压缩弹簧的上端顶靠在所述上夹钳的下面，所述压缩弹簧的下端顶靠在所述下夹钳的上面。

作为一种改进的方案，所述下夹钳的夹持部上设有定位销，所述定位销的上端设有圆角；

所述打印平台上对应所述定位销的位置设有定位轴套，所述定位销与所述定位套可滑动套接，所述定位套的下端内孔开口处设有弧形扩口部。

作为一种改进的方案，所述上夹钳和所述下夹钳的夹持部处均设有弹性防滑垫。

作为一种改进的方案，所述打印平台的下面设有网状的加热电阻丝，所述下夹钳的夹持部处设有电源通路触点，所述加热电阻丝的两端设有与所述电源通路触点对应设置的接电触片。

作为一种改进的方案，所述打印平台升降驱动装置包括螺杆，所述螺杆的上端转动设置于所述机架上，所述螺杆穿过所述下夹钳并与之螺纹传动连接，所述螺杆的下端传动连接有升降驱动电机，所述升降驱动电机固定于所述机架上，所述升降驱动电机与所述中央控制单元电联接；

所述机架上位于所述下夹钳的两侧分别设有沿竖向延伸的滚珠直线导轨，两个所述直线导轨的滑块分别固定于所述下夹钳的两侧。

作为一种改进的方案，所述机架的底部四角处对称设有调节地脚。

本发明提供的龙门式连续打印3D打印机，由于其将机架设置成龙门式结构，并使用对称设置于机架的两侧的打印平台夹持装置夹持打印平台，并在机架的两侧对称设有两个用于驱动打印平台夹持装置升降的打印平台升降驱动装置，当进行打印作业时，打印平台夹持装置将位于打印工位的打印平台定位夹持，然后由打印平台驱动装置驱动至打印原点，而后进行打印作业，当打印作业完成后，在打印平台驱动装置的驱动下，打印平台降至打印工位，然后打印平台夹持装置将打印平台松开，而后由工作人员将打印平台取下，并更换上新的打印平台，以继续进行打印作业，从而实现3D打印机的连续不间断打印工作，提高打印效率，降低生产升本；

在3D打印机主机的一侧设置操作台，则便于工作人员对相关参数进行设置及修正，提高了该龙门式连续打印3D打印机的操作便利性。

本发明提供的龙门式连续打印3D打印机，能够连续不间断打印工作，提高了打印效率，降低了生产升本，有利于该龙门式连续打印3D打印机的推广和应用。

附图说明

图1是本发明实施例提供的龙门式连续打印3D打印机的结构示意图；

图2是本发明实施例提供的龙门式连续打印3D打印机电联接线框图；

图3是本发明实施例提供的电磁夹钳的结构示意图；

图4是本发明实施例提供的定位套的结构示意剖视图；

图5是本发明实施例提供的打印平台和加热电阻丝的安装结构示意图；

其中：1-机架，2-操作台，21-人机交互界面，22-中央控制单元，3-送丝装置，31-送丝机，4-挤出装置，41-纵向导向杆驱动电机，42-横向导杆驱动电机，5-打印平台，51-定位套，511-弧形扩口部，6-电磁夹钳，61-上夹钳，62-下夹钳，621-定位销，622-电源通路触点，63-电磁铁，64-控制开关，65-导柱，66-限位块，67-压缩弹簧，68-防滑垫，7-打印平台升降驱动装置，71-螺杆，72-升降驱动电机，73-滚珠直线导轨，8-加热电阻丝，81-接电触片，9-调节地脚。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本发明提供的龙门式连续打印3D打印机，包括机架，机架上设有送丝装置和挤出装置，该机架为龙门式结构，机架的下部内侧设有打印平台，机架的两侧对称设有用于夹持打印平台的打印平台夹持装置，机架的两侧对应设有用于驱动打印平台夹持装置升降的打印平台升降驱动装置；

3D打印机主机的一侧设有操作台，操作台上设有人机交互界面，人机交互界面电联接中央控制单元，中央控制单元分别与送丝装置的动力单元、挤出装置的动力单元、打印平台夹持装置的控制单元以及打印平台升降驱动装置的动力单元电联接。

图1和图2共同示出了本发明实施例提供的龙门式连续打印3D打印机的结构示意图，为了便于说明，本图仅提供与本发明有关的结构部分。

龙门式连续打印3D打印机，包括机架1，机架1的一侧设有操作台2，操作台2上设有人机交互界面21，人机交互界面21电联接中央控制单元22，机架1上设有送丝装置3和挤出装置4，送丝装置3包括固定设置于机架1外侧的送丝机31和转动设置于机架1外侧的送丝辊，送丝辊位于送丝机的正下方,可确保送丝顺畅、稳定，提高产品的打印质量；

挤出装置4包括用于熔融和挤出耗材的挤出机，挤出机上滑动穿设有垂直设置的纵向驱动杆和横向驱动杆，挤出机与纵向驱动杆以及横向驱动杆通过直线轴承滑动连接；

纵向驱动杆的两端分别固定设有纵向驱动块，两个纵向驱动块内均穿设有纵向导向杆，纵向导向杆的两端分别转动设置于机架1内壁上，两根纵向导向杆平行设置；

横向驱动杆的两端分别固定设有横向驱动块，两个横向驱动块内均穿设有横向导向杆，横向导向杆的两端分别转动设置于机架1内壁上，两根横向导向杆平行设置；

两根纵向导向杆相对应的两端分别通过横向传动同步带传动连接，两个横向驱动块分别与两根横向传动同步带对应固定连接，机架1内设有用于驱动纵 向导向杆转动的纵向导向杆驱动电机41，纵向导向杆驱动电机41与中央控制单元22电联接，工作时，在中央控制单元22的控制下，纵向导向杆驱动电机41驱动纵向导向杆转动，从而带动固定在横向传动同步带上的横向驱动块横向移动，继而驱动挤出机横向移动；

两根横向导向杆相对应的两端分别通过纵向传动同步带传动连接，两个纵向驱动块分别与两根纵向传动同步带对应固定连接，机架1内设有用于驱动横向导向杆转动的横向导向杆驱动电机42，横向导向杆驱动电机42与中央控制单元22电联接，工作时，在中央控制单元22的控制下，横向导向杆驱动电机42驱动横向导向杆转动，从而带动固定在纵向传动同步带上的纵向驱动块纵向移动，继而驱动挤出机纵向移动。

采用此种驱动、导向结构后，可确保挤出机在横向和纵向方向内的移动精度和稳定性，从而提高产品的打印精度。

机架1为龙门式结构，机架1的下部内侧设有打印平台5，机架1的两侧对称设有用于夹持打印平台5的打印平台夹持装置，打印平台夹持装置包括电磁夹钳6，如图3所示，电磁夹钳6包括用于夹持打印平台5的上夹钳61和下夹钳62，下夹钳62与打印平台升降驱动装置传动连接，下夹钳62上设有电磁铁63，上夹钳61上对应电磁铁63的位置设有磁吸介质，电磁铁63的控制电路上设有控制开关64，控制开关64的信号输入端与中央控制单元22电联接，上夹钳61和下夹钳62通过导柱65滑动连接，导柱65的上端设有限位块66，上夹钳61的上面顶靠在限位块66的下面；导柱65上套设有压缩弹簧67，压缩弹簧67的上端顶靠在上夹钳61的下面，压缩弹簧67的下端顶靠在下夹钳62的上面；

机架1的两侧对应设有用于驱动打印平台夹持装置升降的打印平台升降驱动装置7,打印平台升降驱动装置7包括螺杆71，螺杆71的上端转动设置于机架1上，螺杆71穿过下夹钳62并与之螺纹传动连接，螺杆71的下端传动连接有升降驱动电机72，升降驱动电机72固定于机架1上，升降驱动电机72与中央控制单元22电联接；

机架1上位于下夹钳62的两侧分别设有沿竖向延伸的滚珠直线导轨73，两个滚珠直线导轨73的滑块分别固定于下夹钳62的两侧。

当进行打印作业时，在中央控制单元22的控制下，升降驱动电机72启动， 下夹钳62在螺杆71的驱动下向上移动，使其夹持部的上面顶靠在位于打印工位的打印平台5的下面，而后升降驱动电机72关闭，然后，控制开关64闭合，控制电磁夹钳6通电，使得上夹钳61在电磁铁63的磁吸作用下沿导柱65向下移动，从而将打印平台5夹紧固定，然后升降驱动电机72再次启动，带动螺杆71旋转，从而使电磁夹钳6和打印平台5的结合体沿滚珠直线导轨73向上移动至打印原点进行打印作业，打印过程中，升降驱动电机72驱动螺杆71带动打印平台5沿滚珠直线导轨73逐步下移，当打印作业完成后，升降驱动电机72驱动螺杆71带动打印平台5沿滚珠直线导轨73快速下降至打印工位，而后电磁夹钳6断电，将打印平台5松开，而后由工作人员将打印平台5取下，并更换新的打印平台5，准备进行下一次打印作业，因此，在工位人员取件的过程中，该龙门式连续打印3D打印机则继续进行打印作业，从而提高了打印效率；

在下夹钳62的夹持部上设有定位销621，定位销621的上端设有圆角；打印平台5上对应定位销621的位置设有定位轴套51，定位销621与定位套51可滑动套接，如图4所示，定位套51的下端内孔开口处设有弧形扩口部511；采用定位销621与定位套51的定位结构后，可使打印平台5被电磁夹钳6定位夹持，防止其在打印作业的过程中产生晃动或侧滑，确保打印质量，而在定位销621的上端设置圆角，在定位套51的下端内孔开口处设置的弧形阔口部511则可使得定位销621的下端能够沿弧形阔口部621的弧面滑入定位套51的内孔，从而实现定位销621和定位套51之间快速校正定位，确保定位效果，提高定位销率。

在上夹钳61和下夹钳62的夹持部处均设有弹性防滑垫68，则可进一步加强电磁夹钳6的加持稳定性，确保打印平台5在打印作业的过程中的平稳固定。

如图5所示，在打印平台5的下面设有网状的加热电阻丝8，下夹钳62的夹持部处设有电源通路触点622，加热电阻丝的8两端分别设有与两个电源通路触点622对应设置的接电触片81；当打印平台5到达打印工位后，两个下夹钳62向上移动使其夹持部的上面顶靠在打印平台5的下面的同时，两个电源通路触点622即分别与与之对应的接电触片81顶靠在一起，形成电源通路，使得加热电阻丝5对打印平台5进行加热，当打印平台5到达打印原点时，打印平台5的打印面即达到设定温度，提高耗材的粘结性能，防止翘边，确保打印质量； 当打印工作完成，打印平台5回落至打印工位，电磁夹钳6将打印平台5松开时，电源通路触点622即与接电触片81脱离接触，使加热电阻丝5的电路断路，停止对打印平台5进行加热。

在机架1的底部对称设有调节地脚9，则可便于机架1的安装和调整。

本发明提供的龙门式连续打印3D打印机，能够连续不间断打印工作，提高了打印效率，降低了生产升本，有利于该龙门式连续打印3D打印机的推广和应用。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种龙门式连续打印3D打印机，包括机架，所述机架上设有送丝装置和挤出装置，其特征在于:所述机架为龙门式结构，所述机架的下部内侧设有打印平台，所述机架的两侧对称设有用于夹持所述打印平台的打印平台夹持装置，所述机架的两侧对应设有用于驱动所述打印平台夹持装置升降的打印平台升降驱动装置；

所述3D打印机主机的一侧设有操作台，所述操作台上设有人机交互界面，所述人机交互界面电联接中央控制单元，所述中央控制单元分别与所述送丝装置的动力单元、所述挤出装置的动力单元、所述打印平台夹持装置的控制单元以及所述打印平台升降驱动装置的动力单元电联接。

2.如权利要求1所述的龙门式连续打印3D打印机，其特征在于:所述打印平台夹持装置包括电磁夹钳，所述电磁夹钳包括用于夹持所述打印平台的上夹钳和下夹钳，所述下夹钳与所述打印平台升降驱动装置传动连接，所述下夹钳上设有电磁铁，所述上夹钳上对应所述电磁铁的位置设有磁吸介质，所述电磁铁的控制电路上设有控制开关，所述控制开关的信号输入端与所述中央控制单元电联接；

所述上夹钳和所述下夹钳通过导柱滑动连接，所述导柱的上端设有限位块，所述上夹钳的上面顶靠在所述限位块的下面；

所述导柱上套设有压缩弹簧，所述压缩弹簧的上端顶靠在所述上夹钳的下面，所述压缩弹簧的下端顶靠在所述下夹钳的上面。

3.如权利要求2所述的龙门式连续打印3D打印机，其特征在于:所述下夹钳的夹持部上设有定位销，所述定位销的上端设有圆角；

所述打印平台上对应所述定位销的位置设有定位轴套，所述定位销与所述定位套可滑动套接，所述定位套的下端内孔开口处设有弧形扩口部。

4.如权利要求3所述的龙门式连续打印3D打印机，其特征在于:所述上夹钳和所述下夹钳的夹持部处均设有弹性防滑垫。

5.如权利要求4所述的龙门式连续打印3D打印机，其特征在于:所述打印平台的下面设有网状的加热电阻丝，所述下夹钳的夹持部处设有电源通路触点，所述加热电阻丝的两端设有与所述电源通路触点对应设置的接电触片。

6.如权利要求2至5任一项所述的龙门式连续打印3D打印机，其特征在于:所述打印平台升降驱动装置包括螺杆，所述螺杆的上端转动设置于所述机架上，所述螺杆穿过所述下夹钳并与之螺纹传动连接，所述螺杆的下端传动连接有升降驱动电机，所述升降驱动电机固定于所述机架上，所述升降驱动电机与所述中央控制单元电联接；

所述机架上位于所述下夹钳的两侧分别设有沿竖向延伸的滚珠直线导轨，两个所述直线导轨的滑块分别固定于所述下夹钳的两侧。

7.如权利要求6所述的龙门式连续打印3D打印机，其特征在于:所述机架的底部四角处对称设有调节地脚。