CN207028196U - 3d打印装置及3d打印设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种3D打印装置及3D打印设备，涉及3D打印装置技术领域。该3D打印装置包括打印头、打印台、X轴滚珠传动组件、Y轴滚珠传动组件及Z轴滚珠传动组件；Y轴滚珠传动组件用于使打印头在Y轴方向上移动；X轴滚珠传动组件用于使打印头在X轴方向上移动；Z轴滚珠传动组件用于使打印台在Z轴方向上移动。本实用新型的3D打印装置，通过X轴滚珠传动组件和Y轴滚珠传动组件分别使打印头在X方向和Y方向移动，能够稳定地控制打印头在水平方向上的移动距离，通过Z轴滚珠传动组件使打印台在Z轴方向移动，能够稳定地控制打印层高，本3D打印装置工作稳定，所打印出的打印物的表面光滑，精度误差小，具有进行推广应用的价值。

Description

3D打印装置及3D打印设备

技术领域

本实用新型涉及3D打印装置技术领域，特别是涉及一种3D打印装置及3D打印设备。

背景技术

3D打印机的结构稳定性，直接决定打印模型的质量。目前的3D打印机，存在结构不稳定、无法控制稳定的打印层高和打印时打印头水平方向位移距离的问题，直接体现为所打印的模型的表面不光滑、精度误差较大。

目前，亟需一种打印稳定、平整，打印精度高的3D打印装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种3D打印装置及3D打印设备，以解决现有技术中存在的3D打印机打印不稳定的技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：

本实用新型提供的一种3D打印装置，包括打印头、打印台、X轴滚珠传动组件、Y轴滚珠传动组件及Z轴滚珠传动组件；

所述Y轴滚珠传动组件用于使所述打印头在Y轴方向上移动；

所述X轴滚珠传动组件用于使所述打印头在X轴方向上移动；

所述Z轴滚珠传动组件用于使所述打印台在Z轴方向上移动。

进一步地，所述Y轴滚珠传动组件包括Y轴滚珠导轨、Y轴传动带及Y轴电机；

所述打印头活动设置在所述Y轴滚珠导轨上。

进一步地，所述X轴滚珠传动组件包括X轴滚珠导轨、X轴传动带及X轴电机；

所述X轴滚珠导轨垂直于所述Y轴滚珠导轨；

所述Y轴滚珠导轨活动设置在所述X轴滚珠导轨上。

进一步地，所述Z轴滚珠传动组件包括Z轴滚珠丝杆、Z轴滑座及Z轴电机；

所述Z轴滚珠丝杆垂直于所述X轴滚珠导轨，且所述Z轴滚珠丝杆垂直于所述Y轴滚珠导轨；

所述Z轴滚珠丝杆贯穿所述Z轴滑座；

所述Z轴滚珠丝杆用于带动所述Z轴滑座在所述Z轴滚珠丝杆上移动。

进一步地，所述打印台设置在所述Z轴滑座上。

进一步地，还包括Z轴光杠；

所述Z轴光杠平行于所述Z轴滚珠丝杆；

所述Z轴光杠贯穿所述Z轴滑座。

进一步地，所述Z轴光杠的数量为2个；

2个所述Z轴光杠与所述Z轴滚珠丝杆对齐设置在同一条直线上。

进一步地，还包括挤丝电机；

所述挤丝电机用于为所述打印头提供打印所用的打印丝原料。

进一步地，还包括打印底板；

所述打印底板用于承载及转移所打印出的打印物；

所述打印底板设置在所述打印台上。

本实用新型还提供一种3D打印设备，包括打印机框架及如前述的3D打印装置；

所述X轴滚珠传动组件、所述Y轴滚珠传动组件及所述Z轴滚珠传动组件均设置在所述打印机框架上。

本实用新型提供的3D打印装置及3D打印设备，通过X轴滚珠传动组件和Y轴滚珠传动组件分别使打印头在X方向和Y方向移动，能够稳定地控制打印头在水平方向上的移动距离，通过Z轴滚珠传动组件使打印台在Z轴方向移动，能够稳定地控制打印层高，本3D打印装置工作稳定，所打印出的打印物的表面光滑，精度误差小，解决了3D打印机打印不稳定的问题，适于进行推广应用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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为本实用新型实施例一提供的一种3D打印装置的整体结构示意图；

图2为本实用新型实施例一提供的一种3D打印装置的主视结构示意图；

图3为本实用新型实施例一提供的一种3D打印装置的后视结构示意图；

图4为本实用新型实施例一提供的一种3D打印装置的俯视结构示意图；

图5为本实用新型实施例一提供的一种3D打印装置的局部结构示意图；

图6为本实用新型实施例一提供的一种3D打印装置的局部结构示意图。

附图标记：

1-打印头； 2-打印台； 3-X轴滚珠传动组件；

4-Y轴滚珠传动组件； 5-Z轴滚珠传动组件； 6-挤丝电机；

7-打印底板； 8-打印机框架； 31-X轴滚珠导轨；

32-X轴电机； 41-Y轴滚珠导轨； 42-Y轴电机；

51-Z轴滚珠丝杆； 52-Z轴滑座； 53-Z轴电机；

54-Z轴光杠。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“竖直”、“水平”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，除非另有明确的规定和限定，术语“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；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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。

实施例一：

在本实施例的可选方案中，如图1至图6所示，本实施例提供的一种3D打印装置，包括打印头1、打印台2、X轴滚珠传动组件3、Y轴滚珠传动组件4及Z轴滚珠传动组件5；Y轴滚珠传动组件4用于使打印头1在Y轴方向上移动；X轴滚珠传动组件3用于使打印头1在X轴方向上移动；Z轴滚珠传动组件5用于使打印台2在Z轴方向上移动。

在本实施例中，通过Y轴滚珠传动组件4控制打印头1在Y轴方向上移动，通过X轴滚珠传动组件3控制打印头1在X轴方向上移动，即X轴滚珠传动组件3和Y轴滚珠传动组件4配合使得打印头1在水平方向上移动；Z轴滚珠传动组件5控制打印台2在Z轴方向上移动，即控制打印台2在竖直方向上移动。

3个轴向的传动组件均采用滚珠传动，传动效率高，定位准确，能够实现精确的微进给，从而使得打印头1和打印台2的移动更加准确、平稳，打印物表面更加光滑，打印质量更好。

在本实施例的可选方案中，Y轴滚珠传动组件4包括Y轴滚珠导轨41及Y轴电机42；打印头1活动设置在Y轴滚珠导轨41上。

在本实施例中，打印头1与Y轴滚珠导轨41之间通过滚珠活动连接，打印头1可在Y轴滚珠导轨41上平稳地滑动，实际使得打印头1在Y轴滚珠导轨41上的移动由滑动动作变成滚动动作，使得传动具备高精度、可逆性、高效率及高稳定性的特点，能够更加稳定地控制打印头1在Y轴方向上的位移距离，使得打印更加稳定。

打印头1与Y轴滚珠导轨41之间的连接结构可采用凹槽与滚珠配合的结构，还可加设条状定位片，来保证相邻的滚珠之间的距离，使得打印头1的移动平稳。

在本实施例的可选方案中，X轴滚珠传动组件3包括X轴滚珠导轨31及X轴电机32；X轴滚珠导轨31垂直于Y轴滚珠导轨41；Y轴滚珠导轨41活动设置在X轴滚珠导轨31上。

在本实施例中，X轴滚珠导轨31与Y轴滚珠导轨41相互垂直；Y轴滚珠导轨41与X轴滚珠导轨31之间通过滚珠活动连接，Y轴滚珠导轨41可在X轴滚珠导轨31上平稳地滑动，实际使得Y轴滚珠导轨41在X轴滚珠导轨31上的移动由滑动动作变成滚动动作，能够更加稳定地控制Y轴滚珠导轨41在X轴方向上的位移距离，从而得以更加稳定地控制打印头1在X轴方向上的位移距离，使得打印更加稳定。

Y轴滚珠导轨41与X轴滚珠导轨31之间的连接结构同样可采用凹槽与滚珠配合的结构。

X轴电机32、Y轴电机42和传动带，采用Hbot结构，其原理为通过X轴电机32和Y轴电机42同时控制打印头1在X轴和Y轴方向移动，这两个电机同方向转动时，带动打印头1在X轴(Y轴)方向上移动，这两个电机相对反方向转动时，带动打印头1在Y轴(X轴)方向上移动。两个电机的同时协合转动，带动力比单个电机对应控制一个轴要稳定得多，且还减少了XY平台上的一个电机的重量，对打印速度的提升起到了非常重要的作用。Hbot结构为现有技术，非本实用新型的发明点所在。

在本实施例的可选方案中，Z轴滚珠传动组件5包括Z轴滚珠丝杆51、Z轴滑座52及Z轴电机53；Z轴滚珠丝杆51垂直于X轴滚珠导轨31，且Z轴滚珠丝杆51垂直于Y轴滚珠导轨41；Z轴滚珠丝杆51贯穿Z轴滑座52；Z轴滚珠丝杆51用于带动Z轴滑座52在Z轴滚珠丝杆51上移动；Z轴电机53用于带动Z轴滚珠丝杆51绕自身轴线转动。

在本实施例中，Z轴滚珠丝杆51垂直于X轴滚珠导轨31和Y轴滚珠导轨41共同所在的平面；Z轴滚珠丝杆51穿过Z轴滑座52，Z轴电机53带动Z轴滚珠丝杆51转动，使Z轴滑座52沿Z轴滚珠丝杆51的轴线方向直线移动，即Z轴滚珠丝杆51将Z轴电机53的旋转运动转换为Z轴滑座52的直线运动。

Z轴滚珠丝杆51与Z轴滑座52之间设有滚珠，滚珠做滚动运动，将Z轴滑座52在Z轴滚珠丝杆51上的移动变成滚动动作，能够更加稳定地控制Z轴滑座52在Z轴方向上的位移距离，从而得以更加稳定地控制打印层高，使得打印更加稳定。

在本实施例的可选方案中，打印台2设置在Z轴滑座52上。

在本实施例中，打印台2随Z轴滑座52一同在Z轴方向上移动，即在竖直方向上移动。

在本实施例的可选方案中，还包括Z轴光杠54；Z轴光杠54平行于Z轴滚珠丝杆51；Z轴光杠54贯穿Z轴滑座52。

在本实施例中，Z轴光杠54限制Z轴滑座52的旋转自由度，使得Z轴滚珠丝杆51转动时，Z轴滑座52沿Z轴滚珠丝杆51的轴线方向移动。

在本实施例的可选方案中，Z轴光杠54的数量为2个；2个Z轴光杠54与Z轴滚珠丝杆51对齐设置在同一条直线上。

在本实施例中，设置2个Z轴光杠54，且2个Z轴光杠54的轴线与Z轴滚珠丝杆51的轴线位于同一个平面上，能够使Z轴滑座52的直线移动更加平稳。

在本实施例的可选方案中，还包括挤丝电机6；挤丝电机6用于为打印头1提供打印所用的打印丝原料。

在本实施例中，挤丝电机6上缠绕打印丝，挤丝电机6启动时，一边从原料所在处收丝，一边为打印头1放丝，即挤丝电机6为打印头1提供稳定的打印原料供给，使得打印工作能够连续、稳定地进行。

在本实施例的可选方案中，还包括打印底板7；打印底板7用于承载及转移所打印出的打印物；打印底板7设置在打印台2上。

在本实施例中，打印底板7随打印台2一同在竖直方向上移动，打印物在打印底板7上成型，成型后，通过移动打印底板7将打印物转移出本3D打印装置。

打印底板7经清洁后可继续使用，多个打印底板7轮换使用，而不用每次打印完后都清洁打印台2，减轻了打印的整体工作量，使得打印工作更加便利。

实施例二：

在本实施例的可选方案中，本实施例提供的一种3D打印设备，包括打印机框架8及如实施例一所述的3D打印装置；X轴滚珠传动组件3、Y轴滚珠传动组件4及Z轴滚珠传动组件5均设置在打印机框架8上。

在本实施例中，X轴滚珠传动组件3水平设置在打印机框架8的顶部，X轴滚珠导轨31的数量为2个，2个X轴滚珠导轨31的两端均连接在打印机框架8的顶部；Y轴滚珠导轨41的数量为2个，2个Y轴滚珠导轨41的两端均分别活动连接在2个X轴滚珠导轨31上；Z轴滚珠丝杆51位于打印机框架8的一侧，Z轴滚珠丝杆51的两端连接在打印机框架8上；X轴电机32、Y轴电机42和Z轴电机53均设置在打印机框架8的顶部。

挤丝电机6设置在打印机框架8上。

还包括显示屏，显示屏的功能之一是用于显示打印头1的位置坐标，显示屏设置在打印机框架8一侧的底部。

本3D打印设备通电启动后，首先进行回零归位，X轴电机32和Y轴电机42共同作用，驱动打印头1移动到X轴坐标零点，再驱动打印头1移向Y轴坐标零点，Z轴电机53驱动Z轴滑座52向上移动到Z轴坐标零点；随后，打印头1开始加热，加热到设定温度后，开始逐层打印，X轴电机32和Y轴电机42共同作用驱动打印头1沿X轴和Y轴方向移动，打印完一层后，Z轴电机53驱动Z轴滑座52带动打印台2沿Z轴方向下降一个层厚的高度，如此循环，直至完成一个三维模型的立体打印。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (4)

1.一种3D打印装置，其特征在于，包括打印头、打印台、X轴滚珠传动组件、Y轴滚珠传动组件及Z轴滚珠传动组件；

所述Y轴滚珠传动组件用于使所述打印头在Y轴方向上移动；

所述X轴滚珠传动组件用于使所述打印头在X轴方向上移动；

所述Z轴滚珠传动组件用于使所述打印台在Z轴方向上移动；

并且，所述Y轴滚珠传动组件包括Y轴滚珠导轨及Y轴电机，所述打印头活动设置在所述Y轴滚珠导轨上；

所述X轴滚珠传动组件包括X轴滚珠导轨及X轴电机，所述X轴滚珠导轨垂直于所述Y轴滚珠导轨，所述Y轴滚珠导轨活动设置在所述X轴滚珠导轨上；

所述Z轴滚珠传动组件包括Z轴滚珠丝杆、Z轴滑座及Z轴电机，所述Z轴滚珠丝杆垂直于所述X轴滚珠导轨，且所述Z轴滚珠丝杆垂直于所述Y轴滚珠导轨，所述Z轴滚珠丝杆贯穿所述Z轴滑座，所述Z轴滚珠丝杆用于带动所述Z轴滑座在所述Z轴滚珠丝杆上移动；

所述打印台设置在所述Z轴滑座上；

还包括Z轴光杠，所述Z轴光杠平行于所述Z轴滚珠丝杆，所述Z轴光杠贯穿所述Z轴滑座；

所述Z轴光杠的数量为2个，2个所述Z轴光杠与所述Z轴滚珠丝杆对齐设置在同一条直线上。

2.根据权利要求1所述的3D打印装置，其特征在于，还包括挤丝电机；

所述挤丝电机用于为所述打印头提供打印所用的打印丝原料。

3.根据权利要求1所述的3D打印装置，其特征在于，还包括打印底板；

所述打印底板用于承载及转移所打印出的打印物；

所述打印底板设置在所述打印台上。

4.一种3D打印设备，其特征在于，包括打印机框架及如权利要求1至3任一项所述的3D打印装置；

所述X轴滚珠传动组件、所述Y轴滚珠传动组件及所述Z轴滚珠传动组件均设置在所述打印机框架上。