CN207388299U - 一种极坐标式3d打印机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种极坐标式3D打印机，包括打印头布置在打印机顶部，只沿一个方向往返移动，工作台完成旋转运动和上下升降运动。在整个打印过程中，打印头在顶部的直线运动和工作台旋转运动完成模型的每一层的成型，同时工作台从上往下运动，逐层堆叠完成模型打印。极坐标分解式运动机构的3D打印机解决了极坐标3D打印机的打印材料折断问题，解决了极坐标3D打印机只在扇形面积打印问题，充分利用了坐标式3D打印机的打印空间优势，在一定程度上提高了打印速度，同时也间接地提高了工作效率。

Description

一种极坐标式3D打印机

技术领域

本实用新型涉及3D打印装置技术领域，具体涉及一种极坐标式3D打印机。

背景技术

随着3D打印技术的快速发展和普及，应用的领域也越来越广泛，种类也很多。目前，对于桌面3D打印机，主要是坐标式3D打印机居多，大多数采用直角坐标运动机构，极坐标运动机构的很少。直角坐标式运动机构就是使打印头沿着X、Y两轴方向运动，完成一个平面上的运动，再使整个平面沿着Z轴方向运动；而极坐标式运动机构就是使打印头围绕着圆心呈θ角旋转，沿半径R移动，完成一个平面运动，再使整个平面沿着Z轴方向运动。对于极坐标3D打印机，常出现的一个问题，打印头在旋转的过程中，打印材料也会发生旋转扭曲造成折断，因此大多数极坐标3D打印机只旋转一定的角度，打印空间只是一个扇形面积中的一部分，无法完全发挥坐标式3D打印空间的优势，并且还大大降低了打印速度。

由此可见，现有技术还存在一定缺陷。

实用新型内容

有鉴于此，为了解决现有技术中的问题，本实用新型提出一种极坐标式3D 打印机。

本实用新型通过以下技术手段解决上述问题：

一种极坐标式3D打印机,包括：机架、移动平台、旋转台；

所述机架包括上端基座、下端基座；

所述上端基座由顶板、上端外环和4个均匀分布于顶板的角板构成，顶板与四个角板通过螺栓螺母固定，上端外环与四个角板通过焊接固定；

所述下端基座由底板、下端外环和4个均匀分布于顶板的角板构成，底板与四个角板通过螺栓螺母固定，下端外环与四个角板通过焊接固定；

所述顶板、底板、两根光轴和四个导向轴支座构成打印机的骨架，光轴上端有一个凸台，与顶板连接，通过导向轴支座固定，导向轴支座上自带两个顶紧螺钉，可以将光轴顶紧；

所述光轴与底板通过导向轴支座固定连接；

升降支架、两根光轴、丝杠步进电机、两个法兰直线轴承、T型丝杆螺母构成升降台，两根法兰直线轴承和T型丝杆螺母通过螺钉固定在升降支架上，两个法兰直线轴承分别套设在两根光轴上，使升降支架只能上下运动，T型丝杆螺母连接在丝杠步进电机，由丝杠步进电机提供动力，使升降支架上下运动，丝杠步进电机通过螺钉固定在底板上；

所述移动平台包括第一步进电机及其支架、带轮、同步带、从动轮、电机基座、夹板、左基座、横梁、右基座、挤塑机、打印头；

所述左基座、右基座通过螺钉固定在顶板上；

所述第一步进电机及其支架、带轮、同步带、从动轮构成带传动机构，

所述电机基座与夹板将同步带夹紧，由左基座、横梁、右基座通过螺钉固定，构成移动台机座；

所述挤塑机、电机基座和打印头通过螺钉和螺纹构成近程挤塑打印头；

所述电机基座通过螺钉固定在滑块上，滑块在直线导轨上滑动，因此第一步进电机及其支架带动打印头在直线导轨上移动；

所述旋转台设于升降支架上；

所述旋转台包括工作台、螺钉、弹簧、微调支撑架、主轴、孔用挡圈、轴桶、两个轴承、垫圈、轴用挡圈、第二步进电机；

所述工作台、四个螺钉、四个弹簧和微调支撑架构成微调平台，四个螺钉和四个弹簧均匀分布于微调支撑架，微调支撑架通过螺钉固定在主轴顶端上；

所述主轴、孔用挡圈、轴桶、两个轴承、垫圈、轴用挡圈、两个锁紧螺钉及第二步进电机构成旋转主轴，第二步进电机和主轴连接，轴承通过轴用挡圈套设在主轴上，上面的轴承通过孔用挡圈套设在主轴和轴桶上，通过螺钉将轴桶和垫圈固定在升降支架。

进一步的，极坐标式3D打印机还包括有显示屏固定面板，显示屏固定面板固定在下端外环。

进一步的，极坐标式3D打印机还包括有两个线性开关，两个线性开关位于底板上，靠近光轴，但不接触。

进一步的，所述旋转台还包括有垫圈，垫圈起到垫片作用，方便第二步进电机的固定。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果如下：

本实用新型是将打印头布置在打印机顶部，只沿一个方向往返移动，工作台完成旋转运动和上下升降运动。在整个打印过程中，打印头在顶部的直线运动和工作台旋转运动完成模型的每一层的成型，同时工作台从上往下运动，逐层堆叠完成模型打印。极坐标分解式运动机构的3D打印机解决了极坐标3D打印机的打印材料折断问题，解决了极坐标3D打印机只在扇形面积打印问题，充分利用了坐标式3D打印机的打印空间优势，在一定程度上提高了打印速度，同时也间接地提高了工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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是本实用新型的整体结构示意图；

图2是本实用新型的机架结构示意图；

图3是本实用新型的机架结构剖视图；

图4是本实用新型的移动平台结构示意图；

图5是本实用新型的旋转台的结构示意图；

图6是本实用新型的旋转台的剖视线B-B示意图；

图7是本实用新型的旋转台的结构B-B剖视图。

附图标记说明：

1、机架；101、顶板；102、上端外环；103、光轴；104、法兰直线轴承； 105、升降支架；106、丝杠步进电机；107、T型丝杆螺母；108、线性开关；109、底板；110、下端外环；111、显示屏固定面板；112角板、；113、导向轴支座；

2、移动平台；201、第一步进电机；202、带轮；203、左基座；204、同步带；205、挤塑机；206、电机基座；208、右基座；209、从动轮；211、横梁； 212、直线导轨；213、打印头；214、滑块；215、夹板；

3、旋转台；301、工作台；302、第二步进电机；303、螺钉；304、弹簧； 305、微调支撑架；306、主轴；307、孔用挡圈；308、轴桶；309、轴承；310、垫圈；311、轴用挡圈；312、锁紧螺钉。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面将结合附图和具体的实施例对本实用新型的技术方案进行详细说明。需要指出的是，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。

需要说明，本实用新型实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。另外，在本实用新型中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

实施例

如图1-7所示，一种极坐标式3D打印机的整体外形呈圆柱型，整个结构包括三部分，机架1、移动平台2和旋转台3。

所述机架1包括上端基座、下端基座；

所述上端基座由顶板101、上端外环102和4个均匀分布于顶板101的角板 112构成，顶板101与四个角板112通过螺栓螺母固定，上端外环102与四个角板112通过焊接固定；

所述下端基座由底板109、下端外环110和4个均匀分布于顶板101的角板112构成，底板109与四个角板112通过螺栓螺母固定，下端外环110与四个角板112通过焊接固定；

所述顶板101、底板109、两根光轴103和四个导向轴支座113构成打印机的骨架，光轴103上端有一个凸台，与顶板101连接，通过导向轴支座113固定，导向轴支座113上自带两个顶紧螺钉303，可以将光轴103顶紧；

所述光轴103与底板109通过导向轴支座113固定连接；

升降支架105、两根光轴103、丝杠步进电机106、两个法兰直线轴承 309104、T型丝杆螺母107构成升降台，两根法兰直线轴承104和T型丝杆螺母107通过螺钉303固定在升降支架105上，两个法兰直线轴承104分别套设在两根光轴103上，使升降支架105只能上下运动，T型丝杆螺母107连接在丝杠步进电机106，由丝杠步进电机106提供动力，使升降支架105上下运动，丝杠步进电机106通过螺钉303固定在底板109上；

所述移动平台2包括第一步进电机201及其支架、带轮202、同步带204、从动轮209、电机基座206、夹板215、左基座203、横梁211、右基座208、挤塑机205、打印头213；

所述左基座203、右基座208通过螺钉303固定在顶板101上；

所述第一步进电机201及其支架、带轮202、同步带204、从动轮209构成带传动机构，

所述电机基座206与夹板215将同步带204夹紧，由左基座203、横梁211、右基座208通过螺钉303固定，构成移动台机座；

所述挤塑机205、电机基座206和打印头213通过螺钉303和螺纹构成近程挤塑打印头213；

所述电机基座206通过螺钉303固定在滑块214上，滑块214在直线导轨212上滑动，因此第一步进电机201及其支架带动打印头213在直线导轨212上移动；

所述旋转台3设于升降支架105上；

所述旋转台3包括工作台301、螺钉303、弹簧304、微调支撑架305、主轴306、孔用挡圈307、轴桶308、两个轴承309、垫圈310、轴用挡圈311、第二步进电机302；

所述工作台301、四个螺钉303、四个弹簧304和微调支撑架305构成微调平台，四个螺钉303和四个弹簧304均匀分布于微调支撑架305，微调支撑架 305通过螺钉303固定在主轴306顶端上；

所述主轴306、孔用挡圈307、轴桶308、两个轴承309、垫圈310、轴用挡圈311、两个锁紧螺钉312及第二步进电机302构成旋转主轴306，第二步进电机302和主轴306连接，轴承309通过轴用挡圈311套设在主轴306上，上面的轴承309通过孔用挡圈307套设在主轴306和轴桶308上，通过螺钉303将轴桶308和垫圈310固定在升降支架105。

将打印头213布置在打印机顶部，只沿一个方向往返移动，工作台301完成旋转运动和上下升降运动。在整个打印过程中，打印头213在顶部的直线运动和工作台301旋转运动完成模型的每一层的成型，同时工作台301从上往下运动，逐层堆叠完成模型打印。极坐标分解式运动机构的3D打印机解决了极坐标3D打印机的打印材料折断问题，解决了极坐标3D打印机只在扇形面积打印问题，充分利用了坐标式3D打印机的打印空间优势，在一定程度上提高了打印速度，同时也间接地提高了工作效率。

作为优选方案的，极坐标式3D打印机还包括有显示屏固定面板111，显示屏固定面板111固定在下端外环110。

作为优选方案的，极坐标式3D打印机还包括有两个线性开关108，两个线性开关108位于底板109上，靠近光轴103，但不接触。

作为优选方案的，所述旋转台3还包括有垫圈310，垫圈310起到垫片作用，方便第二步进电机302的固定。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (4)

1.一种极坐标式3D打印机,其特征在于，包括：机架、移动平台、旋转台；

所述机架包括上端基座、下端基座；

所述上端基座由顶板、上端外环和4个均匀分布于顶板的角板构成，顶板与四个角板通过螺栓螺母固定，上端外环与四个角板通过焊接固定；

所述下端基座由底板、下端外环和4个均匀分布于顶板的角板构成，底板与四个角板通过螺栓螺母固定，下端外环与四个角板通过焊接固定；

所述顶板、底板、两根光轴和四个导向轴支座构成打印机的骨架，光轴上端有一个凸台，与顶板连接，通过导向轴支座固定，导向轴支座上自带两个顶紧螺钉，可以将光轴顶紧；

所述光轴与底板通过导向轴支座固定连接；

升降支架、两根光轴、丝杠步进电机、两个法兰直线轴承、T型丝杆螺母构成升降台，两根法兰直线轴承和T型丝杆螺母通过螺钉固定在升降支架上，两个法兰直线轴承分别套设在两根光轴上，使升降支架只能上下运动，T型丝杆螺母连接在丝杠步进电机，由丝杠步进电机提供动力，使升降支架上下运动，丝杠步进电机通过螺钉固定在底板上；

所述移动平台包括第一步进电机及其支架、带轮、同步带、从动轮、电机基座、夹板、左基座、横梁、右基座、挤塑机、打印头；

所述左基座、右基座通过螺钉固定在顶板上；

所述第一步进电机及其支架、带轮、同步带、从动轮构成带传动机构，

所述电机基座与夹板将同步带夹紧，由左基座、横梁、右基座通过螺钉固定，构成移动台机座；

所述挤塑机、电机基座和打印头通过螺钉和螺纹构成近程挤塑打印头；

所述电机基座通过螺钉固定在滑块上，滑块在直线导轨上滑动，因此第一步进电机及其支架带动打印头在直线导轨上移动；

所述旋转台设于升降支架上；

所述旋转台包括工作台、螺钉、弹簧、微调支撑架、主轴、孔用挡圈、轴桶、两个轴承、垫圈、轴用挡圈、第二步进电机；

所述工作台、四个螺钉、四个弹簧和微调支撑架构成微调平台，四个螺钉和四个弹簧均匀分布于微调支撑架，微调支撑架通过螺钉固定在主轴顶端上；

所述主轴、孔用挡圈、轴桶、两个轴承、垫圈、轴用挡圈、两个锁紧螺钉及第二步进电机构成旋转主轴，第二步进电机和主轴连接，轴承通过轴用挡圈套设在主轴上，上面的轴承通过孔用挡圈套设在主轴和轴桶上，通过螺钉将轴桶和垫圈固定在升降支架。

2.根据权利要求1所述的极坐标式3D打印机,其特征在于，极坐标式3D打印机还包括有显示屏固定面板，显示屏固定面板固定在下端外环。

3.根据权利要求1所述的极坐标式3D打印机,特征在于，极坐标式3D打印机还包括有两个线性开关，两个线性开关位于底板上，靠近光轴，但不接触。

4.根据权利要求1所述的极坐标式3D打印机,其特征在于，所述旋转台还包括有垫圈，垫圈起到垫片作用，方便第二步进电机的固定。