CN207388305U - 模块式变形3d打印套件 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及3D打印的技术领域，公开了模块式变形3D打印套件，包括底座、至少三个单元模组、至少三组拉杆组、挤出头以及热床，单元模组包括壳体、滑动件以及驱动装置，滑动件具有裸露于壳体外的安装端；还包括用于将一单元模组的安装端和另一单元模组的壳体之间可拆卸式固定的第一固定结构；还包括用于将拉杆组一端与安装端之间、拉杆组另一端与挤出头之间可拆卸式铰接的铰接固定结构；还包括用于将挤出头与安装端之间可拆卸式固定的第二固定结构。本实用新型中的模块式变形3D打印套件能够组成各种结构不同的3D打印系统，具有易于拆装、转运成本低等优点，而且能够兼顾3D打印中打印速度、打印精度等各种需要。

Description

模块式变形3D打印套件

技术领域

本实用新型涉及3D打印的技术领域，尤其涉及采用模块化设计能够变形的3D打印机。

背景技术

3D打印机的核心原理为，通过机械结构控制挤出头在空间x、y、z三个坐标轴上移动，在指定坐标位置挤出熔融的3D打印材料，3D打印冷却固定在该坐标点。

根据具体的控制原理不同，3D打印机可以分为多种：(1)三角型结构，整体近似龙门结构，挤出头安装在x方向的滑轴上，滑轴能够在z轴方向移动，底座实现y轴移动；(2)矩盒式结构，挤出头能够在顶盖下方实现x、y轴的运动，底座能够实现z轴移动；(3)并联式结构，也称为Delta式、三角洲式，其具有竖直方向设置的三个轴，将x、y坐标投影至z轴上，通过三轴联动的方式实现挤出头的空间移动。上述三种结构在打印精度、打印速度、组装转运难易程度上各有优缺，现有技术中的3D打印机难以做到兼顾。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供模块式变形3D打印套件，旨在解决现有技术中的3D打印机难以兼顾打印精度、打印速度、组装转运难易等问题。

本实用新型是这样实现的，模块式变形3D打印套件，包括底座、至少三个可拆卸式安装于所述底座的单元模组、至少三组拉杆组、挤出头以及可供打印物放置的热床，所述单元模组包括壳体、滑动件以及用于驱动所述滑动件直线往复运动的驱动装置，所述滑动件具有裸露于所述壳体外的安装端；还包括用于将一所述单元模组的所述安装端和另一所述单元模组的所述壳体之间可拆卸式固定的第一固定结构；还包括用于将所述拉杆组一端与所述安装端之间、所述拉杆组另一端与所述挤出头之间可拆卸式铰接的铰接固定结构；还包括用于将所述挤出头与所述安装端之间可拆卸式固定的第二固定结构。

进一步地，所述第一固定结构包括设置于所述安装端上的多个第一安装孔、设置于所述壳体上的多个第二安装孔和多个固定件。

进一步地，多个所述第一安装孔在所述壳体上沿其延伸方向多行并排且均匀分布。

进一步地，所述单元模组的数量为三个，其中一所述单元模组水平安装于所述底座构成y轴，一所述单元模组竖直安装于所述底座构成z轴，一所述单元模组安装于z轴所述单元模组的所述安装端上构成x轴。

进一步地，所述单元模组的数量为四个，其中一所述单元模组水平安装于所述底座构成y轴，两所述单元模组竖直安装于所述底座构成z轴，一所述单元模组安装于z轴的两所述单元模组的所述安装端上构成x轴。

进一步地，还包括可供打印物放置的热床，所述热床安装于y轴的所述安装端。

进一步地，所述第二固定结构包括设置于所述挤出头一端的多个第三安装孔。

进一步地，所述单元模组的数量为三个且均竖直安装于所述底座，所述拉杆组数量对应为三组且各分别铰接安装于对应所述安装端和所述挤出头之间。

进一步地，所述铰接固定结构包括可拆卸式安装于所述安装端的连接臂、可拆卸式安装于所述挤出头的安装座，所述拉杆组两端分别铰接固定于所述连接臂和所述底座。

进一步地，所述铰接固定结构包括安装于所述拉杆组端部的关节轴承、穿设于所述关节轴承内圈的转轴。

与现有技术相比，本实用新型中提供模块式变形3D打印套件，其具有多个部件，能够根据需要选择其中的几种部件，组成各种结构不同的3D打印系统，具有易于拆装、转运成本低等优点，而且构成的这些3D打印系统在打印速度、打印精度上各有优缺，使得模块式变形3D打印套件能够兼顾3D打印中打印速度、打印精度等各种需要。

附图说明

图1为本实用新型实施例一种提供的单元模组的内部结构示意图；

图2为本实用新型实施例一的3D打印系统的结构示意图；

图3为本实用新型实施例一的3D打印系统的固定结构示意图；

图4为本实用新型实施例二的3D打印系统的结构示意图；

图5为本实用新型实施例三的3D打印系统的结构示意图；

图6为本实用新型实施例三的拉杆组和单元模组的固定结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型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实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下结合具体附图对本实施例的实现进行详细的描述，为了便于叙述，在下文中将水平面上相互垂直的两个方向设为x轴、y轴，将竖直方向设为z轴。

实施例一：

如图1至图6所示，本实施中提供模块式变形3D打印套件，包括可供打印物放置的热床3、底座4、至少三组拉杆组5、挤出头2以及至少三个可拆卸式安装于底座4的单元模组1。其中单元模组1包括壳体15、滑动件111以及驱动装置16，滑动件111具有裸露于壳体15外的安装端11，驱动装置16能够驱动滑动件111沿着单元模组1的延伸方向直线往复运动，向外部提供动力源和坐标定位。

模块式变形3D打印套件还包括第一固定结构、第二固定结构和铰接固定结构。其中第一固定结构能够将一单元模组1的安装端11和另一单元模组1的壳体15之间可拆卸式固定。换言之，借助第一固定结构，能够使得任一单元模组1的壳体15安装于另一单元模组1的安装端11上，当该安装端11沿直线运动时，带动所固定的单元模组1进行运动。

第二固定结构能够将挤出头2与安装端11之间可拆卸式固定，换言之，借助第二固定结构，能够将挤出头2安装至安装端11上。

铰接固定结构能够将拉杆组5一端与安装端11之间、拉杆组5另一端与挤出头2之间可拆卸式铰接固定，换言之，借助铰接固定结构能够使拉杆组5两端对应铰接于安装端11和拉杆组5。

为了叙述的精简，下文中涉及到选取相关部件组合的叙述时，一般忽略第一固定结构、第二固定结构和铰接固定结构，在相关零件的组装时必然需要这些固定结构，因此不再一一专门叙述，能够理解相关零件借助相关固定结构相互固定，并且能够拆卸解除固定关系即可。

根据上述的内容可知，本实施例中提供的模块式变形3D打印套件包括多个组成部件，各个部件相互之间均采用可拆卸的方式固定，在使用时选取其中的多个部件进行组合，其中多个单元模组1能够单独或者组合构成x、y、z轴中的任意轴，构成不同的整体结构，可满足不同的打印速度、打印精度要求，使得一套模块式变形3D打印套件能够根据组建不同的3D打印系统，改变自身打印特点，兼顾打印速度、打印精度的要求，而且单元模块化设置，本身就具有易于拆装、分装转运成本低等特点。

如图2和图3所示，本实施中组装构成3D打印系统1a，具体选用的部件包括三个单元模组1、挤出头2、热床3和底座4，其中一个单元模组1水平安装于底座4构成y轴，一个单元模组1竖直安装于底座4构成z轴，最后一个单元模组1安装于z轴单元模组1的安装端11上构成x轴。在x轴的单元模组1的安装端11上安装挤出头2，在y轴的单元模组1的安装端11上安装热床3。

在使用时，y轴的单元模组1控制热床3在y轴移动，提供打印时的y轴坐标；挤出头2由x轴的单元模组1直接驱动，提供打印时的x轴坐标；x轴的单元模组1受到z轴的单元模组1的驱动在z轴上移动，间接控制挤出头2在z轴上移动，提供打印时的z轴坐标。三个单元模组1配合共同实现，使得挤出头2能够将3D打印材料挤出至指定的点(x，y，z)上，实现3D打印的过程，这种打印方式由于三个坐标分别控制，一般具有更高的打印精度，但是在打印速度上稍有欠缺。

上述的第一固定结构能够采用多种结构实现，例如包括在壳体15上设置内凹的卡槽，在输出端11上设置能够开合卡入卡槽的卡扣等。具体如图1和图3所示，本实施例中的第一固定结构包括设置在安装端11上的多个第一安装孔111、设置在壳体15上的多个第二安装孔12和多个固定件13。将壳体15安装至安装端11，对应对齐第一安装孔111和第二安装孔12，通过插入固定件13即可将二者固定，相应地，取下固定件13即可实现拆卸。固定件13可以采用螺栓等结构实现。

优选的，多个第一安装孔111在壳体15上沿其延伸方向多行并排且均匀分布，便于选择合适的位置与安装端11配合安装，能够调节相关轴的行程。

如图1至图3所示，第二固定结构的实现原理也可以采用多种结构实现，例如前述提到的卡槽、卡扣方案，本实施例中采用的方式与第一固定结构原理相同，具体包括设置在挤出头2一端的多个第三安装孔21，第三安装孔21能够与第一安装孔111配合，选用螺栓等结构插入将挤出头2固定。

实施例二：

本实施例中采用与实施例一相似的组装方式，构成另外一种3D打印系统1b，具体选用的部件包括：四个单元模组1、挤出头2、热床3和底座4，其中一个单元模组1水平安装于底座4构成y轴，两个单元模组1竖直安装于底座4构成z轴，最后一个单元模组1同时安装于两个z轴单元模组1的安装端11上并构成x轴。在x轴的单元模组1的安装端11上安装挤出头2，在y轴的单元模组1的安装端11上安装热床3。

与实施例一的实现原理、工作方式都相似，所不同的地方在于具有两个z轴，能够形成近似龙门的结构，由于x轴的单元模组1在z轴方向受到两个位置驱动，使其在z轴方向上具有更高的精度，最终提升了整体打印精度。

容易理解的是，虽然具体主题是3D打印，但是由于实施例一和实施例二中的结构均可提供x、y、z三轴方向上的坐标定位，因此也可以将挤出头2更换为铣头、激光头等结构，实现其他的功能。由于提供x、y、z轴坐标是本实施例的目的，而非对申请本身结构的限制，因此借用实施例一或实施例二中的结构提供铣、激光雕刻等功能的装置，应该也落在本申请实施例一或实施例二所公开的技术范围之内。

实施例三：

如图5和图6所示，本实施例中构成另外一种3D打印系统1c，具体选用的部件包括：三个单元模组1、三组拉杆组5、挤出头2a、热床3a和底座4a。其中单元模组1的数量为三个且均竖直安装在底座4a，各拉杆组5的两端均铰接安装在对应的安装端11和挤出头2a之间。由于构成的结构与实施例一、实施例二有一定的差别，在本实施例中采用的挤出头2a、热床3a和底座4a与实施例一、实施例二中略有差别，这些结构本身非组合方案的核心内容，可以理解为多套相关零件根据需要选择，或者也可以采用前述两个实施例的相关零件。

本实施中构建出并联式的3D打印系统1c，三个单元模组1构成三个z轴，x、y轴的坐标均投影在z轴上，三个安装端11在z轴上联动将挤出头2移动至指定的x、y，z坐标上，并联式3D打印系统是现有技术中成熟的打印系统，具体自动控制原理、联动控制方式不做赘述。

与实施例一、实施例二相比，本实施中构建的3D打印系统1c，挤出头2a能够快速的在空间中移动，具有打印速度快的特点，而在打印精度上略有欠缺。

能够拆卸的铰接固定结构可由多种结构实现，例如转轴和套设在转轴上的轴承，将轴承拆下即可实现二者的拆分。具体地，本实施例中的铰接固定结构包括可拆卸式安装于安装端11的连接臂14、可拆卸安装于挤出头2a的安装座21，拉杆组5的两端分别铰接固定于连接臂14和安装座21上，通过连接臂14与安装端11的拆卸实现拉杆组5与安装端11的拆卸，通过安装座21与挤出头2的拆卸实现拉杆组5与挤出头2a的拆卸。连接臂14可以采用螺栓等结构固定于安装端11上，安装座21也可以采用螺栓等结构固定于挤出头2上，具体的安装结构本实施例中不做限制。

铰接固定结构还包括安装在拉杆组5端部的关节轴承51、穿设于关节轴承51内圈511的连接轴52，关节轴承51具有外圈和内圈511，除了提供转动以外，还能在一定角度偏转的情况下保持转动连接关系，使得拉杆组5能够承担一定的横向偏斜。连接轴52可直接固定在连接臂14、安装座21上，实现上文提及的拉杆组5与连接臂14的铰接、拉杆组5与安装座21的铰接，在其他的实施例中，连接轴52也可以直接固定在安装端11和挤出头2上，通过连接轴52和关节轴承51内圈511的拆装也能实现可拆卸式的铰接固定结构。

在其他的实施例中，还可以选择其他数量的单元模组1，按照其他的方式组合，构成具有其x、y、z轴模型的3D打印系统，例如将热床3设置在能够纵向升降的z轴上，另外选择两单元模组1作为x轴和y轴并设置挤出头2；或者在底座4上水平层叠设置两相互垂直的单元模组1作为x轴和y轴并安装热床3，设置纵置的单元模组1作为z轴，在z轴上设置挤出头2。

综上所述可知，模块式变形3D打印套件能够至少构建出实施例一、实施例二、实施例三中的三种3D打印系统，这三种系统同时具有易于拆装、转运成本低的特点，同时在打印速度、打印精度上各有千秋，用户能够将一整套模块式变形3D打印套件按照需要选择其中的一部分组装构成满足要求的3D打印系统，例如需要打印速度快则选择实施例三中的结构，需要打印精度高则选择实施例二中的结构。总而言之，就整个模块式变形3D打印套件而言，可以构成兼顾打印速度、打印精度等各种需要的3D打印系统。

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

Claims (10)

1.模块式变形3D打印套件，其特征在于，包括底座、至少三个可拆卸式安装于所述底座的单元模组、至少三组拉杆组、挤出头以及可供打印物放置的热床，所述单元模组包括壳体、滑动件以及用于驱动所述滑动件直线往复运动的驱动装置，所述滑动件具有裸露于所述壳体外的安装端；

还包括用于将一所述单元模组的所述安装端和另一所述单元模组的所述壳体之间可拆卸式固定的第一固定结构；

还包括用于将所述拉杆组一端与所述安装端之间、所述拉杆组另一端与所述挤出头之间可拆卸式铰接的铰接固定结构；

还包括用于将所述挤出头与所述安装端之间可拆卸式固定的第二固定结构。

2.如权利要求1所述的模块式变形3D打印套件，其特征在于，所述第一固定结构包括设置于所述安装端上的多个第一安装孔、设置于所述壳体上的多个第二安装孔和多个固定件。

3.如权利要求2所述的模块式变形3D打印套件，其特征在于，多个所述第一安装孔在所述壳体上沿其延伸方向多行并排且均匀分布。

4.如权利要求1所述的模块式变形3D打印套件，其特征在于，所述单元模组的数量为三个，其中一所述单元模组水平安装于所述底座构成y轴，一所述单元模组竖直安装于所述底座构成z轴，一所述单元模组安装于z轴所述单元模组的所述安装端上构成x轴。

5.如权利要求1所述的模块式变形3D打印套件，其特征在于，所述单元模组的数量为四个，其中一所述单元模组水平安装于所述底座构成y轴，两所述单元模组竖直安装于所述底座构成z轴，一所述单元模组安装于z轴的两所述单元模组的所述安装端上构成x轴。

6.如权利要求4或5所述的模块式变形3D打印套件，其特征在于，还包括可供打印物放置的热床，所述热床安装于y轴的所述安装端。

7.如权利要求2所述的模块式变形3D打印套件，其特征在于，所述第二固定结构包括设置于所述挤出头一端的多个第三安装孔。

8.如权利要求1所述的模块式变形3D打印套件，其特征在于，所述单元模组的数量为三个且均竖直安装于所述底座，所述拉杆组数量对应为三组且各分别铰接安装于对应所述安装端和所述挤出头之间。

9.如权利要求8所述的模块式变形3D打印套件，其特征在于，所述铰接固定结构包括可拆卸式安装于所述安装端的连接臂、可拆卸式安装于所述挤出头的安装座，所述拉杆组两端分别铰接固定于所述连接臂和所述安装座。

10.如权利要求8所述的模块式变形3D打印套件，其特征在于，所述铰接固定结构包括安装于所述拉杆组端部的关节轴承、穿设于所述关节轴承内圈的转轴。