CN207549488U - 高精度巨型3d打印机 - Google Patents

Abstract

一种高精度巨型3D打印机，由一体化高强度外壳、Z轴传动系统、Y轴传动系统、X轴传动系统、打印系统、控制系统等组成。一体化高强度外壳，箱体（1）内部带有定位孔板（2），可对Z轴导轨（58）进行精准定位；全部运行机构均进行了集成优化和轻型化、轻量化、模块化设计，设计模块有：Z轴带导向轮升降模块（56）、Z轴带导传动电机升降模块（44）、Y轴左前后运行模块（81）、Y轴右前后运行模块（79）、X轴打印模块（28）和Z轴定位模块（30）；Z轴导轨（58）、Y轴导轨（40）X轴导轨（93）采用矩形空心结构设计；打印平台设计为下端固定式；打印平台托盘（21）设计带有限位槽；X轴打印模块（28）上带有丝盘支架（7）和防撞限位开关（59）；触摸控制屏（12）为中英文界面。

Description

高精度巨型3D打印机

技术领域

本实用新型涉及一种3D打印机，特别是一种高精度巨型3D打印机。

背景技术

目前，现有3D打印机：大多为微型机和小型机，只能打印小型模型、玩偶，不能打印生产工业设备零配件，更不能打印生产高端设备；大型3D打印机研发的多，成型的产品少，能满足打印生产高端设备、工业零配件的没有；其主要原因就是超大型3D打印机难于设计制造，特别是随着打印尺寸的增加，内部运动机构变的更加笨重，机体更加庞大，无法实现灵活、快速、精准打印，精度越来越低，速度越大越慢。

发明内容

为了克服现有技术存在问题，本实用新型提供了一种高精度巨型3D打印机。该巨型3D打印机：为了消除打印物体重量对打印运行的影响，避免Z轴高耗能，低效率，最大限度的降低Z轴功耗，减少因打印重量变化过大造成的不良影响，打印平台设计为下端固定式，打印头设计为，沿X轴、Y轴、Z轴3个方向运动结构；为了保证运动部件的精准运行，结构合理配置，减少、减轻运动部件和重量，系统设计为2X轴、2Y轴、4Z轴结构；为了保证所有安装在Z轴导轨上的内部运动部件的悬挂安装质量和运行的平稳性，防止机体震动影响打印质量，外壳设计为一体化高强度外壳，外壳箱体内设计带有Z轴导轨精确定位孔板，确保Z轴定位准确和运行的平稳性；为了提高打印平台的安装精度和打印精度，打印平台支撑部分与外壳设计为一体，用以解决打印精度，增加外壳的结构强度；为了实现内部运行机构灵活、快速、精准运行，防止运行机构雍容、庞大、笨重，设计主要真对内部机构进行了分立元件集成化、集成元件模块化设计和模块元件轻型化处理，最大限度的减少模块的数量和重量；为了减少打印丝过长产生的运行阻力，防止发生打印故障，影响打印效果和打印质量，X轴打印模块设计带有丝盘支架；为了保证X轴、Y轴、Z轴方向导轨的强度和轻量化的要求，设计采用了矩形空心导轨，最大限度的提高导轨强度和轻量化的要求；为了防止打印头碰撞打印平台，打印头设计固定在弹性固定板上，X轴打印模块内部设计带有防止打印头碰撞的保护开关，一旦发生打印头接触打印平台，超过设定标准将自动暂停运行并报警提示，最大限度的防止打印头碰撞打印平台。

本实用新型解决技术问题采用的技术方案是：高精度巨型3D打印机，由一体化高强度外壳、X轴系统、Y轴系统、Z轴系统、打印平台、打印系统、控制系统等构成；一体化高强度外壳，由箱体（1）、定位孔板（2）、滑轮组（3）、螺栓（4）、前门（14）、门轴（15）、竖梁（18）、横梁（19）所构成；X轴系统，由X轴打印模块（28）、螺钉（61）弹性固定板（62）、X轴拖链槽（68）、拖链（69）、螺栓（70）、接线护罩（71）、螺钉（72）、螺栓（73）、引线连接盒（74）、螺钉（75）、传动轮（89）、X轴步进电机（90）、X轴导轨（93）、轴承滚轮（94）螺栓（95）、传动带（96）、插板（97）、齿块（98）所构成；Y轴系统由Y轴导轨（40）、Y轴步进电机（43）、螺栓（47）、拖链（52）、Y轴拖链槽（53）、Y轴传动带（54）、导向轮组（55）、螺栓（78）、Y轴右前后运行模块（79）、螺栓（80）、Y轴左前后运行模块（81）、轴承滚轮（82）、传动轮（86）、齿条锁紧块（88）所构成；Z轴系统由Z轴定位模块（30）、紧固螺栓（31）、固定螺栓（32）、Z轴步进电机（33）、固定螺栓（34）、联轴器（35）、连接块（36）梯形螺杆（37）、Z轴带传动电机升降模块（44）、螺栓（49）、轴承体（50）、Z轴带导向轮升降模块（56）、螺栓（57）、Z轴导轨（58）、螺栓（83）、梯形螺母（84）、轴承滚轮（85）所构成；打印平台由调平装置（20）、打印平台托盘（21）、钢化玻璃（22）、连接装置（23）、限位块（24）、螺钉（25）所构成；打印系统由打印丝盘（5）、丝盘轴（6）、丝盘支架（7）、螺钉（8）、螺栓（26）、打印头（27）、打印丝（29）所构成；控制系统由控制面板（10）、断电续打按钮（11）、触摸控制屏（12）、暂停按钮（13）、限位块（16）、Y轴限位板（38）、限位开关（45）、限位开关（59）、控制面板底座（67）、限位开关（76）、限位开关（92）、开关箱（48）所构成。

本实用新型所述的高精度巨型3D打印机，高强度一体化外壳箱体（1）采用高强度结构设计，内部上下方各设计有4个定位孔板（2），对Z轴导轨（58）进行精确定位，形成稳定的4轴机架，所有运动部件均安装悬挂在4根Z轴导轨（58）上。

本实用新型所述的高精度巨型3D打印机，X轴系统的X轴打印模块（28）设计带有丝盘支架（7）、弹性固定板（62），设计带有轴承滚轮（94），带有传动带（96）的涨紧锁定槽，涨紧锁定的插板（97）、齿块（98）放置在其中。X轴打印模块（28）的设计制造可采用两种方法进行：一是3D打印，表面厚度一般控制在1.5-3之间，中间部分采用15-30%的填充进行打印；另一种表面采用2-6mm厚，内部全部采用镂空设计制造，材料可以采用各种轻量和轻质材料。

本实用新型所述的高精度巨型3D打印机，Y轴系统的Y轴右前后行走模块（79）和Y轴左前后行走模块（81）设计带有轴承滚轮（82），带有X轴导轨（93）的插口和固定螺钉（64）。Y轴右前后行走模块（79）和Y轴左前后行走模块（81）的制作可采用采用两种方法进行：一是3D打印，表面厚度一般控制在1.5-3之间，中间部分采用15-30%的填充进行打印；另一种表面采用2-6mm厚，内部全部采用镂空设计制造，材料可以采用各种轻量和轻质材料。

本实用新型所述的高精度巨型3D打印机， Z轴系统的Z轴带传动电机升降模块（44）和Z轴带导向轮升降模块（56）均带有快速嵌入式槽口，Y轴导轨（40），可快速放入定位。内部带有导向轮组（55）、梯形螺母（84）、轴承滚轮（85），同时还带有X轴步进电机（43）及传动轮（86）。Z轴带传动电机升降模块（44）和Z轴带导向轮升降模块（56）的制作可采用采用两种方法进行：一是3D打印，表面厚度一般控制在1.5-3之间，中间部分采用15-30%的填充进行打印；另一种表面采用2-6mm厚，内部全部采用镂空设计制造，材料可以采用各种轻量和轻质材料。

本实用新型所述的高精度巨型3D打印机，打印平台的钢化玻璃（22），由打印平台托盘（21）进行支撑，四周带有限位块（24）。打印托盘（21）由下方调平装置（20）进行支撑。

本实用新型所述的高精度巨型3D打印机，打印系统的打印头（27）通过螺栓（26）固定在弹性固定板（62）上。

本实用新型所述的高精度巨型3D打印机，控制系统的防撞限位开关（59）安装在X轴打印模块（28）上。

本实用新型所述的高精度巨型3D打印机，Z轴导轨（58）、Y轴导轨（40）、X轴导轨（93）全部采用矩形空心结构设计。

本实用新型所述的高精度巨型3D打印机，设计新颖、结构紧凑、快速轻盈、打印精细、节约能耗、设计合理。

附图说明

图1是本实用新型高精度巨型3D打印机主视图

图2是本实用新型高精度巨型3D打印机A-A剖视图

图3是本实用新型高精度巨型3D打印机右视图

图4是本实用新型高精度巨型3D打印机俯视图

图5是本实用新型高精度巨型3D打印机B-B剖视图

图6是本实用新型高精度巨型3D打印机C向视图

图7是本实用新型高精度巨型3D打印机D-D剖视图

图8是本实用新型高精度巨型3D打印机E-E剖视图

图9是本实用新型高精度巨型3D打印机F-F剖视图

图10是本实用新型高精度巨型3D打印机G-G剖视图

图11是本实用新型高精度巨型3D打印机H-H剖视图

图中：1-箱体、2-定位孔板、3-滑轮组、4-螺栓、5-打印丝盘、6-丝盘轴、7-丝盘支架、8-螺钉、9-螺钉、10-控制面板、11-断电续打按钮、12-触摸控制屏、13-暂停按钮、14-前门、15-门轴、16-限位开关、17-螺钉、18-竖梁、19-横梁、20-调平装置、21-打印平台托盘、22-钢化玻璃、23-连接装置、24-限位块、25-螺钉、26-螺钉、27-打印头、28-X轴打印模块、29-打印丝、30-Z轴定位模块、31-紧固螺栓、32-固定螺栓、33-Z轴步进电机、34-固定螺栓、35-联轴器、36-连接块、37-梯形螺杆、38-Y轴限位板、39-螺栓、40-Y轴导轨、41-螺栓、42-螺钉、43-Y轴步进电机、44-Z轴带传动电机升降模块、45-限位开关、46-螺钉、47-螺栓、48-开关箱、49-螺栓、50-轴承体、51-螺栓、52-拖链、53-Y轴拖链槽、54-Y轴传动带、55-导向轮组、56-Z轴带导向轮升降模块、57-螺栓、58-Z轴导轨、59-限位开关、60-螺钉、61-螺钉、62-弹性固定板、63-螺栓、64-螺钉、65-SD卡插孔、66-方孔USB插孔、67-控制面板底座、68-X轴拖链槽、69-拖链、70-螺栓、71-接线护罩、72-螺钉、73-螺栓、74-引线连接盒、75-螺钉、76-限位开关、77-螺钉、78-螺栓、79-Y轴右前后运行模块、80-螺栓、81-Y轴左前后运行模块、82-轴承滚轮、83-螺栓、84-梯形螺母、85-轴承滚轮、86-传动轮、87-螺栓、88-齿条锁紧块、89-传动轮、90-X轴步进电机、91-螺栓、92- 限位开关、93-X轴导轨、94-轴承滚轮、95-螺栓、96-传动带、97-插板、98-齿块

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1示出了本实用新型所述的一体化高强度外壳部分，其结构是：箱体（1）内部上下各设计有4个定位孔板（2），下端有竖梁（18）、横梁（19）和连接装置（23），前门（14）通过门轴（15）与箱体（1）连接在一起。

图1、图2、图5、图8示出了本实用新型所述的Z轴系统，其结构是：梯形螺母（84）通过螺栓（83）与Z轴带导向轮升降模块（56）和Z轴带传动电机升降模块（44）连接， Z轴带导向轮升降模块（56）和Z轴传动电机升降模块（44）通过轴承滚轮（85）与Z轴导轨（58）连接，Z轴导轨（58）通过固定螺栓（32）和Z轴固定模块（30）与定位孔板（2）连接；联轴器（35）通过自带内六方螺钉与Z轴步进电机（33）连接，Z轴步进电机（33）通过螺栓（34）、连接块（36）与定位孔板（2）连接；梯形螺杆（37）与梯形螺母（84）和联轴器（35）连接在一起；轴承体（50）通过螺栓（49）与梯形螺杆（37）和定位孔板（2）连接；Z轴带导向轮升降模块（56）装入导向轮组（55）；传动轮（86）通过自身内六角螺钉与Y轴步进电机（43）连接，Y轴步进电机（43）通过螺栓（87）与Z轴带传动电机升降模块（44）连接；限位块（16）通过螺钉（17）与Z轴导轨（58）连接。

图3、图4、图5、图7、图8、图9、图10示出了本实用新型所述的Y轴系统，其结构是：传动轮（89）通过自身内六角螺钉与X轴步进电机（90）连接，X轴步进电机（90）通过螺栓（95）与Y轴右前后运行模块（79）和Y轴左前后运行模块（81）连接；Y轴右前后运行模块（79）和Y轴左前后运行模块（81）通过轴承滚轮（82）与Y轴导轨（40）连接；Y轴导轨（40），通过螺钉（42）与Z轴带导向轮升降模块（56）和Z轴带传动电机升降模块（44）连接；将带有胶粘树脂块的Y轴传动带（54），穿过Y轴右前后运行模块（79），穿过Z轴带导向轮升降模块（56），绕过导向轮组（55），穿过Z轴传动电机升降模块（44），绕过传动轮（86），穿入Y轴右前后运行模块（79），涨紧传动带（54），用齿条锁紧块（88）锁紧；Y轴拖链槽（53），一端通过螺栓（57）与Z轴带导向轮升降模块（56）连接，另一端通过螺栓（41）与Z轴带传动电机升降模块（44）连接；拖链（52）一端通过螺栓（51）与X轴拖链槽（68）的接口连接，另一端通过螺栓（47）与Y轴拖链槽（53）连接。

图1、图2、图3、图4、图5、图9、图10、图11示出了本实用新型所述的X轴系统，其结构是： X轴打印模块（28），通过轴承滚轮（94）与X轴导轨（93）连接， X轴导轨（93）通过螺钉（64）与Y轴右前后运行模块（79）和Y轴左前后运行模块（81）连接；弹性固定板（62），通过螺钉（61）与X轴打印模块（28）连接；丝盘支架（7），通过螺钉（8）与X轴打印模块（28）连接；丝盘（5）通过丝盘轴（6）放置在丝盘支架（7）上；传动带（96），绕过Y轴左前后运行模块（81）和Y轴右前后运行模块（79）的传动轮（89），进入X轴打印模块，通过插板（97）和齿块（98）进行锁紧；X轴拖链槽（68）通过螺栓（80）一端与Y轴左前后运行模块（81）连接，另一端与Y轴右前后运行模块（79）连接；拖链（69）一端通过螺栓（70）与X轴打印模块（28）连接，另一端通过螺栓（73）与X轴拖链槽连接。

图1示出了本实用新型所述的打印平台，其结构是：限位块（24）通过螺钉（25）与打印平台托盘（21）连接；钢化玻璃（22）放置在打印平台托盘（21）上方；打印平台托盘（21）通过连接装置（23）与箱体（2）底部连接。

图1、图2、图3、图10示出了本实用新型所述的打印系统，其结构是：打印丝盘（5）通过丝盘轴（6）放置在丝盘支架（7）上；打印头（27）通过螺栓（26）与弹性固定板（62）连接；打印丝（29）通过打印头（27）的进丝孔进入。

图1、图2、图3、图10示出了本实用新型所述的控制系统，其结构是：X轴限位，通过螺钉（91）将限位开关（92）与Y轴右前后运行模块（79）连接；Y轴限位，通过螺钉（77）将限位开关（76）与Y轴右前后行模块连接；Z轴限位，通过螺钉（46）将限位开关（45）与Y轴右前后行模块连接；防撞限位开关（59）通过螺钉（60）与X轴打印头模块（28）连接；控制面板底座（67），通过内部螺栓与箱体（1）连接，控制面板（10）通过螺钉（9）与控制面板底座（67）连接；触摸控制屏通过内部螺钉与控制面板（10）连接；断电续打按钮（11）和暂停按钮（13），通过自身的螺母与控制面板（10）连接。

Claims (8)

1.一种高精度巨型3D打印机，其特征在于：包括外壳部分、Z轴系统、Y轴系统、X轴系统、打印系统、控制系统；外壳采用一体化高强度结构设计，箱体（1）设计带有定位孔板（2），Z轴导轨（58）通过固定螺栓（32）、Z轴定位模块（30）与定位孔板（2）连接，Z轴带传动电机升降模块（44）和Z轴带导向轮升降模块（56）通过轴承滚轮（85）与Z轴导轨（58）连接；Y轴右前后运行模块（79）和Y轴左前后运行模块（81）通过轴承滚轮（82）与Y轴导轨（40）连接；Y轴导轨（40）通过螺钉（42）与Z轴带传动电机升降模块（44）和Z轴带导向轮升降模块（56）连接；X轴打印模块（28），通过轴承滚轮（94）与X轴导轨（93）连接；X轴导轨（93）通过螺钉（64）与Y轴右前后运行模块（79）和Y轴左前后运行模块（81）连接；防撞限位开关（59）通过螺钉（60）与X轴打印模块（28）连接；丝盘支架（7）通过螺钉（8）与X轴打印模块（28）连接。

2.根据权利要求1所述的高精度巨型3D打印机，其特征在于：箱体（1）带有定位孔板（2）。

3.根据权利要求1所述的高精度巨型3D打印机，其特征在于：Z轴导轨（58）、Y轴导轨（40）、X轴导轨（93）为矩形空心结构。

4.根据权利要求1所述的高精度巨型3D打印机，其特征在于：传动为2X轴、2Y轴、4Z轴结构。

5.根据权利要求1所述的高精度巨型3D打印机，其特征在于： X轴打印模块（28）上方设计带有丝盘支架（7）。

6.根据权利要求1所述的高精度巨型3D打印机，其特征在于：打印头（27）由弹性固定板（62）支撑。

7.根据权利要求1所述的高精度巨型3D打印机，其特征在于：X轴打印模块（28）带有防撞限位开关（59）。

8.根据权利要求1所述的高精度巨型3D打印机，其特征在于：触摸控制屏（12）为中英文界面。