CN207954667U - 一种支撑平台可旋转的双喷头3d打印机 - Google Patents

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李谦谦
都卫华
赵兵
邵国强
冯奕程
符家广
王延锋
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Abstract

本实用新型公开了一种支撑平台可旋转的双喷头3D打印机,包括底座(1)、支撑平台(2)、Z轴导轨(3)、支撑平台支架(4)、90°旋转机构(5)、Y轴导轨(6)、Y轴滑块(7)、X轴导轨(8)、喷头移动控制器(9)和喷头(10),其中两个喷头(10)分别安装于两个喷头移动控制器(9)下部,两个喷头移动控制器(9)安装于两个X轴导轨(8)上并控制两个的喷头(10)的轴向运动,两个X轴导轨(8)的两端分别通过Y轴滑块(7)安装于对称固定在底座(1)上的两个Y轴导轨(6)上,Z轴导轨(3)固定于两个Y轴导轨(6)的中间位置,90°旋转机构(5)安装于支撑平台(2)底部并通过支撑平台支架(4)安装于Z轴导轨(3)上。该3D打印机不仅能够保证双喷头(10)在待命和工作状态均可避免干扰现象的产生,而且系统结构简单,铺层效率高。

Description

一种支撑平台可旋转的双喷头3D打印机
技术领域
[0001] 本实用新型涉及增材制造与熔融沉积快速成型技术领域,具体涉及一种支撑平台 可旋转的双喷头3D打印机,用于熔融沉积型快速成型机。
背景技术
[0002] 3D打印技术是一种基于离散、堆积成型思想的新型快速成型技术,属于增材制造
技术领域,该技术根据零件或物体的三维模型数据,快速、准确地制造出零件或物体的实体 模型。其中熔融沉积快速成型技术(简称为FDM型技术)是主要3D打印技术之一,FDM型技术 又称为热熔堆积技术,该技术是将热熔型丝料加热融化后从喷头挤出,沉积在打印工作平 台或前一层已固化的材料上,当温度低于丝料固化温度后开始固化。3D打印机在铺层过程 中,切片软件对快速成型制品进行分层是根据切片软件内置的算法进行分层,其中包括分 层的厚度、铺层的路径、铺层的速度等相关参数,即对快速成型制品进行整体切片分层处 理,3D打印喷头依次进行每一层切片的铺层任务,直至整个快速成型制品打印完成。
[0003] 然而,现有的熔融沉积型快速成型机的支撑平台只能沿垂直方向运动,而无法沿 支撑平台的支撑轴进行旋转运动。此外现有的熔融沉积型3D打印机是通过喷头与平台之间 的X、Y与Z三个线性不相关的运动而实现制品的快速成型,X、Y与Z三个线性不相关的运动使 得喷头可以到达平台上方一定区域内的任意位置;同时安装于喷头座的喷嘴按适当的速度 挤出丝料,某层切片铺层完成后进行下一切片的铺层任务,进而逐层堆叠形成三维实体。 [0004]此种熔融沉积型3D打印机一般情况下只有一个喷头,若提升打印速度,只能通过 提升喷头相对于平台的移动速度,或者通过提高物料的进料速度来达到。但这种速度的提 升对相关硬件有较高的要求,例如驱动电机的功率,以及框架和导向机构、传动皮带和结构 刚度等均有相应的要求。由于打印过程中需要不断快速变换移动方向和速度,所以此过程 会产生很大的加速度,让框架抖动,影响打印精度。这些方面限制了打印速度的进一步提 升。
[0005]目前,虽然已有多喷嘴的打印机,但多个喷嘴只是为了让多种物料在不停机的情 况下重新换料进行交替打印,根本不能提升打印速度。如通过多个喷头的方式进行多喷嘴 打印,多个喷头之间运动的干涉限制,使得对打印速度的提升效果大大折扣,且多喷头使得 打印机的结构复杂,可靠性降低,成本上升。
[0006]鉴于此,为提高熔融沉积型快速成型机铺层与打印效率,结合目前3D打印机的功 能结构特点,在双喷头印的基础上,实现熔融沉积型快速成型机支撑平台沿其支撑轴的 旋转,不仅能够实现熔融沉积型快速成型机的双喷头同时工作,且双喷头之间无相互干扰, 结构简单,操作方便,可实现一键式打印操作,而且可显著提高熔融沉积型快速成型机铺层 效率。
发明内容
[0007]本实用新型的目的在于提供了一种支撑平台可旋转的双喷头3D打印机,该3D打印 机通过双喷头同时铺层以及可旋转的支撑平台机构,不仅能够保证双喷头在待命和工作状 态均可避免千扰现象的产生,而且系统结构简单,可扩展性强,铺层效率高。
[0008]为实现上述目的,本实用新型通过以下技术方案实现:所述的一种支撑平台可旋 转的双喷头3D打印机,包括底座、支撑平台、Z轴导轨、支撑平台支架、90。旋转机构、Y轴导 轨、Y轴滑块、X轴导轨、喷头移动控制器和喷头,其中两个喷头分别安装于两个喷头移动控 制器下部,两个喷头移动控制器安装于两个X轴导轨上并控制两个的喷头的轴向运动,两个 X轴导轨的两端分别通过Y轴滑块安装于对称固定在底座上的两个Y轴导轨上,z轴导轨固定 于两个Y轴导轨的中间位置,90°旋转机构安装于支撑平台底部并通过支撑平台支架安装于 Z轴导轨上。
[0009]所述的支撑平台,其几何中心位置处安装90°旋转机构,沿其中心线位置顺时针或 者逆时针方向旋转90°。
[0010]所述的两个喷头,其安装的角度与喷头移动控制器底面为45。,且对称布置,由喷 头移动控制器驱动。
[0011]所述的两个喷头移动控制器,由内置伺服电机控制沿X轴导轨运动。
[0012]所述Y轴导轨与Y轴滑块,Y轴滑块分别安装于Y轴导轨上,每个Y轴滑块分别通过伺 服电机驱动。
[0013]所述支撑平台支架,通过伺服电机安装于Z轴导轨上,沿Z轴导轨垂直运动。
[0014]本实用新型一种支撑平台可旋转的双喷头3D打印机的工作原理如下:
[0015]在制品快速成型过程中,支撑平台通过支撑平台支架沿Z轴导轨实现Z轴方向的垂 直运动;制品的每一层切片通过两个喷头共同完成铺层任务,当一层切片的铺层任务完成 之后,支撑平台由90°旋转机构驱动沿其中心线位置顺时针方向旋转90°;然后下一层切片 继续通过两个喷头共同完成铺层任务,当铺层任务完成之后,支撑平台由90。旋转机构驱动 沿其中心线位置逆时针方向旋转90°;依次循环,直至整个制品的所有切片均铺层结束。
附图说明
[0016]图1为本实用新型的一种支撑平台可旋转的双喷头3D打印机的结构示意图;
[0017]图2为本实用新型的双喷头安装示意图;
[0018]图中标记为:1:底座;2:支撑平台;3:Z轴导轨;4:支撑平台支架;5:90。旋转机构; 6: Y轴导轨;7: Y轴滑块;8:X轴导轨;9:喷头移动控制器;10:喷头。
具体实施方式
[0019]以下结合附图1和图2,对本实用新型的一个实施例作进一步描述:
[0020]所述的一种支撑平台可旋转的双喷头3D打印机,包括底座1、支撑平台2、Z轴导轨 3、支撑平台支架4、9〇°旋转机构5、Y轴导轨6、Y轴滑块7、X轴导轨8、喷头移动控制器9和喷头 10,其中两个喷头10分别安装于两个喷头移动控制器9下部,两个喷头移动控制器9安装于 两个X轴导轨8上并控制两个的喷头1〇的轴向运动,两个X轴导轨8的两端分别通过Y轴滑块7 安装于对称固定在底座1上的两个Y轴导轨6上,Z轴导轨3固定于两个Y轴导轨6的中间位置, 90°旋转机构5安装于支撑平台2底部并通过支撑平台支架4安装于Z轴导轨3上。
[0021]所述的支撑平台2,其几何中心位置处安装90°旋转机构5,沿其中心线位置顺时针 或者逆时针方向旋转90°。
[0022]所述的两个喷头10,其安装的角度与喷头移动控制器9底面为45°,且对称布置,由 喷头移动控制器9驱动。
[0023]所述的两个喷头移动控制器9,由内置伺服电机控制沿X轴导轨8运动。
[0024]所述Y轴导轨6与Y轴滑块7, Y轴滑块7分别安装于Y轴导轨6上,每个Y轴滑块7分别 通过伺服电机驱动。
[0025] 所述支撑平台支架4,通过伺服电机安装于Z轴导轨3上,沿Z轴导轨3垂直运动。 [0026]本实用新型一种支撑平台可旋转的双喷头3D打印机的工作原理如下: W027]在制品快速成型过程中,支撑平台2通过支撑平台支架4沿Z轴导轨3实现Z轴方向 的垂直运动;制品的每一层切片通过两个喷头10共同完成铺层任务,当一层切片的铺层任 务完成之后,支撑平台2由90°旋转机构5驱动沿其中心线位置顺时针方向旋转90。;然后下 一层切片继续通过两个喷头10共同完成铺层任务,当铺层任务完成之后,支撑平台2由90。 旋转机构5驱动沿其中心线位置逆时针方向旋转9〇°;依次循环,直至整个制品的所有切片 均铺层结束。

Claims (6)

1. 一种支撑平台可旋转的双喷头3D打印机,包括底座(1)、支撑平台(2)、Z轴导轨(3)、 支撑平台支架⑷、9〇°旋转机构⑸、Y轴导轨⑹、Y轴滑块⑺、X轴导轨(8)、喷头移动控制 器⑼和喷头(10),其特征在于:两个喷头(10)分别安装于两个喷头移动控制器(9)下部,两 个喷头移动控制器C?)安装于两个X轴导轨(8)上并控制两个的喷头(10)的轴向运动,两个X 轴导轨(8)的两端分别通过Y轴滑块⑺安装于对称固定在底座⑴上的两个Y轴导轨⑹上, Z轴导轨(3)固定于两个Y轴导轨(6)的中间位置,90°旋转机构(5)安装于支撑平台⑵底部 并通过支撑平台支架⑷安装于Z轴导轨(3)上。
2. 根据权利要求1所述的一种支撑平台可旋转的双喷头3D打印机,其特征在于:所述的 支撑平台(2)几何中心位置处安装90°旋转机构(5),沿其中心线位置顺时针或者逆时针方 向旋转90°。
3. 根据权利要求1所述的一种支撑平台可旋转的双喷头3D打印机,其特征在于:所述的 两个喷头(10)安装角度与喷头移动控制器(9)底面为45°,且对称布置,由喷头移动控制器 ⑼驱动。
4. 根据权利要求1所述的一种支撑平台可旋转的双喷头3D打印机,其特征在于:所述的 两个喷头移动控制器(9)由内置伺服电机控制沿X轴导轨(8)运动。
5. 根据权利要求1所述的一种支撑平台可旋转的双喷头打印机,其特征在于:所述的 Y轴导轨(6)与Y轴滑块(7),Y轴滑块(7)分别安装于Y轴导轨(6)上,每个Y轴滑块(7)分别通 过伺服电机驱动。
6. 根据权利要求1所述的一种支撑平台可旋转的双喷头3D打印机,其特征在于:所述的 支撑平台支架⑷通过伺服电机安装于Z轴导轨(3)上控制其沿Z轴导轨垂直运动。
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