CN208324225U - 双头多色3d打印机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了双头多色3D打印机，包括喷嘴出料口、加热装置、喷头组合件、支撑喷头板、喷头上板组合件、直线轴承和储料管。在这两处Y向滑块之间连接固定有一处第一X向导向轴；所述X向导向轴的一端与X向驱动电机通过一系列的传动关系进行传动连接，且两处X向导向轴的一端通过传送带进行传动连接；在Y向导向轴和第一X向导向轴上穿插的方式安装有两处喷头；所述外框套装在整个打印机的外，两个喷头可以同时打印两个相同的模型，成型实体由两种材料构成为双色打印，双喷头3D打印机完整、快速的表达设计者的思想构思，突破原始的一个CAD模型打印一个成型实体，既节约了时间，而且彩色打印出来的模型更美观，喷嘴是使熔体物料在工作台上成型原型件。

Description

双头多色3D打印机

技术领域

本实用新型涉及3D打印机技术领域，尤其涉及双头多色3D打印机。

背景技术

3D打印技术是20世纪 80年代后期发展起来的一种高新技术，它借助计算机、激光、精密传动和数控等现代手段，将计算机辅助设计和计算机辅助制造集成于一体。根据在计算机上构成三维模型，无需传统的机械加工机床和模具，能在很短时间内制造出产品样品，缩短了产品开发周期和试用周期，加快了产品更新换代的速度，降低了企业投资的风险。现已经应用于多个行业，在不久的将来随着3D打印机的应用普及，会是制造业的一次工业革命，为促进经济发展做出贡献。

本发明人发现，现有的3D打印机用时存在：

1.单喷头3D机型无法打印悬空结构的部件,加工范围太小，且不能同时实现两个同种部件的同时打印加工；

2.功能较为单一，单喷头打印机不能实现多色打印，其工作台由于多为单杆导向设计，喷头在导向杆上导向运动时平稳性能差，使打印出的产品部件存在形状误差。

于是，发明人有鉴于此，秉持多年该相关行业丰富的设计开发及实际制作的经验，针对现有的结构及缺失予以研究改良，提供双头多色3D打印机，以期达到更具有更加实用价值性的目的。

发明内容

本实用新型的目的在于提供双头多色3D打印机，以解决上述背景技术中提出的单喷头3D机型无法打印悬空结构的部件,加工范围太小，且不能同时实现两个同种部件的同时打印加工，单喷头打印机不能实现多色打印，其工作台由于多为单杆导向设计，且喷头在导向杆上导向运动时平稳性能差，使打印出的产品部件存在形状误差的问题。

本实用新型双头多色3D打印机的目的与功效，由以下具体技术手段所达成：

双头多色3D打印机，其中，该双头多色3D打印机包括有：

外框、机架、工作台、X向滑块、X向驱动电机、X向导向轴、右Z轴直线光轴、左Z轴直线光轴、散热板、Z轴直线光轴滑块、Z向滑块、Z向驱动电机、Z向滚珠丝杆、Y向导向轴、Z向导向块、散热板连接板、机架后板、第一X向导向轴、第一Y向导向轴、Y向滑块、Y向驱动电机、喷头、喷头十字穿插孔、喷头风扇、喷头圆筒、散热器、第一驱动器块、第二驱动器块、进丝口、步进电机、喷嘴出料口、加热装置、喷头组合件、支撑喷头板、喷头上板组合件、直线轴承和储料管；

所述机架的右端面安装有X向驱动电机，且机架的顶侧后端面向上翻起有一段机架后板，并且机架的内腔底面通过螺栓固定安装有一长方形结构的散热板；所述散热板的顶面前后位置分别通过螺栓固定安装有左Z轴直线光轴和右Z轴直线光轴，且右Z轴直线光轴、左Z轴直线光轴的顶端通过螺栓固定在机架顶侧的底面上；所述工作台的散热板连接板上通过螺栓固定安装有前后两处Z轴直线光轴滑块，且在Z轴直线光轴滑块的内侧散热板连接板的中间位置还安装有一处Z向滑块，且右Z轴直线光轴和左Z轴直线光轴穿插在这两处Z轴直线光轴滑块内；所述Z向滚珠丝杆穿插在Z向滑块内，且Z向滚珠丝杆上下两端分别通过一处Z向导向块与散热板的右端面以及机架后板的后端面通过轴承进行转动连接，且滚珠丝杆的最底端与散热板底面上的Z向驱动电机进行传动连接；所述X向导向轴上滑动安装有两处X向滑块，且这两处X向滑块的内侧面连接有两处Y向导向轴，且Y向导向轴与另一处X向导向轴通过另一处X向导向轴上的两处X向滑块相固定连接；所述第一Y向导向轴为两处，且这两处第一Y向导向轴上均滑动安装有一处Y向滑块，并且在这两处Y向滑块之间连接固定有一处第一X向导向轴；所述X向导向轴的一端与X向驱动电机通过一系列的传动关系进行传动连接，且两处X向导向轴的一端通过传送带进行传动连接；所述第一Y向导向轴的一端与Y向驱动电机通过一系列的传动关系进行传动连接，且Y向驱动电机安装在机架的右端的机架后板上；所述X向导向轴和第一Y向导向轴分别穿插并安装在机架顶面的机架前后板与机架左右板上形成一个用于Y向导向轴和第一X向导向轴滑动的导向架体结构，且在Y向导向轴和第一X向导向轴上穿插的方式安装有两处喷头；所述外框套装在整个打印机的外侧。

进一步的，所述Y向导向轴的水平高度高于第一X向导向轴的水平高度，安装在两者上的喷头上顶端上的上板组合件上呈十字形结构交叉开设有两条喷头十字穿插孔，且这两个喷头十字穿插孔的水平高度与Y向导向轴的水平高度高于第一X向导向轴相对应。

进一步的，所述机架后板上安装有四处储料管。

进一步的，所述喷头由喷嘴出料口、加热装置、喷头组合件、支撑喷头板、喷头上板组合件以及直线轴承组成。

进一步的，所述喷头中的喷头组合件由喷头风扇、喷头圆筒、散热器、第一驱动器块、第二驱动器块、进丝口以及步进电机组成，且它们由上到下通过螺栓进行安装组合。

与现有结构相较之下，本实用新型具有如下优点：

1.充分考虑到3D打印机总体布局要求，最后确定布局如下：直线光轴固定，工作台沿Z向运动，实现加工高度；喷头在光轴上X轴和Y轴运动，实现加工长度。Z向运动工作台，采用步进电机驱动联轴器和滚珠丝杠连接，另外添加两根直线光轴固定，确保升降台工作平稳，结构紧凑。

2.本项目所设计的双头多色3D打印机，其独有的大尺寸工作台可搭载打印两个模型的双喷头，双喷头不仅可以同时打印两个模型，而且还是多色打印，这是本设计的最大亮点，两个喷头由专用软件系统，即RP技术控制两个喷头一起沿X轴和Y轴滑动；喷头是实现熔融沉积成型的关键部件，也是实现堆积成型的核心，每个喷头使用一种材料，材料供给由加热系统加热，温度达到230℃以上，然后挤出机开始喷料，与此同时粘接剂系统配合共同工作。两个喷头可以同时打印两个相同的模型，成型实体由两种材料构成为双色打印，双喷头3D打印机完整、快速的表达设计者的思想构思，突破原始的一个CAD模型打印一个成型实体，既节约了时间，而且彩色打印出来的模型更美观，喷头结构包括驱动装置、控制置、进料装置、塑化装置和喷嘴，驱动装置主要为成形体提供动力源，为原料的添加和熔融材料的挤出提供驱动力；控制装置控制加热温度和材料加入的速度；进料装置保证丝状或颗粒状材料能顺利加入到料筒；塑化装置保证材料均匀塑化；喷嘴是使熔体物料在工作台上成型原型件。

附图说明

图1为本实用新型工作台上各传动轴分解后结构示意图；

图2为本实用新型机架结构示意图；

图3为本实用新型外框结构示意图；

图4为本实用新型喷头结构分解示意图；

图5为本实用新型喷头中的喷头组合件分解后结构示意图；

图6为本实用新型喷头驱动电路提供喷射驱动信号示意图；

图7为本实用新型步进电机脉冲调制示意原理图。

图中：外框－1、机架－2、工作台－3、X向滑块－4、X向驱动电机－5、X向导向轴－6、右Z轴直线光轴－7、左Z轴直线光轴－8、散热板－9、Z轴直线光轴滑块－10、Z向滑块－11、Z向驱动电机－12、Z向滚珠丝杆－13、Y向导向轴－14、Z向导向块－15、散热板连接板－16、机架后板－17、第一X向导向轴－18、第一Y向导向轴－19、Y向滑块－20、Y向驱动电机－21、喷头－22、喷头十字穿插孔22－1、喷头风扇22－2、喷头圆筒22－3、散热器22－4、第一驱动器块22－5、第二驱动器块22－6、进丝口22－7、步进电机22－8、喷嘴出料口22－9、加热装置22－10、喷头组合件22－11、支撑喷头板22－12、喷头上板组合件22－13、直线轴承22－14、储料管－23。

具体实施方式

下面，将详细说明本实用新型的实施例，其实例显示在附图和以下描述中。虽然将结合示例性的实施例描述本实用新型，但应当理解该描述并非要把本实用新型限制于该示例性的实施例。相反，本实用新型将不仅覆盖该示例性的实施例，而且还覆盖各种替换的、改变的、等效的和其他实施例，其可包含在所附权利要求所限定的本实用新型的精神和范围内。

参见图1至附图5，双头多色3D打印机，包括有：

外框1、机架2、工作台3、X向滑块4、X向驱动电机5、X向导向轴6、右Z轴直线光轴7、左Z轴直线光轴8、散热板9、Z轴直线光轴滑块10、Z向滑块11、Z向驱动电机12、Z向滚珠丝杆13、Y向导向轴14、Z向导向块15、散热板连接板16、机架后板17、第一X向导向轴18、第一Y向导向轴19、Y向滑块20、Y向驱动电机21、喷头22、喷头十字穿插孔22－1、喷头风扇22－2、喷头圆筒22－3、散热器22－4、第一驱动器块22－5、第二驱动器块22－6、进丝口22－7、步进电机22－8、喷嘴出料口22－9、加热装置22－10、喷头组合件22－11、支撑喷头板22－12、喷头上板组合件22－13、直线轴承22－14和储料管23；

所述机架2的右端面安装有X向驱动电机5，且机架2的顶侧后端面向上翻起有一段机架后板17，并且机架2的内腔底面通过螺栓固定安装有一长方形结构的散热板9；所述散热板9的顶面前后位置分别通过螺栓固定安装有左Z轴直线光轴8和右Z轴直线光轴7，且右Z轴直线光轴7、左Z轴直线光轴8的顶端通过螺栓固定在机架2顶侧的底面上；所述工作台3的散热板连接板16上通过螺栓固定安装有前后两处Z轴直线光轴滑块10，且在Z轴直线光轴滑块10的内侧散热板连接板16的中间位置还安装有一处Z向滑块11，且右Z轴直线光轴7和左Z轴直线光轴8穿插在这两处Z轴直线光轴滑块10内；所述Z向滚珠丝杆13穿插在Z向滑块11内，且Z向滚珠丝杆13上下两端分别通过一处Z向导向块15与散热板9的右端面以及机架后板17的后端面通过轴承进行转动连接，且滚珠丝杆13的最底端与散热板9底面上的Z向驱动电机12进行传动连接；所述X向导向轴6上滑动安装有两处X向滑块4，且这两处X向滑块4的内侧面连接有两处Y向导向轴14，且Y向导向轴14与另一处X向导向轴6通过另一处X向导向轴6上的两处X向滑块4相固定连接；所述第一Y向导向轴19为两处，且这两处第一Y向导向轴19上均滑动安装有一处Y向滑块20，并且在这两处Y向滑块20之间连接固定有一处第一X向导向轴18；所述X向导向轴6的一端与X向驱动电机5通过一系列的传动关系进行传动连接，且两处X向导向轴6的一端通过传送带进行传动连接；所述第一Y向导向轴19的一端与Y向驱动电机21通过一系列的传动关系进行传动连接，且Y向驱动电机21安装在机架2的右端的机架后板上；所述X向导向轴6和第一Y向导向轴19分别穿插并安装在机架2顶面的机架前后板与机架左右板上形成一个用于Y向导向轴14和第一X向导向轴18滑动的导向架体结构，且在Y向导向轴14和第一X向导向轴18上穿插的方式安装有两处喷头22；所述外框1套装在整个打印机的外侧。

其中，Y向导向轴14的水平高度高于第一X向导向轴18的水平高度，安装在两者上的喷头22上顶端上的上板组合件22－13上呈十字形结构交叉开设有两条喷头十字穿插孔22－1，且这两个喷头十字穿插孔22－1的水平高度与Y向导向轴14的水平高度高于第一X向导向轴18相对应，使同时安装在Y向导向轴14与第一X向导向轴18上的喷头22通够跟随各导向轴实现方向移动。

其中，喷头22由喷嘴出料口22－9、加热装置22－10、喷头组合件22－11、支撑喷头板22－12、喷头上板组合件22－13以及直线轴承22－14组成，使喷头具有加热功能，同进利用直线轴承22－14提高喷头22的滑动效率；

其中，喷头22中的喷头组合件22－11由喷头风扇22－2、喷头圆筒22－3、散热器22－4、第一驱动器块22－5、第二驱动器块22－6、进丝口22－7以及步进电机22－8组成，且它们由上到下通过螺栓进行安装组合；

其中，机架后板17上安装有四处储料管23，利用此储料管23装取不同颜色的喷料，实现多色打印效果，提高实用性。

本实施例的具体使用方式与作用：

选择两种不同物理性质的光敏树脂-比如颜色、性质、耐热度等，然后把材料放进挤出机即驱动器里，然后经过喷头的加热装置将材料加热成粉末状，打印机能混合11种（两种选择的物质和9种化合物）材料来创造一个超薄图层。印刷块包含了两个紫外光模块来使粉末材料硬化，还有一个喷嘴喷出粘接剂来支撑住整个结构，这样一层一层的固化。经过层层堆叠，整个模型就出来了，其中Z向滚珠丝杆13带动工作台3向上移动时，由于右Z轴直线光轴7和左Z轴直线光轴8的导向作用，使工作台3向上移动正加平稳，且X向导向轴6和第一Y向导向轴19各两处的设置，以及喷头22同时与Y向导向轴14和第一X向导向轴18的安装设置，使喷头22移动更加平稳，而在喷头22内通过直线轴承22－14与Y向导向轴14和第一X向导向轴18的滑动关系，提高了滑动性能。

以上所述仅是对本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。

Claims (5)

1.双头多色3D打印机，其特征在于：所述的双头多色3D打印机包括有：

外框、机架、工作台、X向滑块、X向驱动电机、X向导向轴、右Z轴直线光轴、左Z轴直线光轴、散热板、Z轴直线光轴滑块、Z向滑块、Z向驱动电机、Z向滚珠丝杆、Y向导向轴、Z向导向块、散热板连接板、机架后板、第一X向导向轴、第一Y向导向轴、Y向滑块、Y向驱动电机、喷头、喷头十字穿插孔、喷头风扇、喷头圆筒、散热器、第一驱动器块、第二驱动器块、进丝口、步进电机、喷嘴出料口、加热装置、喷头组合件、支撑喷头板、喷头上板组合件、直线轴承和储料管；

所述机架的右端面安装有X向驱动电机，且机架的顶侧后端面向上翻起有一段机架后板，并且机架的内腔底面通过螺栓固定安装有一长方形结构的散热板；所述散热板的顶面前后位置分别通过螺栓固定安装有左Z轴直线光轴和右Z轴直线光轴，且右Z轴直线光轴、左Z轴直线光轴的顶端通过螺栓固定在机架顶侧的底面上；所述工作台的散热板连接板上通过螺栓固定安装有前后两处Z轴直线光轴滑块，且在Z轴直线光轴滑块的内侧散热板连接板的中间位置还安装有一处Z向滑块，且右Z轴直线光轴和左Z轴直线光轴穿插在这两处Z轴直线光轴滑块内；所述Z向滚珠丝杆穿插在Z向滑块内，且Z向滚珠丝杆上下两端分别通过一处Z向导向块与散热板的右端面以及机架后板的后端面通过轴承进行转动连接，且滚珠丝杆的最底端与散热板底面上的Z向驱动电机进行传动连接；所述X向导向轴上滑动安装有两处X向滑块，且这两处X向滑块的内侧面连接有两处Y向导向轴，且Y向导向轴与另一处X向导向轴通过另一处X向导向轴上的两处X向滑块相固定连接；所述第一Y向导向轴为两处，且这两处第一Y向导向轴上均滑动安装有一处Y向滑块，并且在这两处Y向滑块之间连接固定有一处第一X向导向轴；所述X向导向轴的一端与X向驱动电机通过一系列的传动关系进行传动连接，且两处X向导向轴的一端通过传送带进行传动连接；所述第一Y向导向轴的一端与Y向驱动电机通过一系列的传动关系进行传动连接，且Y向驱动电机安装在机架的右端的机架后板上；所述X向导向轴和第一Y向导向轴分别穿插并安装在机架顶面的机架前后板与机架左右板上形成一个用于Y向导向轴和第一X向导向轴滑动的导向架体结构，且在Y向导向轴和第一X向导向轴上穿插的方式安装有两处喷头；所述外框套装在整个打印机的外侧。

2.根据权利要求1所述的双头多色3D打印机，其特征在于：所述Y向导向轴的水平高度高于第一X向导向轴的水平高度，安装在两者上的喷头上顶端上的上板组合件上呈十字形结构交叉开设有两条喷头十字穿插孔，且这两个喷头十字穿插孔的水平高度与Y向导向轴的水平高度高于第一X向导向轴相对应。

3.根据权利要求1所述的双头多色3D打印机，其特征在于：所述机架后板上安装有四处储料管。

4.根据权利要求1所述的双头多色3D打印机，其特征在于：所述喷头由喷嘴出料口、加热装置、喷头组合件、支撑喷头板、喷头上板组合件以及直线轴承组成。

5.根据权利要求1或4所述的双头多色3D打印机，其特征在于：所述喷头中的喷头组合件由喷头风扇、喷头圆筒、散热器、第一驱动器块、第二驱动器块、进丝口以及步进电机组成，且它们由上到下通过螺栓进行安装组合。