CN210139622U - 一种打印高温工程塑料的多功能智能3d打印机 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种打印高温工程塑料的多功能智能3D打印机，包括外壳，外壳内设有XY轴模组、Z轴模组、打印平台、滚动耗材架以及挤出机，挤出机包括散热大铝块，在散热大铝块上安装有两个步进电机，步进电机上安装有挤出齿轮，在散热大铝块下方固定有两个导热紫铜块，每个导热紫铜块内设置有一个贯穿导热紫铜块的喉管，喉管固定在散热大铝块上，在每个喉管上固定有一个加热小铝块，加热小铝块位于导热紫铜块下方，每个加热小铝块上安装有一个喷嘴，在散热大铝块上还安装有一个电感式接近开关。本实用新型所提供的智能3D打印机结构，整体结构简单合理易于装配，其挤出机整体结构设计合理，装卸耗材简单，喷嘴不易出现堵塞现象。

Description

一种打印高温工程塑料的多功能智能3D打印机

技术领域

本实用新型主要涉及3D打印机相关技术领域，具体是一种多功能且打印PEEK等高温工程塑料的智能3D打印机。

背景技术

三维打印机即快速成型技术的一种机器，其是一种数字模型文件为基础，运用粉末金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术，现有技术的三维打印机主要分为熔丝制造成型(FFF)，选择性激光烧结(SLS)，立体平版印刷(SLA)和数字光处理(DLP)。

现有技术基于FFF的三维打印机结构一般较为复杂，不利于装配组装，通常打印机采用远程送丝或者近程送丝作为挤出结构，远程送丝打印头很轻，但是装卸耗材麻烦，打印TPU等软料无法实现正常打印工作，近程送丝打印头很重，但是装卸耗材简单，打印TPU容易；通常喷头要进行打印高温材料时会遇到，容易堵头，原因是散热不够好导致的，大多数采用水冷和风冷这2个模式，但是水冷对安装要求过高，风冷则简单，但是风冷如果温度太高则散热不下来。除上述问题外，常常还具有以下不足之处：

1、在打印PEEK等高温材料时候，如果没有足够的室温和恒定的温度，就会导致模型缩水，容易出现翘边，甚至会打印失败。

2、在打印过程中常常会遇到耗材用完，但是机器还在继续无材料喷射打印工作，导致了模型打印不完整，常常需要重新安装一卷新的耗材进行打印。

3、在耗材架的结构上，大多数直接一个螺丝，或者一个塑料管作为支撑架，但是由于是摩擦运动，导致了送丝电机拉动耗材就会非常吃力，影响到了挤出进给力，从而打印出来的模型难免会有出息断层或者缺陷。

4、在自动调平上大多数采用舵机或者接近开关，舵机在长期的旋转过程中难免会有出现误差，从而影响到了调平的精度。另外接近开关大多数人在设计结构过程中常常把接近开关距离打印喷嘴较远，从而接近开关对准的点并不是喷嘴对准的点，因为结构问题，所以导致调平不准。

5、在打印平台固定方面，容易导致平台位移，从而影响到了打印的模型品质。

6、在平台方面，大多数使用一个铝平台或者玻璃平台，使用接近开关对铝平台进行自动调平时，接近开关的灵敏度没有铁的好，导致自动调平出来的平面不准，从而影响了打印的底部质量，使用电容式接近开关时，由于电容的接近开关体积过大，导致了打印机有效的打印尺寸变小，从而影响到了机器的外形需要变得更大。

实用新型内容

为解决目前技术的不足，本实用新型结合现有技术，从实际应用出发，提供一种打印高温工程塑料的多功能智能3D打印机，能够有效解决背景技术中所存在的技术问题。

本实用新型的技术方案如下：

一种打印高温工程塑料的多功能智能3D打印机，包括外壳，所述外壳内设有XY轴模组、Z轴模组、打印平台、滚动耗材架以及挤出机，所述挤出机包括散热大铝块，在散热大铝块上安装有两个步进电机，步进电机上安装有挤出齿轮，在两个步进电机上还分别安装有左把手和右把手，左把手和右把手上均固定有V型槽轴承，在散热大铝块下方固定有两个导热紫铜块，每个导热紫铜块内设置有一个贯穿导热紫铜块的喉管，所述喉管固定在散热大铝块上，在每个喉管上固定有一个加热小铝块，加热小铝块位于导热紫铜块下方，每个加热小铝块上安装有一个喷嘴，在所述散热大铝块上还安装有一个电感式接近开关，该电感式接近开关位于两个喷嘴之间，散热大铝块前端设有散热风扇，后端设有导风器，所述导风器上固定安装有鼓风机。

所述滚动耗材架包括耗材支架，耗材支架上安装有长螺丝，在长螺丝上安装有圆管，所述圆管两端通过法兰轴承支撑并通过位于法兰轴承外侧的垫片、螺母锁定，在圆管上安装送丝滚轮。

所述打印平台包括支架，所述支架上具有弹簧槽，所述弹簧槽内放置有弹簧，弹簧上方设置铝基板，在铝基板四角处分别安装有一个玻璃夹，铝基板上方依次设置玻璃板、镀锌板或不锈钢板、PC打印膜或TPU打印膜。

所述XY轴模组包括X轴模组和Y轴模组，其中X轴模组包括左固定件、右固定件，左固定件和右固定件之间设有两根光轴，两根光轴上设有与光轴滑动配合用于安装挤出机的滑动座，在左固定件、右固定件上均设置有同步轮，两个同步轮之间通过同步带连接，其中右固定件上还安装有驱动同步轮转动的步进电机。

所述Z轴模组包括上下两个铝块固定座，两个铝块固定座之间具有两根直线光轴，两根直线光轴之间具有丝杆，丝杆底端连接固定在铝块固定座上的步进电机，在丝杆上安装有与其螺纹配合的螺母，螺母上固定有升降板，该升降板和直线光轴滑动配合，升降板上安装打印平台。

所述外壳三个侧面、一个顶面均具有开口，开口处安装PC耐热版从而使外壳形成一全封闭结构。

所述外壳内部安装有2个PTC加热器，用于控制外壳内部温度。

在所述外壳内部靠近耗材部分设置有断料检测开关。

本实用新型的有益效果：

1、本实用新型所提供的智能3D打印机结构，整体结构简单合理易于装配，其挤出机整体结构设计合理，装卸耗材简单，能够轻易打印多数材料，且挤出机结构整体散热效果好，不易出现堵头的情况；挤出机的两个喷嘴之间设置电感式接近开关，调平精度高，调平快捷方便。

2、本实用新型机器整体采用四门可观察的全封闭打印模式，并配置室温控制器来控制打印腔体的温度，在机器内部设置断料检测开关，能够及时发现断料情况。

3、本实用新型的耗材架采用左右2个法兰轴承支撑着中间一个圆管作为传动杆，前后使用螺丝固定，整体结构简单、运动灵活，相比传统结构能够保证打印出的模型不会出现断层或其它由耗材架引起的缺陷。

4、本实用新型的打印平台结构牢靠稳定，且使喷头处接近开关的感应更加灵敏，从而保证更好的调平精度。

5、本实用新型X轴Y轴Z轴三轴方向的运动结构设计合理，能够保证3D打印机在三维方向的灵活运动。

附图说明

附图1为本实用新型总体结构示意图；

附图2为本实用新型总体拆分结构示意图；

附图3为本实用新型X轴模组拆分结构示意图；

附图4为本实用新型打印平台拆分结构示意图；

附图5为本实用新型Z轴模组拆分结构示意图；

附图6为本实用新型滚动耗材架拆分结构示意图；

附图7为本实用新型挤出机拆分结构示意图。

附图中所示标号：

1-1、前门PC耐热板；1-2、左侧PC耐热板；1-3、顶部PC耐热板；1-4、壳体；1-5、右侧PC耐热板；

2-1、Y轴模组；2-2、Z轴模组；2-3、X轴模组；2-4、断料检测开关；2-5、滚动耗材架；2-6、打印平台；2-7、钣金；2-8、安全门感应器；2-9、PTC加热器；

3-1、挤出机；3-2、滑动座；3-3、同步轮；3-4、右固定件；3-5、步进电机；3-6、光轴；3-7、同步带；3-8、轴承；3-9、同步轮；3-10、左固定件；3-11、轴承；3-12、光轴；

4-1、镀锌板或不锈钢板；4-2、玻璃；4-3、玻璃夹；4-4、铝基板；4-5、平台挡板；4-6、弹簧槽；4-7、减震弹簧；

5-1、铝块固定座；5-2、直线光轴；5-3、丝杆；5-4、螺母；5-5、升降板；5-6、支架；5-7、法兰轴承；5-8、铝块固定座；5-9、步进电机；

6-1、长螺丝；6-2、螺母；6-3、垫片；6-4、法兰轴承；6-5、圆管；6-6、送丝滚轮；6-7、耗材支架；

7-1、托链架；7-2、35步进电机；7-3、V型槽轴承；7-4、挤出齿轮；7-5、散热大铝块；7-6、导热紫铜块；7-7、螺丝；7-8、导风器；7-9、喉管；7-10、喷嘴；7-11、加热小铝块；7-12、喷嘴保护罩；7-13、导风风扇固定座；7-14、左把手；7-15、右把手；7-16、鼓风机；7-17、电感式接近开关；7-18、散热风扇。

具体实施方式

结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。

如图1、2、7所示，为本实用新型总体结构以及挤出机结构示意图，其中整体模块装置布局如下：

1、将X轴模组2-3、Y轴模2-1组安装在钣金2-7外壳所对应的孔位里，接着将Z轴模组2-2安装在的钣金2-7外壳所对应的孔位里，然后将打印平台2-6安装在Z轴模组2-2的支架5-6上，再接着将2个的断料检测开关2-4安装在钣金2-7外壳所对应的安装孔上，再然后将2个滚动耗材架2-5安装在钣金2-7外壳所对应的孔位上，再接着将安全门感应器2-8安装在钣金2-7外壳前门所对应的孔位上，最后将2个PTC加热器2-9安装在钣金2-7外壳所对应的孔位上。安全门感应器2-8在门一打开时就可以自动报警，并停止打印工作，加热器2-9能够控制打印腔体的温度，保证打印效果。可在机器的右后方配置一个网络摄像头，可观察打印状态以及听取是否有异常声音；可在机器的电控里面配置一个断电记忆模块，在来电时，可继续断电位置开始打印。

本实用新型的带自动调平和散热的微型双头挤出机结构，其具体结构及装配方式如下：

将2个喷嘴7-10固定在2个加热小铝块7-11上，然后将2个喉管7-9固定在2个加热小铝块7-11上，然后将2个喉管7-9分别套入2个导热紫铜块7-6上，接着将4个螺丝7-7分别穿入2个导热紫铜块7-6上并将螺丝锁紧，使其固定在散热大铝块7-5下方。然后将喉管7-9固定在散热大铝块7-5对应的孔上，接着将2个V型槽轴承7-3固定在7-15的左把手和7-16的右把手上对应的孔位上，将7-15的左把手和7-16的右把手分别固定在2个35步进电机7-2上对应的孔位上，接着将2个挤出齿轮7-4固定在2个35步进电机7-2上。然后将2个35步进电机7-2固定在散热大铝块7-5一侧对应的孔位上，再接着将2个导风风扇固定座7-14固定在散热大铝块7-5对应的孔位上，然后将2个散热风扇7-18固定在2个导热风扇固定座7-13对应的孔位上，接着将电感式接近开关7-17固定在散热大铝块7-5对应的孔位上，然后将鼓风机7-16固定在导风器7-8对应的孔位上，最后将导风器7-8固定在散热大铝块7-5对应的孔位上，最后将喷头保护罩7-13固定在散热大铝块7-5对应的孔位上，以及将拖链架7-1固定在散热大铝块7-5对应的孔位上。

在两个喷嘴7-10的中间设置一个电感式接近开关7-17，距离喷嘴X轴坐标20.15mm，距离Y轴坐标10.15mm,XY坐标允许距离在正负5mm范围内，距离越近，调平点精度更好；使用35系列的小体积步进电机作为挤出动力，减少喷头整体的重量；导热紫铜散块7-6包住喉管7-9并紧贴在散热大铝块7-5上，隔离加热小铝块7-11热气往上跑。使得本挤出机具有良好的散热功能和调平功能，避免喷头的堵塞，保证打印效果。

如图1所示，本打印机采用全封闭式结构，其中外壳1-4侧面开口分别安装右侧PC耐热板1-5、左侧PC耐热板1-2、前门PC耐热板1-1、顶部PC耐热板1-3，内部。机器整体采用四门可观察的全封闭打印模式，能够使作业人员及时观察打印情况。

如图3所示，本实用新型的X轴模组结构及装配方式具体如下：将2个光轴3-6分别穿入滑动座3-2的孔内，然后将左固定件3-10固定在2个光轴3-6左侧，接着将步进电机3-5套上同步轮3-3并安装在右固定件3-4上，最后固定在2个光轴3-6右侧，再接着将光轴3-12套入同步轮3-9，然后再套入轴承3-8和轴承3-13，然后固定在左固定件3-10的U型槽内，最后将同步带3-7分别套入同步轮3-9的齿形上和同步轮3-3的齿形上，最后将挤出机安装在滑动座3-2对应孔位上。

如图4所示，本实用新型的打印平台结构及装配方式具体如下：

将4个玻璃夹4-3分别固定在铝基板4-4上，然后将玻璃4-2与镀锌板或者不锈钢(铁)板4-1通过3M468双面胶来粘住，然后将PC打印膜4-8粘在镀锌板或者不锈钢(铁)板4-1的上表面上，接着固定在4个玻璃夹4-3上。再然后将4个减震弹簧4-7安装在支架的弹簧槽4-6内，最后将整个平台固定在2个支架5-6上。再接着将平台挡板4-5安装在支架5-6上即可。平台4处安装固定的夹子，采用微小型的夹子，在后方2个采用固定，前方2个活动旋转，占空空间小，结构牢靠稳定，在铝基板上方平铺一张玻璃，在玻璃上方平铺一张镀锌板或者不锈钢(铁)板，在镀锌板或者不锈钢(铁)板平铺一张PC材质或者TPU材质的打印膜，电感式接近开关铁材质感应更灵敏，精度更好。

如图5所示，本实用新型的Z轴模组结构及装配方式具体如下：

将2个法兰轴承5-7分别套入2个支架5-6的轴承孔位，然后再套入升降板5-5的轴承孔内，并安装固定，然后将步进电机5-9固定在铝块固定座5-8上，接着将丝杆5-2套入螺母5-4里，然后将螺母5-4固定在丝杆5-2螺母孔内，再接着将丝杆5-2和直线光轴5-3穿入2个直线轴承5-7的轴承孔里面，最后将丝杆5-2和直线光轴5-3分别套入铝块固定座5-1和铝块固定座5-8，最后固定住。

如图6所示，本实用新型的滚动耗材架结构及装配方式具体如下：

将M8*100长螺丝6-1穿入耗材支架6-7的孔内，然后通过M8螺母6-2进行锁住，穿入铁氟龙垫片6-3，再穿入法兰轴承6-4，再穿入圆管6-5，再穿法兰轴承6-4，再穿入铁氟龙垫片6-3，最后用M8防松螺母6-2进行锁住，最后将送丝滚轮6-6放置在滚动的送丝架机构上，进行滚动试拉。耗材架采用左右2个法兰轴承支撑着中间一个圆管作为传动杆，前后使用螺丝固定，保证送丝滚轮运动的灵活性，提高产品打印质量。

Claims (8)

1.一种打印高温工程塑料的多功能智能3D打印机，包括外壳，所述外壳内设有XY轴模组、Z轴模组、打印平台、滚动耗材架以及挤出机，其特征在于：所述挤出机包括散热大铝块，在散热大铝块上安装有两个步进电机，步进电机上安装有挤出齿轮，在两个步进电机上还分别安装有左把手和右把手，左把手和右把手上均固定有V型槽轴承，在散热大铝块下方固定有两个导热紫铜块，每个导热紫铜块内设置有一个贯穿导热紫铜块的喉管，所述喉管固定在散热大铝块上，在每个喉管上固定有一个加热小铝块，加热小铝块位于导热紫铜块下方，每个加热小铝块上安装有一个喷嘴，在所述散热大铝块上还安装有一个电感式接近开关，该电感式接近开关位于两个喷嘴之间，散热大铝块前端设有散热风扇，后端设有导风器，所述导风器上固定安装有鼓风机。

2.如权利要求1所述的一种打印高温工程塑料的多功能智能3D打印机，其特征在于：所述滚动耗材架包括耗材支架，耗材支架上安装有长螺丝，在长螺丝上安装有圆管，所述圆管两端通过法兰轴承支撑并通过位于法兰轴承外侧的垫片、螺母锁定，在圆管上安装送丝滚轮。

3.如权利要求1所述的一种打印高温工程塑料的多功能智能3D打印机，其特征在于：所述打印平台包括支架，所述支架上具有弹簧槽，所述弹簧槽内放置有弹簧，弹簧上方设置铝基板，在铝基板四角处分别安装有一个玻璃夹，铝基板上方依次设置玻璃板、镀锌板或不锈钢板、PC打印膜或TPU打印膜。

4.如权利要求1所述的一种打印高温工程塑料的多功能智能3D打印机，其特征在于：所述XY轴模组包括X轴模组和Y轴模组，其中X轴模组包括左固定件、右固定件，左固定件和右固定件之间设有两根光轴，两根光轴上设有与光轴滑动配合用于安装挤出机的滑动座，在左固定件、右固定件上均设置有同步轮，两个同步轮之间通过同步带连接，其中右固定件上还安装有驱动同步轮转动的步进电机。

5.如权利要求1所述的一种打印高温工程塑料的多功能智能3D打印机，其特征在于：所述Z轴模组包括上下两个铝块固定座，两个铝块固定座之间具有两根直线光轴，两根直线光轴之间具有丝杆，丝杆底端连接固定在铝块固定座上的步进电机，在丝杆上安装有与其螺纹配合的螺母，螺母上固定有升降板，该升降板和直线光轴滑动配合，升降板上安装打印平台。

6.如权利要求1所述的一种打印高温工程塑料的多功能智能3D打印机，其特征在于：所述外壳三个侧面、一个顶面均具有开口，开口处安装PC耐热版从而使外壳形成一全封闭结构。

7.如权利要求1所述的一种打印高温工程塑料的多功能智能3D打印机，其特征在于：所述外壳内部安装有2个PTC加热器，用于控制外壳内部温度。

8.如权利要求1所述的一种打印高温工程塑料的多功能智能3D打印机，其特征在于：在所述外壳内部靠近耗材部分设置有断料检测开关。

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