CN210148744U - 一种3d打印机z轴总成机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种3D打印机Z轴总成机构，包括机架，机架的前方设置有喷头，机架上设置有用于驱动喷头实现上下运动的Z轴滑台装置，喷头的上方设置有用于加热块，加热块的上方固定设置有导料装置，导料装置的上方固定设置有挤出机构，本实用新型采用上述技术方案，能够实现近程挤出打印动作，并且动作灵敏，能够使线材快速通过和融化，减小运送线材时的阻力，能够提高送料速度，增大输出流量，进而能够提高打印速度和工作效率，能够减小送料电机送料时的阻力、减小送料电机的磨损。

Description

一种3D打印机Z轴总成机构

技术领域

本实用新型涉及一种打印机设备，具体的说，涉及一种使用方便,整体结构简单，动作灵敏、打印速度快、工作效率高的3D打印机Z轴总成机构，属于3D打印机技术领域。

背景技术

随着科技水平的不断提高，科技产品也随之越来越多，3D打印机便是一种新兴的电子科技产品。3D打印机又称三维打印机，是一种累积制造技术，通过3D打印机制造的产品为三维立体状，属于快速成型技术的一种机器，它是一种数字模型文件为基础，运用特殊线材，通过打印一层层的粘合材料来制造三维的物体。

现阶段三维打印机被用来制造产品，逐层打印的方式来构造物体的技术，3D打印机的原理是把数据和原料放进3D打印机中，机器会按照程序把产品一层层的堆叠出来。

目前，市场上的3D打印机的挤出机构都安装在机架上，其挤出机构距离喷头的距离远，使挤出阻力大、速度慢，对挤出电机要求较高，当打印速度较快时，由于电机输出扭矩较小，造成送料不足，降低打印质量。

并且现有的挤出机构只能打印单种材料，无法实现多种颜色混合打印。

实用新型内容

本实用新型要解决的主要技术问题是提供一种使用方便,整体结构简单，动作灵敏、打印速度快、工作效率高的3D打印机Z轴总成机构。

为解决上述技术问题，本实用新型提供如下技术方案：

一种3D打印机Z轴总成机构，包括机架，机架的前方设置有喷头，机架上设置有用于驱动喷头实现上下运动的Z轴滑台装置，喷头的上方设置有用于加热块，加热块的上方固定设置有导料装置，导料装置的上方固定设置有挤出机构。

以下是本实用新型对上述技术方案的进一步优化：

所述加热块内设置有融腔，喷头固定设置在加热块下方且与融腔连通。

进一步优化：所述导料装置包括整体形状呈L形的两进一出单喉管，两进一出单喉管的表面上开设有两个开放式的输料槽。

进一步优化：所述两进一出单喉管内位于两个输料槽下方的位置开设有一开放式的出料槽，出料槽的上端与两个输料槽连通，所述两输料槽与出料槽组成Y形结构。

进一步优化：所述两进一出单喉管的一侧固定连接有用于封装输料槽和出料槽的透明盖板。

进一步优化：所述挤出机构包括挤出机机座，挤出机机座上分别开设有两个穿挤出机机座上下两端面的进料孔、贯穿挤出机机座左右两侧面的第一通孔，第一通孔的一侧与进料孔（连通。

进一步优化：所述挤出机机座上开设有两个对称设置且横截面形状呈L形的安装槽，安装槽的下端设置有圆柱形的空腔，该空腔与进料孔连通，安装槽内转动安装有压线臂，压线臂的下端位于空腔内并转动设置有轴承，轴承的一侧伸入进料孔内与进料孔内的线材接触。

进一步优化：所述Z轴滑台装置包括固定安装在机架前端的两个直线滑轨，直线滑轨上分别配合滑动连接有滑块，滑块的一侧固定连接有滑台，滑台远离滑块的一侧固定连接有转接板。

进一步优化：机架上部固定设置有步进电机，步进电机的输出端固连接有丝杠，丝杠通过滑台上开设的螺纹孔与滑台螺纹连接。

进一步优化：所述导料装置的整体结构为横截面呈L形的两进一出双喉管，两进一出双喉管内开设有两个分别贯穿两进一出双喉管上下两端面的输料槽，所述两输料槽的轴线相互平行设置。

本实用新型采用上述技术方案，在使用，步进电机转动带动丝杠转动，丝杠转动并且在直线滑轨与滑块的滑动配合连接下带动滑台移动，滑台移动带动转接板移动，进而带动打印装置实现上下移动。

然后将线材穿设进进料孔内，通过弹簧顶动压线臂使压线臂的下端有向前运动的力，进而能够通过轴承顶动进料孔内的线材一直接触咬料齿轮，然后通过送料电机带动咬料齿轮转动将线材运送至两进一出单喉管，线材在两进一出单喉管的输料槽和出料槽的引导下通过喉管进入加热块内。

然后加热棒加热加热块，使进入加热块内的线材在融腔内融化，然后通过喷头排出，实现堆叠打印。

通过散热风机能够对两进一出单喉管进行散热，防止加热块热传上来的热量使线材在两进一出单喉管内融化。

本实用新型采用上述技术方案，构思巧妙，结构合理，整体结构简单，把Z轴运动结构尽可能的贴合发光字制造工艺，替代造价昂贵的水晶板和厚亚克力板，同时省去了激光雕刻和雕刻机加工过程中的粉尘，有毒烟气等问题,做到环保节能、可持续发展，并且能够实现近程挤出打印动作，并且动作灵敏，能够使线材快速通过和融化，减小运送线材时的阻力，能够提高送料速度，增大输出流量，进而能够提高打印速度和工作效率，能够减小送料电机送料时的阻力、减小送料电机的磨损。

通过散热风机能够对两进一出单喉管进行散热，防止加热块热传上来的热量使线材在两进一出单喉管内融化造成堵料。

下面结合附图和实施例对本实用新型进一步说明。

附图说明

图1为本实用新型实施例1的总体结构示意图；

图2为本实用新型实施例1中Z轴滑台的结构示意图；

图3为附图2的侧视图；

图4为本实用新型实施例1中打印装置的结构示意图；

图5为附图4的侧视图；

图6为本实用新型实施例1中挤出机机座的结构示意图；

图7为附图6的俯视图；

图8为本实用新型实施例1中送料电机的结构示意图；

图9为本实用新型实施例1中导料装置的结构示意图；

图10为附图9的侧视图；

图11为本实用新型实施例1中加热块的结构示意图；

图12为本实用新型实施例2中打印装置的结构示意图；

图13为本实用新型实施例2中导料装置的结构示意图。

图中：1-机架；2-喷头；3-Z轴滑台装置；31-直线滑轨；32-滑块；33-滑台；34-转接板；35-步进电机；36-丝杠；4-打印装置；41-加热块；42-两进一出单喉管；43-输料槽；44-喉管；45-散热风机；46-散热孔；47-融腔；48-加热棒；49-温度传感器；411-出料槽；412-透明盖板；5-挤出机构；51-挤出机机座；52-进料孔；53-第一通孔；54-送料电机；55-咬料齿轮；56-安装槽；57-空腔；58-压线臂；59-轴承；6-弹簧；7-两进一出双喉管。

具体实施方式

实施例1：如图1-5所示，一种3D打印机Z轴总成机构，包括机架1，机架1的前方设置有喷头2，机架1上设置有用于驱动喷头2实现上下运动的Z轴滑台装置3，喷头2的上方设置有用于运送线材并将线材融化运送至喷出2实现堆叠打印的打印装置4，所述打印装置4包括固定设置在喷头2上方的加热块41，加热块41的上方固定设置有导料装置，导料装置的上方固定设置有挤出机构5。

如图2-3所示，所述Z轴滑台装置3包括固定安装在机架1前端的两个直线滑轨31，两个直线滑轨31左右对称设置。

所述直线滑轨31上分别配合滑动连接有滑块32，所述滑块32远离直线滑轨31的一侧固定连接有滑台33，所述滑台33远离滑块32的一侧固定连接有转接板34。

这样设计，可以通过滑块32与直线滑轨31的滑动连接，使滑台33和转接板34与机架1实现滑动连接，能够使滑台33和转接板34实现上下移动。

所述机架1上部固定设置有步进电机35，步进电机35的输出端固连接有丝杠36，所述丝杠36的下端与机架1转动连接支撑丝杠36转动。

所述滑台33上开设有与丝杠36配合使用的螺纹孔，所述丝杠36通过该螺纹孔与滑台33螺纹连接。

这样设计，能够通过步进电机35转动带动丝杠36转动，丝杠36转动带动滑台33移动，进而带动转接板34沿Z轴实现上下移动，并且在直线滑轨31与滑块32的滑动配合连接下，使滑台33和转接板34移动更加顺畅。

如图4-8所示，所述挤出机构5包括挤出机机座51，所述挤出机机座51上开设有两个对称设置且贯穿挤出机机座51上下两端面的进料孔52。

所述挤出机机座51上开设有贯穿挤出机机座51左右两侧面的第一通孔53，所述第一通孔53的轴线与进料孔52的轴线相互垂直，所述第一通孔53的一侧与进料孔52连通。

所述挤出机构5还包括送料电机54，所述送料电机54分别固定设置在挤出机机座51的左右两侧。

所述送料电机54的输出端伸入第一通孔53内并固定连接有咬料齿轮55，所述咬料齿轮55的一侧能够伸入进料孔52内与进料孔52内的线材接触。

这样设计，通过第一通孔53与进料孔52连通，可以使咬料齿轮55的一侧伸入进料孔52内与进料孔52内的线材接触，进而能够通过送料电机54带动咬料齿轮55转动时，带动线材快速通过进料孔52。

所述挤出机机座51上开设有两个对称设置的安装槽56，所述安装槽56的横截面形状呈L形，所述安装槽56的下端设置有圆柱形的空腔57，所述该空腔57与进料孔52连通。

所述安装槽56内安装有压线臂58，所述压线臂58的整体形状呈L形，且压线臂58的拐角处通过转轴与挤出机机座51转动连接。

所述压线臂58的下端位于空腔57内并转动设置有轴承59，所述轴承59的一侧伸入进料孔52内与进料孔52内的线材接触。

所述压线臂58的前端与挤出机机座51之前设置有弹簧6，所述弹簧6顶动压线臂58，使压线臂58的下端有向前运动的力。

这样设计，可通过弹簧6顶动压线臂58使压线臂58的下端有向前运动的力，进而能够通过轴承59顶动进料孔52内的线材一直接触咬料齿轮55，使咬料齿轮55内能够更好的运送进料孔52内的线材。

如图4-5和图9-10所示，所述导料装置包括固定设置在挤出机机座51下端的两进一出单喉管42，所述两进一出单喉管42的整体形状呈L形。

所述两进一出单喉管42的表面上开设有两个开放式的输料槽43，输料槽43的上端分别与进料孔52连通。

所述两进一出单喉管42上位于两个输料槽43下方的位置开设有一开放式的出料槽411，所述出料槽411的上端分别与输料槽43的下端连通，所述两输料槽43与出料槽411组成Y形结构。

所述两进一出单喉管42的一侧固定连接有用于封装输料槽43、出料槽411的透明盖板412。

通过透明盖板412能够用于封装输料槽43、出料槽411的一侧，进而能够使输料槽43和出料槽411组成输料通道，并且透明盖板412为半开放方式、可视化进料模式,可以让操作者更直观的观察进退料的情况，更好的处理因操作失误带来的堵头问题，极大的方便了初学者的使用和学习，让初学者缩短了学习认知的时间，更好的理解难点技术。

所述输料槽43呈相互连通的两段式结构，其上段呈沿两进一出单喉管42长度方向开设的直孔状，其下段呈分别向下倾斜设置且汇聚于一点并与出料槽411连通的斜孔状。

所述输料槽43的上端与进料孔52同轴设置且相互连通。

这样设计，能够使挤出机构5运送来的线材可以通过输料槽43上端的直孔状输料槽43垂直、轻松的将线材引进输料槽43内，然后再在倾斜设置的斜孔状输料槽43的引导下引导进出料槽411内，实现方便的出料，减小运送线材时的阻力，进而能够减小送料电机54送料时的阻力、减小对送料电机54的磨损。

进而能够通过两进一出单喉管42可实现两种不同颜色的线材轮换使用，能轮廓清晰的将两种颜色独立打印出来，无须频繁更换线材即可实现换色换料，各颜色层之间无耗材残料，颜色分隔明显，各颜色层之间完美衔接。

所述两进一出单喉管42的背面设置有散热风机45，所述两进一出单喉管42的表面上开设有多个散热孔46。

这样设计，可以通过输料槽43用于引导挤出机构5运送来的线材通过，并且通过散热风机45能够对两进一出单喉管42进行散热，防止加热块41热传上来的热量使线材在两进一出单喉管42内融化造成堵料。

所述出料口411内安装有喉管44，所述喉管44的下端与加热块41固定连接。

如图4-5和图11所示，所述加热块41内设置有融腔47，所述喉管44的下端与融腔47连通，所述挤出机构5输送来的线材在融腔47内进行加热融化。

这样设计，可以通过融腔47加速对线材的融化，进而能够提高送料速度，增大输出流量，并且能够减小送料电机54送料时的阻力、减小送料电机54的磨损。

所述加热块41内设置有加热棒48和温度传感器49，所述加热棒48用于加热加热块41，使进入加热块41内的线材快速融化，所述温度传感器49用于实时检测加热块41的温度。

如图4-5和图11所示，所述喷头2固定设置在加热块41下方，且喷头2与加热块41内的融腔47连通。

这样设计，能够使加热块41的融腔47内融化的线材通过喷头2排出。

如图1所示，所述两进一出单喉管42固定安装在转接板34上，即可实现通过Z轴滑台装置3带动打印装置4实现上下移动。

实施例2：如图12-13所示，上述实施例1中，所述导料装置还可以采用图12-13所示两进一出双喉管7结构，所述两进一出双喉管7的表面上开设有两个分别与进料孔52同轴且相互连通的输料槽43，输料槽43为开放式结构,两输料槽43的轴线相互平行设置，所述输料槽43的内靠近下端的位置分别安装有喉管44所述喉管44的下端与加热块41固定连接，所述两喉管44的下端分别与加热块41内的融腔47连通。

这样设计，能够使挤出机构5运送来的线材可以直接通过输料槽43和喉管44将线材引导进加热块41内的融腔47内进行融化。

在使用，步进电机35转动带动丝杠36转动，丝杠36转动并且在直线滑轨31与滑块32的滑动配合连接下带动滑台33移动，滑台33移动带动转接板34移动，进而带动打印装置4实现上下移动。

然后将线材穿设进进料孔52内，通过弹簧6顶动压线臂58使压线臂58的下端有向前运动的力，进而能够通过轴承59顶动进料孔52内的线材一直接触咬料齿轮55，然后通过送料电机54带动咬料齿轮55转动将线材运送至两进一出单喉管42，线材在两进一出单喉管42的输料槽43和出料槽411的引导下通过喉管44进入加热块41内。

然后加热棒48加热加热块41，使进入加热块41内的线材在融腔47内融化，然后通过喷头2排出，实现堆叠打印。

通过散热风机45能够对两进一出单喉管42进行散热，防止加热块41热传上来的热量使线材在两进一出单喉管42内融化。

当导料装置采用实施例2所示结构时，线材由挤出机构5运送至两进一出双喉管7内，线材在两进一出双喉管7的输料槽43的引导下通过喉管44进入加热块41内，然后加热棒48加热加热块41，使进入加热块41内的线材在融腔47内融化，然后通过喷头2排出，实现堆叠打印。

Claims (10)

1.一种3D打印机Z轴总成机构，包括机架（1），其特征在于：机架（1）的前方设置有喷头（2），机架（1）上设置有用于驱动喷头（2）实现上下运动的Z轴滑台装置（3），喷头（2）的上方设置有用于加热块（41），加热块（41）的上方固定设置有导料装置，导料装置的上方固定设置有挤出机构（5）。

2.根据权利要求1所述的一种3D打印机Z轴总成机构，其特征在于：所述加热块（41）内设置有融腔（47），喷头（2）固定设置在加热块（41）下方且与融腔（47）连通。

3.根据权利要求1或2所述的一种3D打印机Z轴总成机构，其特征在于：所述导料装置包括整体形状呈L形的两进一出单喉管（42），两进一出单喉管（42）的表面上开设有两个开放式的输料槽（43）。

4.根据权利要求3所述的一种3D打印机Z轴总成机构，其特征在于：所述两进一出单喉管（42）内位于两个输料槽（43）下方的位置开设有一开放式的出料槽（411），出料槽（411）的上端与两个输料槽（43）连通，所述两输料槽（43）与出料槽（411）组成Y形结构。

5.根据权利要求4所述的一种3D打印机Z轴总成机构，其特征在于：所述两进一出单喉管（42）的一侧固定连接有用于封装输料槽（43）、出料槽（411）的透明盖板（412）。

6.根据权利要求5所述的一种3D打印机Z轴总成机构，其特征在于：所述挤出机构（5）包括挤出机机座（51），挤出机机座（51）上分别开设有两个穿挤出机机座（51）上下两端面的进料孔（52）、贯穿挤出机机座（51）左右两侧面的第一通孔（53），第一通孔（53）的一侧与进料孔（52）连通。

7.根据权利要求6所述的一种3D打印机Z轴总成机构，其特征在于：所述挤出机机座（51）上开设有两个对称设置且横截面形状呈L形的安装槽（56），安装槽（56）的下端设置有圆柱形的空腔（57），该空腔（57）与进料孔（52）连通，安装槽（56）内转动安装有压线臂（58），压线臂（58）的下端位于空腔（57）内并转动设置有轴承（59），轴承（59）的一侧伸入进料孔（52）内与进料孔（52）内的线材接触。

8.根据权利要求7所述的一种3D打印机Z轴总成机构，其特征在于：所述Z轴滑台装置（3）包括固定安装在机架（1）前端的两个直线滑轨（31），直线滑轨（31）上分别配合滑动连接有滑块（32），滑块（32）的一侧固定连接有滑台（33），滑台（33）远离滑块（32）的一侧固定连接有转接板（34）。

9.根据权利要求8所述的一种3D打印机Z轴总成机构，其特征在于：机架（1）上部固定设置有步进电机（35），步进电机（35）的输出端固连接有丝杠（36），丝杠（36）通过滑台（33）上开设的螺纹孔与滑台（33）螺纹连接。

10.根据权利要求1或2所述的一种3D打印机Z轴总成机构，其特征在于：所述导料装置的整体结构为横截面呈L形的两进一出双喉管（7），两进一出双喉管（7）内开设有两个分别贯穿两进一出双喉管（7）上下两端面的输料槽（43），所述两输料槽（43）的轴线相互平行设置。

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