CN210586997U - 3d打印设备 - Google Patents

Abstract

一种3D打印设备(10)，包括：支撑在框架(12)上的铺砂器模组以及打印头模组；分别支撑在铺砂器模组和打印头模组上的铺砂器(3)和打印头支架(6)，铺砂器(3)和打印头支架(6)可分别相对于铺砂器模组和打印头模组移动；以及支撑在打印头支架(6)上的打印头组件，打印头组件包括构造成可相对于打印头支架(6)移动并升降的打印头(7)。该3D打印设备(10)能够实现3D打印机铺砂与打印同时进行，减少设备运行时的等候时间，提升打印效率。

Description

3D打印设备

技术领域

本实用新型涉及一种新型跟随式双向打印3D打印设备结构，主要应用于铸造用砂型模具的3D打印领域。

背景技术

目前砂型3D打印设备普遍存在打印效率太低、时间成本高、不能满足生产需要的问题。主要原因在于常规的砂型打印设备仅能实现单向铺砂及单向打印，设备在正常铺砂的时候打印头是不工作的，等到砂子铺完后打印头才开始进行打印，打印的同时铺砂器也是停止不工作的，两个机构不能同时工作，相互等候的时候就浪费了大量的时间，造成设备效率的浪费。因此市场上迫切需要一种能边铺砂边打印的新型3D打印设备来提高生产效率。

实用新型内容

针对相关技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种3D打印设备，以实现3D打印机铺砂与打印同时进行，减少设备运行时的等候时间，提升打印效率。

根据本实用新型的实施例，提供了一种3D打印设备，包括：支撑在框架上的铺砂器模组以及打印头模组；分别支撑在铺砂器模组和打印头模组上的铺砂器和打印头支架，铺砂器和打印头支架可分别相对于铺砂器模组和打印头模组移动；以及支撑在打印头支架上的打印头组件，打印头组件包括构造成可相对于打印头支架移动并升降的打印头。

根据本实用新型的实施例，铺砂器和打印头支架可分别相对于铺砂器模组和打印头模组沿框架的长度方向往复移动。

根据本实用新型的实施例，打印头可相对于打印头支架沿框架的宽度方向往复移动。

根据本实用新型的实施例，打印头可相对于打印头支架沿框架的高度方向往复移动。

根据本实用新型的实施例，铺砂器模组进一步包括彼此间隔开设置的第一铺砂器模组和第二铺砂器模组，打印头模组进一步包括彼此间隔开设置的第一打印头模组和第二打印头模组，其中，沿框架的高度方向，打印头模组设置在铺砂器模组的上方。

根据本实用新型的实施例，打印头组件进一步包括用于驱动打印头升降的滑枕。

根据本实用新型的实施例，进一步包括控制器，控制器配置成：用于启动铺砂器沿铺砂器模组移动并进行铺砂、以及用于在铺砂器移动第一距离后延迟启动打印头沿打印头模组与铺砂器同向地移动并进行打印。

根据本实用新型的实施例，控制器进一步配置成用于驱动打印头沿打印头支架升降。

根据本实用新型的实施例，控制器进一步配置成用于驱动打印喷墨系统通过打印头进行喷墨以进行打印。

根据本实用新型的实施例，控制器进一步配置成：用于与第一伺服驱动单元通信连接以驱动铺砂器的铺砂器伺服电机；用于与第二伺服驱动单元通信连接以驱动打印头的打印头伺服电机；以及用于与第三伺服驱动单元通信连接以驱动滑枕的滑枕电机。

本实用新型的有益技术效果在于：

本实用新型提供的一种新型跟随式双向打印3D打印设备结构，实现3D打印机铺砂与打印同时进行，减少设备运行时的等候时间，提升打印效率。从而有效降低砂型成本，更快应对生产需要。

附图说明

图1是本实用新型3D打印设备的一个实施例的结构示意图；以及

图2是本实用新型3D打印设备的控制原理图。

具体实施方式

现结合附图对本实用新型的3D打印设备进行描述。如图1所示，示出了本实用新型3D打印设备的一个实施例的示意性结构。该3D打印设备10包括铺砂器模组、打印头模组、铺砂器3、打印头支架6以及打印头组件。

具体地，铺砂器模组以及打印头模组支撑在框架12上，铺砂器3和打印头支架6分别支撑在铺砂器模组和打印头模组上，并且铺砂器3和打印头支架6可分别相对于铺砂器模组和打印头模组移动。此外，打印头组件支撑在打印头支架6上，并且打印头组件包括构造成可相对于打印头支架6移动并升降的打印头7。

在本实用新型3D打印设备使用过程中，铺砂器3可以相对于铺砂器模组移动并且打印头支架6带动打印头组件的打印头7相对于打印头模组移动，从而使得铺砂器3和打印头7分别可以在同一方向上位移(例如，在如下所述的框架12的长度方向L上)；进一步，打印头组件可以相对于打印头支架6移动，从而使得打印头组件可以在另一方向上位移(例如，在如下所述的框架12的宽度方向W上)；此外，打印头7构造成可相对于打印头支架6升降，从而使得打印头7可以在第三方向上位移(例如，在如下所述的框架12的高度方向H上)。这样，能够实现3D打印机铺砂与打印同时进行，减少设备运行时的等候时间，提升打印效率。从而有效降低砂型成本，更快应对生产需要。

进一步如上所述的，在一个实施例中，铺砂器3和打印头支架6可分别相对于铺砂器模组和打印头模组沿框架12的长度方向L往复移动。打印头7可相对于打印头支架6沿框架12的宽度方向W往复移动。而打印头7可相对于打印头支架6沿框架12的高度方向H往复移动。这样实现了打印头7在立体坐标系中的多方向/多方位移动。

如图1所示，在一个实施例中，铺砂器模组可以进一步包括彼此间隔开设置的第一铺砂器模组1和第二铺砂器模组2。与此对应地，打印头模组可以进一步包括彼此间隔开设置的第一打印头模组4和第二打印头模组5，并且其中，沿框架12的高度方向H，打印头模组设置在铺砂器模组的上方。这样，使得打印头7和铺砂器3可以在空间中彼此错开，从而在使用过程中打印头7和铺砂器3之间的运行不会相互影响。

在一个实施例中，打印头组件可以进一步包括用于驱动打印头7升降的滑枕8。此外，该3D打印设备还可以进一步包括控制器，该控制器可以配置成：用于启动铺砂器3沿铺砂器模组移动并进行铺砂、以及用于在铺砂器3移动第一距离后延迟启动打印头7沿打印头模组与铺砂器3同向地移动并进行打印。这样，铺砂器3和打印头7可以彼此错开一定距离地移动，即，在铺砂器3运行一定距离后再延迟启动打印头7进行打印操作。应当理解，该第一距离可以根据具体使用情况而定，只需满足铺砂器3移动一定距离后再启动打印头7即可，本实用新型并不局限于任何特定的距离。

此外，在一个实施例中，该控制器可以进一步配置成用于驱动打印头7沿打印头支架6升降。在其它实施例中，控制器可以进一步配置成用于驱动打印喷墨系统通过打印头7进行喷墨以进行打印过程。此外，在优选的实施例中，控制器还可以进一步配置成：用于与第一伺服驱动单元通信连接以驱动铺砂器3的铺砂器伺服电机；用于与第二伺服驱动单元通信连接以驱动打印头7的打印头伺服电机；以及用于与第三伺服驱动单元通信连接以驱动滑枕8的滑枕电机。因此，利用控制器可以对本实用新型中各个机构/结构进行各种控制，具体的控制过程将在以下进行详细描述。

在本实用新型的具体使用中，如图1所示，铺砂器3两边通过螺栓连接安装在第一铺砂器模组1和第二铺砂器模组2上。第一铺砂器模组1和第二铺砂器模组2保持等高平行，打印头支架6两边安装在第一打印头模组4和第二打印头模组5上。第一打印头模组4和第二打印头模组5也是等高平行安装。滑枕8通过导轨与滑块安装在打印头支架6上，并且滑枕8可以沿着导轨前后(沿框架12的宽度方向W)、上下(沿框架12的高度方向H)自由运动，打印头7安装在滑枕8的下方，工作箱9在铺砂器3和打印头7的下方。

3D打印机开始工作时，铺砂器3加满砂子从打印机的右边沿着铺砂器模组向左边运动并铺砂，当运动一段距离后，打印头支架6带动滑枕8及打印头7跟随铺砂器3一起向左运动并打印。当铺砂器3运动到最左边时，打印头7也运动到设备左边并位于铺砂器3右边，此时滑枕8上自带的电机运转，滑枕8带动打印头7向上抬升，上升到双向铺砂器3可以从其下方安全通过时停止上升，此时铺砂器3再次从左往右开始铺砂。当铺砂器3通过打印头7后，滑枕8电机反转，滑枕8带动打印头7下降运动，当运动到打印头7下方距离工作箱9上表面3mm处，打印头7停止向下运动，此时打印头支架6带动滑枕8及打印头7跟随铺砂器3一起向右运动并打印。当运行到右端后滑枕6和打印头7重复其在左端时的上下运动过程，铺砂器3同样从其下方通过。整个工作过程中，打印头一直跟随着铺砂器，从而实现了3D打印设备双向铺砂及双向打印。

因此很明显地可以看出，本实用新型中铺砂器3和打印头7的运行都是沿着工作箱的长度方向L运行，这是因为：首先沿着长度方向L运行，运行的长度距离远大于沿着宽度方向W运行的距离，这样可以实现连续运行，停止打印的时间将缩短，大部分时间处于打印状态；其次跟随式打印中要求铺砂器3铺砂的宽度与打印的宽度相同，沿着长度方向L运行铺砂器3和打印头7的制作难度、控制难度将降低。相比于沿宽度方向W铺砂的打印机，虽然一次性铺砂的面积减小，但是不存在铺砂的等待时间，而且打印的等待时间也将不存在，经计算此种运行方式的打印效率将大幅提升。

进一步如图2所示，3D打印设备中的控制器运行打印控制程序，通过E-cat总线进行双向传输，一个方向将信号传输到伺服驱动单元AX1，AX1发出指令给铺砂器伺服电机，铺砂器伺服电机开始执行铺砂的指令；另一个方向上将信号传输到打印服务器，打印服务器将打印头型数据传输到打印喷墨系统，打印喷墨系统此时处于等待喷墨状态。铺砂一定时间后，控制器发出指令给伺服驱动单元AX2，AX2发出指令到打印头伺服电机，打印头伺服电机开始执行打印的指令，与此同时打印喷墨系统开始喷墨；打印头运动到指定位置后控制器发出指令，打印头伺服电机停止运行，喷墨系统停止喷墨。此时，滑枕电机开始运转，打印头上升；滑枕电机停止运行，打印头伺服电机运行，打印头跨过铺砂器向前运动到指定位置，滑枕向下运动到初始高度，此时一整套运动过程执行完毕。

根据以上所述应当理解，上述控制过程仅是对一次控制指令的描述，而后续的运行指令与前次过程的运行动作相同，但是执行的指令是相反方向运行，因此在此不再赘述。通过如此不停的循环，从而实现双向铺砂双向打印。

综上所述，本实用新型提供的新型跟随式双向打印3D打印设备结构，能够实现3D打印机铺砂与打印同时进行，减少设备运行时的等候时间，提升打印效率。从而有效降低砂型成本，更快应对生产需要。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种3D打印设备，其特征在于，包括：

支撑在框架(12)上的铺砂器模组以及打印头模组；

分别支撑在所述铺砂器模组和所述打印头模组上的铺砂器(3)和打印头支架(6)，所述铺砂器(3)和所述打印头支架(6)可分别相对于所述铺砂器模组和所述打印头模组移动；以及

支撑在所述打印头支架(6)上的打印头组件，所述打印头组件包括构造成可相对于所述打印头支架(6)移动并升降的打印头(7)。

2.根据权利要求1所述的3D打印设备，其特征在于，所述铺砂器(3)和所述打印头支架(6)可分别相对于所述铺砂器模组和所述打印头模组沿所述框架(12)的长度方向(L)往复移动。

3.根据权利要求2所述的3D打印设备，其特征在于，所述打印头(7)可相对于所述打印头支架(6)沿所述框架(12)的宽度方向(W)往复移动。

4.根据权利要求3所述的3D打印设备，其特征在于，所述打印头(7)可相对于所述打印头支架(6)沿所述框架(12)的高度方向(H)往复移动。

5.根据权利要求1所述的3D打印设备，其特征在于，所述铺砂器模组进一步包括彼此间隔开设置的第一铺砂器模组(1)和第二铺砂器模组(2)，所述打印头模组进一步包括彼此间隔开设置的第一打印头模组(4)和第二打印头模组(5)，

其中，沿所述框架(12)的高度方向(H)，所述打印头模组设置在所述铺砂器模组的上方。

6.根据权利要求1所述的3D打印设备，其特征在于，所述打印头组件进一步包括用于驱动所述打印头(7)升降的滑枕(8)。

7.根据权利要求6所述的3D打印设备，其特征在于，进一步包括控制器，所述控制器配置成：用于启动所述铺砂器(3)沿所述铺砂器模组移动并进行铺砂、以及用于在所述铺砂器(3)移动第一距离后延迟启动所述打印头(7)沿所述打印头模组与所述铺砂器(3)同向地移动并进行打印。

8.根据权利要求7所述的3D打印设备，其特征在于，所述控制器进一步配置成用于驱动所述打印头(7)沿所述打印头支架(6)升降。

9.根据权利要求8所述的3D打印设备，其特征在于，所述控制器进一步配置成用于驱动打印喷墨系统通过所述打印头(7)进行喷墨以进行所述打印。

10.根据权利要求9所述的3D打印设备，其特征在于，所述控制器进一步配置成：

用于与第一伺服驱动单元通信连接以驱动所述铺砂器(3)的铺砂器伺服电机；

用于与第二伺服驱动单元通信连接以驱动所述打印头(7)的打印头伺服电机；以及

用于与第三伺服驱动单元通信连接以驱动所述滑枕(8)的滑枕电机。

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