CN211105646U - 蜡质自动给料3d打印机 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种蜡质自动给料3D打印机，它有机架、打印板、驱动电机和打印头，打印板安装在丝杆和Z轴上移动，丝杆由Z轴电机驱动，打印头装在打印头支架上，打印头支架穿在X轴上，X轴支架穿在Y轴上，打印头支架和X轴支架通过同步带与一对Y轴电机连接传动，Y轴电机同速同向转动时带动X轴支架移动，同速异向转动时带动打印支架移动，打印头与蜡质给料机构连接给料，蜡质给料机构由料筒和安装在料筒的螺旋绞龙构成，料筒上口与绞龙支架连接，绞龙安装在绞龙支架上，绞龙伸进料筒，料筒的下口为锥形出料口并与打印头连通，绞龙由绞龙电机驱动，打印头和各电机与控制单元间有电连接。本实用新型能够将蜡质材料以适合状态顺利供给打印头，打印出所需的器物。

Description

蜡质自动给料3D打印机

技术领域

本实用新型是一种蜡质自动给料3D打印机。

背景技术

随着现代人类不断发展，人工智能的诞生，使制造业也迈向智能制造，人工智能，感应控制，全新材料等都使现在制造行业有了新的突破。3D打印技术也随科技的进步，得以实现。将来，3D打印技术将向更加精细化、更加平民化、更加智能化迈进。3D打印技术将追求更高的精度，更快的速度，高度人工智能，多头打印，产品质量更加优质。3D打印材料的研发也是发展的重要方向，如陶土，蜡烛，水泥等普通材料；如纳米，光敏树脂，复合的新型材料；如铁，铝，铜等合金材料。机体的体积桌面化，操作更加简单，打印产品的尺寸大小，生产成本以及使用成本等对3D打印机提出新的要求。

3D打印技术应用各个领域，使各个领域迎来新的发展契机。但3D打印技术是依托于材料的，而材料成为3D打印技术能否应用于产业发展的瓶颈。蜡质材料作为3D打印的材料有其特殊性，至今尚未见到相关的应用。

发明内容

本实用新型的目的就是提出一种蜡质自动给料的3D打印机，使之能够将蜡质材料顺利供给打印头，打印出所需的器物。

本实用新型的目的通过如下手段实现：

一种蜡质自动给料3D打印机，它有机架、打印板、Z轴电机、XY轴电机和打印头，其特征在于打印板通过一对竖向丝杆和两对Z轴安装在机架上作上下移动，竖向丝杆由Z轴电机驱动，在打印板上方，打印头支架穿在X轴上，X轴支架穿在Y轴上，X轴支架和打印头支架通过同步带与一对Y轴电机传动， Y轴电机同速同向转动时带动Y轴支架移动，同速异向转动时带动打印支架移动，打印头装在打印头支架上并与蜡质给料机构连接，蜡质给料机构由料筒和螺旋绞龙构成，料筒上口与绞龙支架连接，绞龙通过轴承安装在绞龙支架上并伸进料筒，料筒的下口为锥形出料口，锥形出料口通过管道与打印头连通，绞龙轴与绞龙电机间通过皮带或链方式连接传动，打印头和各电机与控制单元间有电连接。

所述Z轴电机和Y轴电机均为两相42步进电机。

所述控制单元为单片机。

所述打印板与丝杆间有螺旋副连接，与竖向光轴间有直线轴承连接滑动。

所述打印板通过打印板支架和横梁安装在Z轴和丝杆上，打印板支架与丝杆间有螺母构成丝杆传动副。

本实用新型的工作原理如下：

使用时先打开料筒将粉状蜡质材料装入料筒。

系统由单片机控制，通过三维建模软件构建模型，通过切片软件切片得到相关数据，由单片机对数据建立必要的支撑结构，再从单片机输出控制指令，蜡质给料机构的螺旋绞龙在电机的驱动下旋转，压入物料进入打印头，打印头有加热模组对材料进行加热，并通过一定的控制电路驱动电机，电机作为动力源输给X、Y两个方向动力，带动打印头移动，Z轴电机输出动力，带动丝杠螺母，打印平面上下移动。螺旋绞龙转速和喷头控制材料喷出量。

本实用新型的特点是：能够将蜡质材料以适当的温度和半流质状态顺利供给打印头，打印出所需的器物。

附图说明

图1是本实用新型机架、打印头和蜡质给料机构连接关系示意图。

图2是本实用新型的机架、打印板、三维轴、驱动电机和打印头集成立体图。

图3是蜡质给料机构结构示意图（正剖面，部分省略）。

图4是X轴和Y轴驱动电机与打印头之间的同步带传动关系图。

图1－4中，各零部件的标号如下：

1－机架（525mm铝架）；2－角码；3－牵杆（455mm铝杆）；4－Z轴下支架；5－Z轴电机；6－下电机支架；7－联轴器；8－竖向光轴（直线导轨）；9－丝杆；10－直线轴承；11－打印板支架；12－横梁；13－打印板；14－X轴支架；15－Y轴；16－Z轴上支架；17－Y轴支架；18－Y轴电机甲；19－同步带轮；20－同步带；21－X轴；22－打印头支架；23－打印头；24－螺母；25－Y轴电机乙；26－卡环；27－轴承；28－螺旋轴；29－绞龙支架；30－挡圈；31－螺栓；32－螺栓螺母；33－料筒；34－螺旋绞龙；35－出料口。

具体实施方式

下面结合附图进一步说明本实用新型。

如图1－4所示，3D打印机的机架1用525mm的铝型材制作，它用455mm铝型材作为牵杆3加固机架。在两侧的下层牵杆上对称安装Z轴下支架4、Z轴电机5和一对Z轴8，Z轴上支架16和丝杆的轴承安装在上层的牵杆上。一对打印板支架11用直线轴承11穿在Z轴上，同时用螺母24安装在丝杆上，丝杆通过联轴器7与Z轴电机连接传动。

两个打印板支架间固定一对横梁12，打印板13安装固定在横梁上。

一对Y轴通过Y轴支架17安装在机架上层牵杆上，Y轴上穿装一对X轴支架14，一对X轴支架间安装X轴21，X轴上穿装打印头支架22。X轴支架和打印头支架用同步带与Y轴电机甲18和Y轴电机乙25连接牵拉传动，实现打印头作X轴和Y轴两个维度的移动。如上所述，Y轴电机甲和Y轴电机乙通过同步带连接传动方式实现对打印头支架的X轴和Y 轴方向的移动。此两电机均为同步电机，该两同步电机同向同速转动时，带动打印头支架在Y轴上移动（正转前进反转后退），该两同步电机同速反向转动时带动打印头支架在X轴上左右移动。更具体的可以参阅现在的双Z轴3D打印机。

同步带在转角处有带轮接转传动。

打印头的进料口有管道与蜡质给料机构连通。

蜡质给料机构的料筒33和一直圆筒，上口通过法兰结构与绞龙支架29通过螺栓31和螺栓螺母32连接。螺旋绞龙34用一对螺旋轴承27安装在绞龙支架中，螺旋叶片伸入料筒中。料筒的下口为有锥度的出料口10，该出料口有管道与打印头连接。每次使用时将粉粒头石蜡装入料筒与螺旋绞龙的缝隙间。

绞龙轴通过链条或皮带方式与绞龙电机实现连接传动。

如上所述，绞龙电机、Z轴电机和Y轴电机甲、Y轴电机乙，以及打印头间均与控制单元间有电连接。所述控制单元为单片机。

未提及的零部件及标号如上所述。

打印头上的3D打印喷头将打印耗材收纳，并通过加热将蜡质耗材及时充分地熔化，将耗材由固态转化为熔融状态。而且能将耗材均匀从小径喷口喷出，按输出指令运动，将耗材堆积成型。该喷头将耗材喷出，提供打印所需材料，为此，它加热固体粉末，使它成为熔融状态并实时定量输出到打印板堆积。

打印板和打印头的所有运动都是直线运动，使用限位开关来对直线运动进行控制。

使用三维建模软件进行建模，然后通过切片软件CURE进行切片，导入3D单片机进行打印。

通过UG三维设计模拟构建3D打印机主体，并装配即可。

Claims (5)

1.一种蜡质自动给料3D打印机，它有机架、打印板、Z轴电机、XY轴电机和打印头，其特征在于打印板通过一对竖向丝杆和两对Z轴安装在机架上作上下移动，竖向丝杆由Z轴电机驱动，在打印板上方，打印头支架穿在X轴上，X轴支架穿在Y轴上，X轴支架和打印头支架通过同步带与一对Y轴电机传动， Y轴电机同速同向转动时带动Y轴支架移动，同速异向转动时带动打印支架移动，打印头装在打印头支架上并与蜡质给料机构连接，蜡质给料机构由料筒和螺旋绞龙构成，料筒上口与绞龙支架连接，绞龙通过轴承安装在绞龙支架上并伸进料筒，料筒的下口为锥形出料口，锥形出料口通过管道与打印头连通，绞龙轴与绞龙电机间通过皮带或链方式连接传动，打印头和各电机与控制单元间有电连接。

2.根据权利要求1所述蜡质自动给料3D打印机，其特征在于Z轴电机和Y轴电机均为两相42步进电机。

3.根据权利要求1所述蜡质自动给料3D打印机，其特征在于所述控制单元为单片机。

4.根据权利要求1所述蜡质自动给料3D打印机，其特征在于打印板与丝杆间有螺旋副连接，与竖向光轴间有直线轴承连接滑动。

5.根据权利要求1所述蜡质自动给料3D打印机，其特征在于打印板通过打印板支架和横梁安装在Z轴和丝杆上，打印板支架与丝杆间有螺母构成丝杆传动副。

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