CN212194225U - 轴向驱动型3d打印机成型部件结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种轴向驱动型3D打印机成型部件结构。其包括缸筒、底盘、缸体端盖、电磁铁机构和Z轴驱动机构；缸体端盖连接于缸筒下端；缸体端盖上预留有容Z轴驱动机构穿过的空间；Z轴驱动机构与缸体端盖保持相对静止，并从缸体端盖预留的空间延伸进缸筒内部；电磁铁机构连接于Z轴驱动机构延伸进缸筒内的端部；底盘设置于电磁铁机构远离Z轴驱动机构的表面，底盘与缸筒的尺寸相匹配；电磁铁机构通过通电和断电来实现对底盘的吸附和释放。本设计采用电磁铁吸附的方式安装固定底盘，取放便捷，Z轴驱动机构采用螺母转动、丝杠轴平移的方式，可提高装置紧凑性，降低摩擦讯号，提高控制精度。

Description

轴向驱动型3D打印机成型部件结构

技术领域

本实用新型涉及一种3D打印机结构组件，尤其是一种从轴向直接进行驱动的3D打印机成型缸体组件部分结构。

背景技术

3D打印装置对于结构类产品的制作而言，具有成型快速、制作精度高、原材料成本较低等特点。其运用粉末状原材料，通过逐层打印的方式来实现对产品的制造。根据材料的种类及其使用，现已被研发并使用的有熔融沉积造型术、激光立体印刷术和选择型激光烧结术等细分类型的3D打印装置。其中，采用选择型激光烧结术来实现的3D打印装置较为常见。

常见的类型包括采用SLS选择性激光烧结术和采用SLM选择性激光熔化术的3D打印装置，两种类型均属于使用激光作为能量介质的3D打印技术。两种类型中，相较于SLS选择性激光烧结术而言，SLM在增材制造的过程中用激光使粉体完全熔化，不需要黏结剂，成型的精度和力学性能都比SLS要好，因此，较SLS选择性激光烧结术而言，在某些领域的应用前景要好，例如在医疗、汽车、航天等领域都有极大应用前景。以牙科领域为例，现阶段主要的SLM型3D打印机激光频率主要在200w到500w之间，根据工作时实际激光光斑能量和对应粉层的熔融温度，粉末的工艺层厚多在0.02mm到0.05mm之间。

对于SLM型3D打印机而言，其通常包括供料装置、成型装置、铺粉装置、激光装置和粉料回收装置。其中，成型装置的缸体内，由于是作为产品的成型区域，需要在打印过程中为产品提供支撑面，同时，打印完成的产品还需要转移，现有方案的底盘通常通过螺栓等来进行安装固定，在安装和取出时均不方便，现有的直接通过手或工具转移产品的方案容易损伤到刚打印完成的产品。同时，由于受每次安装的力度影响，会对底盘造成一定的损伤，手动安装也可能会使底盘表面出现倾斜。

此外，由于打印过程中需要供料和逐层成型，相应缸体内的底盘需要使用到驱动装置来驱动。常见的驱动装置结构采用丝杠传动方式，通常的，采用丝杠转动，传动丝杠螺母平移，再配合导轨和滑块，实现竖轴上对底盘的驱动。例如CN110722790A所公开的一种3D增材运动系统及其方法中所采用的驱动结构。

该种类型的驱动结构的丝杠轴的位置是固定的，即在设计和安装时，需要为丝杠轴及其相连的设备预留较大的安装空间，使得装置整体结构松散，空间利用率不高。同时，该种传动方式只能通过与丝杠轴并排的侧边（而不能直接从轴向）对底盘进行传动，因此，要求丝杠轴贯穿底盘的整个活动空间，底盘与丝杠轴并排设置，并还需配置相匹配的滑块和导轨来实现传动和方向的固定，结构复杂，摩擦损耗大。此外，丝杠轴转动进行传动的精度不高，对铺粉层厚有极大影响，难以满足高精度打印的要求。

实用新型内容

本实用新型的发明目的在于：针对上述存在的问题，提供一种轴向驱动型3D打印机成型部件结构，以便携地安装和取出成型缸体内作为支撑的底盘。

本实用新型采用的技术方案如下：

一种轴向驱动型3D打印机成型部件结构，包括缸筒、底盘、缸体端盖、电磁铁机构和Z轴驱动机构;缸体端盖连接于缸筒下端；缸体端盖上预留有容Z轴驱动机构穿过的空间；Z轴驱动机构与缸体端盖保持相对静止，并从缸体端盖预留的空间延伸进缸筒内部；电磁铁机构连接于Z轴驱动机构延伸进缸筒内的端部；底盘设置于电磁铁机构远离Z轴驱动机构的表面，底盘与缸筒的尺寸相匹配；电磁铁机构通过通电和断电来实现对底盘的吸附和释放。

采用电磁铁机构对底盘进行吸附和释放，使得底盘的安装和取出相当边便捷，底盘具备整个工作平面。安装过程无需与底盘接触，每一次的安装均不会损坏到底盘表面，也不会存在因手动安装过程施加的压力不同而使底盘出现倾斜的状况。此外，采用Z轴驱动机构对底盘进行轴向驱动，将其直接安装于底盘底部，驱动机构和底盘公用一部分空间，无需为驱动机构预留完整的安装区域，提高了装置器件的紧凑性，提高了空间利用率。

进一步的，所述底盘底部设有凹槽，该凹槽内嵌有相匹配的、可被磁铁吸附的吸附件。

由于材料的要求，使得在某些情况下，底盘不能具备被磁铁吸附的特性。采用上述结构即可解决该问题。

进一步的，所述缸体端盖顶面设置有防撞机构。由于是进行轴向直接驱动，电磁铁机构与Z轴驱动机构在同一轴上，因此，在电磁铁机构活动到行程边缘时，可能会撞击到缸体端盖顶部，设置防撞机构可以避免或减轻撞击对两者的损伤，同时也对撞击起到缓冲作用。

进一步的，所述Z轴驱动机构包括侧板、底板、止推球轴承固定座、直线轴承固定座、光杆、丝杠轴、丝杠螺母、光杆底部固定板、Z轴伺服电机、电机安装座、第一同步机构、第二同步机构和同步机构连接件；其中：

底板固定于侧板的一端，侧板的另一端安装到缸体端盖上远离底盘一侧；Z轴伺服电机通过电机安装座与侧板保持相对静止关系，第二同步机构安装于Z轴伺服电机轴端；丝杠轴垂直贯穿底板和缸体端盖；在底板与缸体端盖之间，围绕丝杠轴均匀设置有至少一个直线轴承固定座，各直线轴承固定座均平行于丝杠轴；至少一直线轴承固定座内部设有双衬型直线轴承，至少一双衬型直线轴承内贯穿设置光杆；底板上开有供光杆、丝杠轴通过的过孔；光杆、丝杠轴顶部均连接于电磁铁结构底端，光杆、丝杠轴底部均与光杆底部固定板连接；丝杠螺母设置于丝杠轴上，丝杠螺母与同步机构连接件固定相连，同步机构连接件上安装有止推球轴承，止推球轴承固定于止推球轴承固定座上，在止推球轴承固定座上设置有轴承挡盘，轴承挡盘与止推球轴承相邻设置，用于限制止推球轴承相对于止推球轴承固定座的运动；第一同步机构设置于同步机构连接件上，与Z轴伺服电机轴侧对应设置的第二同步机构保持同步传动关系。

Z轴伺服电机驱动第二同步机构活动，进而带动第一同步机构转动，第一同步机构带动同步机构连接件转动，进而带动丝杠螺母转动，由此驱动丝杠轴平移，从而驱动电磁铁机构（及底盘）沿轴向做往复运动。该Z轴驱动结构通过螺母转动、丝杠轴平移的方式，实现了从轴向直接驱动的效果，丝杠轴不必贯穿整个底盘的活动空间，具有移动性，从而可以在其活动空间进行器件集成安装，提高装置的紧凑性。此外，该结构也无需安装导轨和滑块，采用直线轴承导向的方式，可以大幅降低摩擦损耗，同时提高控制精度（直线轴承便于精确控制）。

进一步的，所述第一同步机构和第二同步机构分别由至少两个同步带轮构成。当然，也可采用同等厚度的一个带轮。该设计可以满足较大负载的需求。

进一步的，所述电机安装座包括Z轴电机安装座横板和Z轴电机安装座竖板；Z轴电机安装座横板与所述Z轴电机安装座竖板垂直相连；所述Z轴电机安装座竖板垂直安装在缸体端盖上或底板上；所述Z轴伺服电机安装于所述Z轴电机安装座横板上。

进一步的，所述Z轴电机安装座横板远离Z轴电机安装座竖板一端，设置有至少一杆状支座，该杆状支座连接到缸体端盖或底板上。该设计可以进一步提高Z轴伺服电机运行时的稳定性。

进一步的，丝杠轴的两端分别设置有第一轴承支座、第一轴衬、第二轴承支座和第二轴衬；第一轴衬设置于第一轴承支座的内圈，第一轴衬内圈连接丝杠轴的一端；第二轴衬设置于第二轴承支座的内圈，第二轴衬内圈连接丝杠轴的另一端；第一轴承支座安装于光杆底部固定板中心，第二轴承支座安装于电磁铁底部中心。

上述设计采用轴衬的方式连接丝杠轴，可以先将支座部分固定到电磁铁机构上，再安装丝杠轴。常规的采用螺栓安装丝杠轴的方式，需要直接将丝杠轴安装到底盘，操作不便。相较于此，本设计具有方便、快捷安装丝杠轴的特点。

进一步的，所述光杆的一端通过热熔螺母连接到所述光杆底部固定板，另一端通过插销结构连接有一光杆支座，所述光杆支座安装于所述电磁铁机构底部。

光杆需要连接到电磁铁机构底部，如果采用螺栓进行连接，需要直接固定光杆，操作不便。本设计采用插销连接的方式，只需先安装光杆支座（体积尺寸较小），即可以方便、快捷得完成光杆的安装。

进一步的，所述电磁铁机构由上而下包括定位盘、隔热盘和联接盘；所述底盘底面中部设计有凹孔，定位盘顶面中部有圆柱定位柱，该圆柱定位柱与所述底盘底面中部凹孔相匹配；所述定位盘外侧有一圈羊毛毡，所述羊毛毡设置于所述定位盘侧边；所述定位盘内部均匀分布有若干电磁铁；所述隔热盘由隔热材质加工而成，所述隔热盘内有过线槽；所述隔热盘和所述联接盘上均开设有相匹配的线束过孔；所述联接盘侧面设有密封圈；所述联接盘底部连接Z轴驱动机构的顶端。

定位柱和凹孔的配合设计可以方便底盘的安装固位，羊毛毡可以有效防止粉料下漏，且不会造成拉缸损坏缸体，密封圈起到防漏气的作用，电磁铁穿过定位盘从而吸附底盘将其固定。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本实用新型的有益效果是：

1、本设计采用电磁铁吸附的方式安装固定底盘，取放操作便捷、简单，不受人为受力的影响，不会损伤底盘，也不会出现底盘倾斜现象。

2、本设计采用Z轴直接驱动的方式，可将Z轴驱动机构直接安装于底盘轴向的活动区域，进而实现大量器件的集成安装，提高了装置的紧凑性。此外，本设计采用螺母转动、丝杠轴平移的方式，来完成对底盘的轴向驱动，无需安装导轨和滑块等配件，精简了结构，降低了摩擦损耗，采用直线轴承的导向可以大幅提高运行的精度。

附图说明

图1是成型部件结构图。

图2、3分别是缸筒内组件的爆炸图的俯视、仰视图。

图4、5均是缸体端盖和底板间的结构图，其中，图5为去除止推球轴承固定座的结构图。

图6是光杆底部固定板上的结构图。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型作详细的说明。

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例一

本实施例公开了一种轴向驱动型3D打印机成型部件结构，如图1所示，包括缸筒101、底盘1030、缸体端盖103、电磁铁机构和Z轴驱动机构。缸体端盖103连接于缸筒101下端；缸体端盖103上预留有容Z轴驱动机构穿过的空间；Z轴驱动机构固定于缸体端盖103上，并从缸体端盖103预留的空间延伸进缸筒101内部；电磁铁机构连接于Z轴驱动机构延伸进缸筒101内的端部；底盘1030设置于电磁铁机构远离Z轴驱动机构的表面，底盘1030与缸筒101的尺寸相匹配；电磁铁机构通过通电和断电来实现对底盘1030的吸附和释放。

由于打印时某些特殊材料的要求，底盘1030不能具备被磁铁吸附的性质。因此，如图3所示，底盘1030底部设有凹槽1031，该凹槽1031内嵌（固定）有相匹配的、可被磁铁吸附的吸附件。在一个实施例中，凹槽1031为方形环状，对应的吸附件为方形环条1029。吸附件的表面略低于底盘1030表面。

为尽量减轻电磁铁机构下降时对缸体端盖103的撞击作用，如图1所示，在缸体端盖103顶面设置有防撞机构。例如防撞柱，优选橡胶等弹性材料制成。

实施例二

本实施例公开了一种Z轴驱动机构的结构，如图4、5所示，其包括侧板104、底板107、止推球轴承固定座105、直线轴承固定座106、光杆108、丝杠轴1012、丝杠螺母1014、光杆底部固定板109、Z轴伺服电机1013、电机安装座、第一同步机构、第二同步机构和同步机构连接件1015。底板107固定于侧板104的一端。可与侧板104成L型。侧板104的另一端安装到缸体端盖103上远离底盘1030一侧。Z轴伺服电机1013通过电机安装座与侧板104保持相对静止关系，第二同步机构安装于Z轴伺服电机1013轴端。丝杠轴1012垂直贯穿底板107和缸体端盖103。在底板107与缸体端盖103之间，围绕丝杠轴1012均匀设置有至少一个（如两个或三个）直线轴承固定座106，各直线轴承固定座106均平行于丝杠轴1012。至少一直线轴承固定座106内部设有双衬型直线轴承，部分或全部双衬型直线轴承内贯穿设置光杆108。底板107上开有供光杆108、丝杠轴1012通过的过孔。光杆108、丝杠轴1012顶部均连接于电磁铁结构底端，光杆108、丝杠轴1012底部均与光杆底部固定板109连接。丝杠螺母1014设置于丝杠轴1012上，丝杠螺母1014与同步机构连接件1015固定相连，同步机构连接件1015上安装有止推球轴承 1039，止推球轴承 1039固定于止推球轴承固定座105上，在止推球轴承固定座105上设置有轴承挡盘1040，轴承挡盘1040与止推球轴承 1039相邻设置，用于限制止推球轴承 1039相对于止推球轴承固定座105的运动。第一同步机构设置于同步机构连接件1015上，与Z轴伺服电机1013轴侧对应设置的第二同步机构保持同步传动关系。在同步机构连接件1015靠端部方向、与第一同步机构相邻的位置，设置有同步机构锁紧机构，以固定第一同步机构的位置。

在具体实施过程中，第一同步机构和第二同步机构为相互匹配的结构，可同时选用齿轮、同步带轮或其他同步结构。例如均选用同步带轮时，两者通过同步带或同步齿条保持同步传动关系。进一步的，在选用同步带轮时，考虑到负载的情况，各同步机构的同步带轮（通用选型）至少为两个，并排设置（可焊接为一整体）；或者，选用厚度相当的一个同步带轮来完成。

实施例三

本实施例公开了一种Z轴驱动机构的结构。如图4、5所示，Z轴驱动结构包括侧板104、底板107、止推球轴承固定座105、直线轴承固定座106、光杆108、丝杠轴1012、丝杠螺母1014、光杆底部固定板109、Z轴伺服电机1013、Z1电机安装座横板1017、Z1电机安装座竖板1020、第一同步带轮组、第二同步带轮组、同步带1019和同步机构连接件1015。第一同步带轮组和第二同步带轮组分别包含至少一个同步带轮。

底板107固定于侧板104的一端，与侧板104成L型，侧板104的另一端安装于缸体端盖103上远离底盘1030一侧。侧板104和底板107可为一体成型的L型元件。止推球轴承固定座105与侧板104保持相对静止关系。丝杠轴1012垂直贯穿底板107中部和缸体端盖103，直线轴承固定座106至少为一个（如两个或三个），设置于底板107和缸体端盖103之间，围绕丝杠轴1012均匀分布，且均平行于丝杠轴1012。每一直线轴承固定座106内部均有双衬型直线轴承，如图6所示，各双衬型直线轴承内贯穿设置光杆108。底板107上开有供光杆108、丝杠轴1012通过的过孔。光杆108、丝杠轴1012顶部均连接到电磁铁机构底部，光杆108、丝杠轴1012底部均与光杆底部固定板109连接。丝杠轴1012上有一丝杠螺母1014，丝杠螺母1014与同步机构连接件1015固定相连，同步机构连接件1015上安装有止推球轴承 1039，止推球轴承 1039固定于止推球轴承固定座105上，在止推球轴承固定座105上还设置有轴承挡盘1040，轴承挡盘1040与止推球轴承 1039相邻设置，轴承挡盘1040限制止推球轴承 1039相对于止推球轴承固定座105运动。Z1电机安装座横板1017与所述Z1电机安装座竖板1020垂直相连，所述Z1电机安装座竖板1020垂直安装在缸体端盖103上或底板107上。两者可为一体加工成型。Z轴伺服电机1013安装于所述Z1电机安装座横板1017上。第一同步带轮组固定设置于同步机构连接件1015上，在同步机构连接件1015靠端部方向、与第一同步带轮组相邻的位置，设置有带轮锁紧螺母117，第二同步带轮组设置于Z轴伺服电机轴上。第一同步带轮组通过同步带 1019与Z轴伺服电机轴侧对应设置的第二同步带轮组相连。

如图5所示，为了提高Z轴伺服电机1013运行时的稳定性，在Z1电机安装座横板1017远离Z1电机安装座竖板1020一端，设置有至少一圆柱支座1016（或其他杆状），该圆柱支座1016连接到缸体端盖103或底板107上，以将所述Z1电机安装座横板1017进一步固定，提高Z1电机安装座横板的稳定性。

实施例四

本实施公开了一种Z轴驱动机构的结构。Z轴驱动机构包括侧板104、底板107、止推球轴承固定座105、直线轴承固定座106、光杆108、丝杠轴1012、丝杠螺母1014、光杆底部固定板109、Z轴伺服电机1013、Z1电机安装座横板1017、Z1电机安装座竖板1020、第一同步带轮组、第二同步带轮组、同步带1019和同步机构连接件1015。第一同步带轮组和第二同步带轮组分别包含至少一个同步带轮。

如图4、5所示，底板107固定于侧板104的一端，与侧板104成L型，侧板104的另一端用于安装到缸体端盖103上远离底盘1030一侧。侧板104和底板107可为一体成型的L型元件。止推球轴承固定座105固定安装于侧板104或底板107的内侧。丝杠轴1012垂直贯穿底板107中部，直线轴承固定座106为三个，围绕丝杠轴1012均匀分布，且均平行于丝杠轴1012。各直线轴承固定座106的一端分别设置于底板107靠缸体端盖103一侧，另一端连接到缸体端盖103上。每一直线轴承固定座106内部均有双衬型直线轴承，各双衬型直线轴承内均贯穿设置光杆108。底板107上开有供光杆108、丝杠轴1012通过的过孔。光杆108、丝杠轴1012顶部连接到电磁铁机构底部，光杆108、丝杠轴1012底部均与光杆底部固定板109连接。具体而言，丝杠轴1012的两端分别设置有第一轴承支座1011、第一轴衬1010、第二轴承支座1041和第二轴衬 1042。第一轴衬1010设置于第一轴承支座1011的内圈，第一轴衬1010内圈连接丝杠轴1012的一端；第二轴衬1042设置于第二轴承支座1041的内圈，第二轴衬1042内圈连接丝杠轴1012的另一端；第一轴承支座1011安装于光杆底部固定板109中心，第二轴承支座1041安装于电磁铁底部中心。如图6所示，光杆108的一端通过热熔螺母1043连接到光杆底部固定板109，另一端通过插销结构连接有一光杆支座1032，光杆支座1032安装于电磁铁机构底部。具体的，通过螺栓和垫片贯穿光杆底部固定板109，将热熔螺母1043固定到光杆底部固定板109，以实现光杆108与光杆底部固定板109的连接；光杆108靠光杆支座1032端部垂直于轴向开设有小孔，在光杆支座1032对应位置开设有相匹配的通孔，圆柱销1033以垂直光杆108方向通过光杆支座1032上的通孔和光杆108上的小孔，实现光杆108和光杆支座1032间的快捷连接。先将光杆支座1032安装到电磁铁机构上，再通过圆柱销1033将光杆108连接到光杆支座1032上，从而完成光杆108另一端的安装。

丝杠轴1012上有一丝杠螺母1014，丝杠螺母1014与同步机构连接件1015固定相连，同步机构连接件1015上安装有止推球轴承 1039，止推球轴承 1039固定于止推球轴承固定座105上，并通过相邻设置的轴承挡盘1040限制止推球轴承 1039的运动。在一个实施方式中，考虑到负载，止推球轴承 103设计为两个或更多。第一同步带轮组固定设置于同步机构连接件1015上，在同步机构连接件1015靠端部方向、与第一同步带轮组相邻的位置，设置有带轮锁紧螺母117，第二同步带轮组设置于Z轴伺服电机轴上。第一同步带轮组通过同步带 1019与Z轴伺服电机轴侧对应设置的第二同步带轮组相连。在一个实施方式中，考虑到负载，一个同步带轮太薄，第一同步带轮组包括两同步带轮A 115（或更多），对应的，第二同步带轮组也包括两个同步带轮B 114（或更多），两个同步带轮A115通过两根同步带 1019分别与两同步带轮B 114相连。在具体实施时，第一同步带轮组将两同步带轮A 115焊接为一体，第二同步带轮组将两同步带轮B 114焊接为一体（或分别选用焊接后厚度差不多的同步带轮代替）。Z1电机安装座横板1017与所述Z1电机安装座竖板1020相连，构成L型，所述Z1电机安装座竖板1020垂直安装在缸体端盖103上远离底盘1030一侧。两者可为一体加工成型。特别地，为提高电机的安装稳定性，在Z1电机安装座横板1017远离Z1电机安装座竖板1020一端，设置有一圆柱支座1016，该圆柱支座1016用于连接到缸体端盖103或底板107上，以将所述Z1电机安装座横板1017进一步固定。Z轴伺服电机1013安装于所述Z1电机安装座横板1017上。

实施例五

本实施例公开了一种电磁铁机构的结构。电磁铁机构呈盘状，以与底盘1030间实现面连接，进而防止底盘1030在运动过程中出现偏转，提高运行的稳定性。

如图1、2、3所示，电磁铁机构由上而下包括定位盘1028、隔热盘1025和联接盘1024。底盘1030底面中部设计有凹孔1037，定位盘1028顶面中部有圆柱定位柱1036，该圆柱定位柱1036与所述底盘1030底面中部凹孔1037配合。定位盘1028外侧有一圈羊毛毡1026，羊毛毡1026设置于定位盘1028侧边。所述定位盘1028内部均匀分布有若干电磁铁。底盘1030被吸附于定位盘1028上完成安装固定。隔热盘1025由隔热材质加工而成；隔热盘1025内有过线槽1035，方便电磁铁的线束走线。隔热盘1025和联接盘1024上均开设有相匹配的线束过孔，以方便线束通过。联接盘1024侧面设有密封圈1023，以起到气密作用。联接盘1024底部连接Z轴驱动机构的顶端。在一个实施例中，定位盘1028通过若干螺钉与联接盘1024固定，隔热盘1025被夹于定位盘1028和联接盘1024之间，隔热盘1025上有对应螺钉过孔。

电磁铁可选为断电保持型磁铁，该种类型的电磁铁在通电时磁性消失，断电时带有磁性，打印工作开始时磁铁不通电。安装底盘1030时，先将定位盘1028升起，将底盘1030底部凹孔1037与定位盘1028中心圆柱定位柱1036对齐后放下，此时由于均布的断电保持型磁铁1027作用，底盘1030被紧紧水平吸附，实现安装。打印完成时，先将定位盘1030升起，给断电保持型磁铁1027通电，磁性吸力消失，即可轻松、快速取出底盘1030。在一个具体实施方式中，电磁铁为8个，成环状围绕圆柱定位柱1036均匀排布于定位盘1026上。

SLM型3D打印机所用粉材通常硬度较大，为了避免缸筒101内发生拉缸现象，缸筒101内所有的盘件（联接盘1024、隔热盘1025、定位盘1028、底盘1030）的尺寸比缸筒101内壁尺寸单边略小。定位盘1028侧边的羊毛毡1026比其（定位盘1028）端面略低。开始打印后，粉末会先填满底盘1030与缸壁之间的缝隙，由于致密型细羊毛毡的作用，可有效阻挡粉末继续下移。联接盘1024侧边处的密封圈1023主要作用为封气，羊毛毡1026相较于密封圈压缩性更好，且其组织含大量致密空隙，即使少量粉末落入羊毛毡1026与缸壁之间缝隙也不会由于压力过大，在上下运动过程中对缸壁和各盘件造成拉伤。羊毛毡1026在打印时被夹于底盘1030和定位盘1028侧边下端凸出间，也不易出现脱落状况。选用通电保持型磁铁同理，只需要将通电和断电行为调换即可。

实施例六

本实施例公开了一种轴向驱动型3D打印机成型部件结构，如图1~6所示，包括缸筒101、底盘1030、缸体端盖103、电磁铁机构和Z轴驱动机构；缸体端盖103连接于缸筒101下端。底盘1030底部设有凹槽1031，该凹槽1031内嵌（固定）有相匹配的、可被磁铁吸附的吸附件。在缸体端盖103顶面设置有防撞机构。

如图4、5所示，Z轴驱动机构包括侧板104、底板107、止推球轴承固定座105、直线轴承固定座106、光杆108、丝杠轴1012、丝杠螺母1014、光杆底部固定板109、Z轴伺服电机1013、电机安装座、第一同步机构、第二同步机构和同步机构连接件1015。底板107固定于侧板104的一端。可与侧板104成L型。侧板104的另一端安装到缸体端盖103上远离底盘1030一侧。Z轴伺服电机1013通过电机安装座与侧板104保持相对静止关系，第二同步机构安装于Z轴伺服电机1013轴端。丝杠轴1012垂直贯穿底板107和缸体端盖103，在底板107与缸体端盖103之间，围绕丝杠轴1012均匀设置有至少三个直线轴承固定座106，各直线轴承固定座106均平行于丝杠轴1012。每一直线轴承固定座106内部均有双衬型直线轴承，部分或全部双衬型直线轴承内贯穿设置光杆108。底板107上开有供光杆108、丝杠轴1012通过的过孔。光杆108、丝杠轴1012顶部均连接于电磁铁结构底端，光杆108、丝杠轴1012底部均与光杆底部固定板109连接。丝杠螺母1014设置于丝杠轴1012上，丝杠螺母1014与同步机构连接件1015固定相连，同步机构连接件1015上安装有止推球轴承 1039，止推球轴承 1039固定于止推球轴承固定座105上，在止推球轴承固定座105上设置有轴承挡盘1040，轴承挡盘1040与止推球轴承 1039相邻设置，用于限制止推球轴承 1039相对于止推球轴承固定座105的运动。第一同步机构设置于同步机构连接件1015上，与Z轴伺服电机1013轴侧对应设置的第二同步机构保持同步传动关系。在同步机构连接件1015靠端部方向、与第一同步机构相邻的位置，设置有同步机构锁紧机构，以固定第一同步机构的位置。

如图2、3所示，电磁铁机构由上而下包括定位盘1028、隔热盘1025和联接盘1024。底盘1030底面中部设计有凹孔1037，定位盘1028顶面中部有圆柱定位柱1036，该圆柱定位柱1036与所述底盘1030底面中部凹孔1037配合。定位盘1028外侧有一圈羊毛毡1026，羊毛毡1026设置于定位盘1028侧边。所述定位盘1028内部均匀分布有若干电磁铁。底盘1030被吸附于定位盘1028上完成安装固定。隔热盘1025由隔热材质加工而成；隔热盘1025内有过线槽1035，方便电磁铁的线束走线。隔热盘1025和联接盘1024上均开设有相匹配的线束过孔，以方便线束通过。联接盘1024侧面设有密封圈1023，以起到气密作用。联接盘1024底部连接Z轴驱动机构的顶端。在一个实施例中，定位盘1028通过若干螺钉与联接盘1024固定，隔热盘1025被夹于定位盘1028和联接盘1024之间，隔热盘1025上有对应螺钉过孔。

实施例七

本实施例公开了一种轴向驱动型3D打印机成型部件结构，如图1~6所示，包括缸筒101、缸体端盖103、侧板104、止推球轴承固定座105、直线轴承固定座106、底板107、光杆108、光杆底部固定板109、丝杠1012、Z轴伺服电机1013、丝杠螺母1014、同步机构连接件1015、圆柱支座1016、Z1电机安装座横板1017、第一同步带轮组（含至少一个同步带轮）、同步带C1019、Z1电机安装座竖板1020、第二同步带轮组（含至少一个同步带轮）、方形密封圈B1023、联接盘1024、隔热盘1025、羊毛毡1026、断电保持型磁铁1027、定位盘1028、方形环条1029和底盘1030。

缸筒101顶端还安装有一方形密封盘102，方形密封盘102内侧设置有密封圈A（图中未标出）。在安装时，由于方形密封盘102内密封圈A的挤压，避免了密封舱室内惰性气体由缸筒101与工作平台之间缝隙逃逸至外部空间。

如图1、2、3所示，缸筒101内部自上而下设置底盘1030、定位盘1028、隔热盘1025和联接盘1024。联接盘1024、隔热盘1025、定位盘1028和底盘1030的尺寸比缸筒101内壁尺寸单边略小。为方便底盘1030快速取放并获得最大成型面积，所述底盘1030工作面为一整面，其背面通过螺钉内嵌有一可被磁铁吸附的方形环条1029。

底盘1030的安装采取断电保持型磁铁1027吸附的形式，由于打印部分特殊粉材时，所使用的底盘1030的材料不具有被磁铁吸附的特性，因此底盘1030背面通过螺钉内嵌有一可被磁铁吸附的方形环条1029可解决这一问题。方形环条1029的表面略低于底盘1030表面。如图3所示。

如图2、3所示，所述定位盘1028顶面中部有一圆柱定位柱1036，与所述底盘1030底面中部凹孔1037配合，且定位盘1028外侧有粘有一圈羊毛毡1026，所述羊毛毡1026设置于定位盘1028侧边，羊毛毡1026比定位盘1028端面略低。所述定位盘1028内部均匀分布有若干断电保持型磁铁1027。所述断电保持型磁铁1027优选呈圆柱状，侧边有通电导线。该类磁铁通电时磁性消失，断电时带有磁性，打印工作开始时磁铁不通电。底盘1030被吸附于定位盘1028上完成安装固定。所述隔热盘1025可由玻璃纤维等隔热材质加工而成。所述断电保持型磁铁1027通过隔热盘1025底部对应的螺纹孔与隔热盘1025上匹配设计的凹孔相连接，所述隔热盘1025内有过线槽1035（设置如环形），方便走线。在一个实施例中，断电保持型磁铁1027设置为8个，均匀分布于隔热盘1025上对应的凹孔内，凹孔直径略大于断电保持型磁铁1027的外径。隔热盘1025上开设有长腰型过孔1034，以方便线束通过。所述联接盘1024侧面有方形密封圈A 1023，底部连接丝杠轴、光杆108。联接盘1024上开设有与隔热盘1025对应的长腰型过孔1034。所述定位盘1028通过若干螺钉与联接盘1024固定，所述隔热盘1025被夹于定位盘1028和联接盘1024之间，隔热盘1025上有对应螺钉过孔。所述缸筒101下端固定连接有一缸体端盖103，该密封端盖103上开有使光杆108、丝杠1012和断电保持型磁铁导线通过的过孔。进一步的，为减轻联接盘1024下降过程对缸体端盖103的撞击，在缸体端盖103顶部还设置有防撞橡胶柱1022。

如图4、5所示，侧板104通过螺钉安装在缸体端盖103上，所述底板107通过螺钉固定于侧板104下端。止推球轴承固定座105通过螺钉固定于所述侧板104内侧。直线轴承固定座106位于缸体端盖103和底板107之间，共三个，均匀分布于丝杠1012轴外侧，内部均有双衬型直线轴承（图中未标出），光杆108穿过对应的直线轴承固定座106设置。底板107上开有使光杆108、丝杠1012通过的过孔。光杆108、丝杠1012顶部均和所述联接盘1024底部相连，光杆108、丝杠1012底部均与所述光杆底部固定板109连接。所述丝杠轴上有一丝杠螺母1014，所述丝杠螺母1014与同步机构连接件1015相固定，所述同步机构连接件1015上安装有止推球轴承A 1039。止推球轴承A 1039外通过止推球轴承固定座105固定，并通过下方轴承挡盘1040限制轴承向下运动。在一个实施方式中，考虑到负载，止推球轴承A 103设计为两个。同步机构连接件1015上端通过键和螺钉连有第一同步带轮组，该第一同步带轮组通过同步带C 1019与Z轴伺服电机轴侧的第二同步带轮组相连。在一个实施方式中，考虑到负载，一个同步带轮太薄，第一同步带轮组包括两同步带轮A 1038，对应的，第二同步带轮组也包括两个同步带轮：同步带轮B 1018和同步带轮C1021，两个同步带轮A1038通过两根同步带C 1019分别与Z轴伺服电机轴侧对应的同步带轮B 1018和同步带轮C1021相连。在具体实施时，第一同步带轮组将两同步带轮A 1038焊接为一体（或选用焊接后厚度差不多的同步带轮代替，后者同理），第二同步带轮组将同步带轮B 1018和同步带轮C1021焊接为一体。Z1电机安装座横板1017与所述Z1电机安装座竖板1020相连，构成L型，所述Z1电机安装座竖板1020通过螺钉安装在缸体端盖103侧边。特别地，为提高电机的安装稳定性，通过一圆柱支座1016将所述Z1电机安装座横板1017和缸体端盖103相连。Z轴伺服电机1013安装于所述Z1电机安装座横板1017下方。

如图1、3所示，组件部分10还包括轴承支座A1011、轴衬A1010、轴衬支座B1041和轴衬B 1042。在光杆底部固定板109中心开有一圆孔，轴承支座A1011的外圈与该圆孔配合，并通过螺钉安装于该圆孔，轴承支座A1011内圈设置轴衬A1010，轴衬A1010内圈连接丝杠1012的一端。光杆底部固定板109中心圆孔的外侧均布三个安装孔，以用于分别固定光杆108的一端。如图6所示，光杆108端部带有热熔螺母，通过螺钉和垫片将其与光杆底部固定板109相固定。联接盘1024中心开有一圆孔，轴承支座B安装于该圆孔底面（远离1024侧），轴承支座B内圈设置轴衬B 1042，轴衬B 1042内圈连接丝杠1012的另一端。联接盘1024中心圆孔的外侧均匀布置有三个安装孔，以用于分别固定光杆108的另一端。具体的，在联接盘1024中心圆孔的外侧均匀布置的三个安装孔靠光杆108侧，分别安装有光杆支座1032，光杆108靠光杆支座1032一侧开有通孔，各光杆支座1032均有一圆柱销1033，圆柱销1033以垂直光杆108方向穿过光杆支座1032及光杆108上的通孔。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种轴向驱动型3D打印机成型部件结构，其特征在于，包括缸筒（101）、底盘（1030）、缸体端盖（103）、电磁铁机构和Z轴驱动机构;缸体端盖（103）连接于缸筒（101）下端；缸体端盖（103）上预留有容Z轴驱动机构穿过的空间；Z轴驱动机构与缸体端盖（103）保持相对静止，并从缸体端盖（103）预留的空间延伸进缸筒（101）内部；电磁铁机构连接于Z轴驱动机构延伸进缸筒（101）内的端部；底盘（1030）设置于电磁铁机构远离Z轴驱动机构的表面，底盘（1030）与缸筒（101）的尺寸相匹配；电磁铁机构通过通电和断电来实现对底盘（1030）的吸附和释放。

2.如权利要求1所述的轴向驱动型3D打印机成型部件结构，其特征在于，所述底盘（1030）底部设有凹槽（1031），该凹槽（1031）内嵌有相匹配的、可被磁铁吸附的吸附件。

3.如权利要求1或2所述的轴向驱动型3D打印机成型部件结构，其特征在于，所述缸体端盖（103）顶面设置有防撞机构。

4.如权利要求1所述的轴向驱动型3D打印机成型部件结构，其特征在于，所述Z轴驱动机构包括侧板（104）、底板（107）、止推球轴承固定座（105）、直线轴承固定座（106）、光杆（108）、丝杠轴（1012）、丝杠螺母（1014）、光杆底部固定板（109）、Z1伺服电机（1013）、电机安装座、第一同步机构、第二同步机构和同步机构连接件（1015）；其中：

底板（107）固定于侧板（104）的一端，侧板（104）的另一端安装到缸体端盖（103）上远离底盘（1030）一侧；Z1伺服电机（1013）通过电机安装座与侧板（104）保持相对静止关系，第二同步机构安装于Z1伺服电机（1013）轴端；丝杠轴（1012）垂直贯穿底板（107）和缸体端盖（103）；在底板（107）与缸体端盖（103）之间，围绕丝杠轴（1012）均匀设置有至少一个直线轴承固定座（106），各直线轴承固定座（106）均平行于丝杠轴（1012）；至少一直线轴承固定座（106）内部设有双衬型直线轴承，至少一双衬型直线轴承内贯穿设置光杆（108）；底板（107）上开有供光杆（108）、丝杠轴（1012）通过的过孔；光杆（108）、丝杠轴（1012）顶部均连接于电磁铁结构底端，光杆（108）、丝杠轴（1012）底部均与光杆底部固定板（109）连接；丝杠螺母（1014）设置于丝杠轴（1012）上，丝杠螺母（1014）与同步机构连接件（1015）固定相连，同步机构连接件（1015）上安装有止推球轴承（1039），止推球轴承（1039）固定于止推球轴承固定座（105）上，在止推球轴承固定座（105）上设置有轴承挡盘（1040），轴承挡盘（1040）与止推球轴承（1039）相邻设置，用于限制止推球轴承（1039）相对于止推球轴承固定座（105）的运动；第一同步机构设置于同步机构连接件（1015）上，与Z1伺服电机（1013）轴侧对应设置的第二同步机构保持同步传动关系。

5.如权利要求4所述的轴向驱动型3D打印机成型部件结构，其特征在于，所述第一同步机构和第二同步机构分别由至少两个同步带轮构成。

6.如权利要求4或5所述的轴向驱动型3D打印机成型部件结构，其特征在于，所述电机安装座包括Z1电机安装座横板（1017）和Z1电机安装座竖板（1020）；Z1电机安装座横板（1017）与所述Z1电机安装座竖板（1020）垂直相连；所述Z1电机安装座竖板（1020）垂直安装在缸体端盖（103）上或底板（107）上；所述Z1伺服电机（1013）安装于所述Z1电机安装座横板（1017）上。

7.如权利要求6所述的轴向驱动型3D打印机成型部件结构，其特征在于，所述Z1电机安装座横板（1017）远离Z1电机安装座竖板（1020）一端，设置有至少一杆状支座，该杆状支座连接到缸体端盖（103）或底板（107）上。

8.如权利要求4或5所述的轴向驱动型3D打印机成型部件结构，其特征在于，丝杠轴（1012）的两端分别设置有第一轴承支座（1011）、第一轴衬（1010）、第二轴承支座（1041）和第二轴衬（1042）；第一轴衬（1010）设置于第一轴承支座（1011）的内圈，第一轴衬（1010）内圈连接丝杠轴（1012）的一端；第二轴衬（1042）设置于第二轴承支座（1041）的内圈，第二轴衬（1042）内圈连接丝杠轴（1012）的另一端；第一轴承支座（1011）安装于光杆底部固定板（109）中心，第二轴承支座（1041）安装于电磁铁底部中心。

9.如权利要求4或5所述的轴向驱动型3D打印机成型部件结构，其特征在于，所述光杆（108）的一端通过热熔螺母（1043）连接到所述光杆底部固定板（109），另一端通过插销结构连接有一光杆支座（1032），所述光杆支座（1032）安装于所述电磁铁机构底部。

10.如权利要求1或2所述的轴向驱动型3D打印机成型部件结构，其特征在于，所述电磁铁机构由上而下包括定位盘（1028）、隔热盘（1025）和联接盘（1024）；所述底盘（1030）底面中部设计有凹孔（1037），定位盘（1028）顶面中部有圆柱定位柱（1036），该圆柱定位柱（1036）与所述底盘（1030）底面中部凹孔（1037）相匹配；所述定位盘（1028）外侧有一圈羊毛毡（1026），所述羊毛毡（1026）设置于所述定位盘（1028）侧边；所述定位盘（1028）内部均匀分布有若干电磁铁；所述隔热盘（1025）由隔热材质加工而成，所述隔热盘（1025）内有过线槽（1035）；所述隔热盘（1025）和所述联接盘（1024）上均开设有相匹配的线束过孔；所述联接盘（1024）侧面设有密封圈（1023）；所述联接盘（1024）底部连接Z轴驱动机构的顶端。

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