CN212266695U

CN212266695U - 便携式3d打印机

Info

Publication number: CN212266695U
Application number: CN201890000930.9U
Authority: CN
Inventors: 西纳·努拉扎; 阿利亚·努拉扎
Original assignee: Innosan LLC
Current assignee: Innosan LLC
Priority date: 2017-04-11
Filing date: 2018-04-11
Publication date: 2021-01-01
Anticipated expiration: 2028-04-11
Also published as: US20180290365A1; WO2018191419A1; US10300651B2

Abstract

本实用新型公开了便携式3D打印机，描述了用于实施便携式且价格实惠的3D打印机的技术，系统和装置。一种便携式3D打印机包括用于向打印引擎供应打印材料的材料供应系统。所述打印引擎包括挤出系统，所述挤出系统包括加热块，所述加热块包括耦合至所述材料供应系统的用于接收所述打印材料的顶部部分，用于加热所述打印材料的加热体，以及位于所述顶部部分与所述加热体之间的隔热部分。所述打印机还包括移动系统，所述移动系统允许挤出机托架水平移动；构建平台，所述构建平台位于所述移动系统下方，用于接收来自所述挤出系统的所述打印材料；以及打印机主体，所述打印机主体设置位置为包围所述挤出系统，所述移动系统和所述构建平台。

Description

便携式3D打印机

相关申请的交叉引用

本专利文档要求2017年4月11日提交的标题为“便携式3D打印机(PORTABLE 3DPRINTER)”的第62/484,271号美国临时专利申请；2017年9月18日提交的标题为“便携式3D打印机(PORTABLE 3D PRINTER)”的第62/560,105号美国临时专利申请；以及2017年11 月21日提交的标题为“具有改进的移动系统的便携式3D打印机(PORTABLE 3D PRINTER WITHIMPROVED MOVEMENT SYSTEM)”的第62/589,349号美国临时专利申请的优先权权益。前述专利申请的全部内容通过引用并入作为本申请公开的一部分。

技术领域

本公开总体上涉及三维(3D)打印，且更具体地，涉及实现具有小形状因数的3D打印机的系统，装置和技术。

背景技术

也称为增材制造的3D打印在制造业中的地位与日俱增。使用3D 打印的敏捷工具是快速响应客户和市场需求的经济高效和高质量方法。然而，传统的3D打印机通常体积庞大且昂贵。许多3D打印机占据很大的空间且价格至少2,000美元起。因此，仍然需要用于提供可以在家庭，办公室或教室中使用的便携式且价格实惠的3D打印机的改进技术和系统。

实用新型内容

在本文档中，出于解释而非限制的目的，阐述了细节和描述以便提供对所公开的实施方案的透彻理解。然而，对于本领域技术人员将显而易见的是，可以在脱离这些细节和描述的其它实施方案中实践本实用新型。

另外，在本主题描述中，词语“示例性”用于表示用作实例，例子或说明。本文中描述为“示例性”的任何实施方案或设计不必被解释为比其它实施方案或设计更优选或有利。相反，使用示例性一词旨在以具体方式呈现概念。

公开了用于实施便携式且价格实惠的3D打印机的技术，系统和装置。

在一个示例性方面，公开了一种便携式三维(3D)打印机。所述打印机包括材料供应系统，所述材料供应系统包括卷轴或墨盒，用于向所述3D打印机的打印引擎供应打印材料。所述打印引擎包括挤出系统，所述挤出系统包括加热块。所述加热块包括耦合至所述材料供应系统的用于接收所述打印材料的顶部部分，位于所述顶部部分下方的加热体，以及位于所述顶部部分与所述加热体之间的隔热部分。所述加热体耦合至加热元件，所述加热元件可操作以将热量供应至所述加热体并加热所述打印材料，所述加热体还耦合至温度传感器，所述温度传感器可操作以感测所述加热体的温度。所述隔热部分包括与所述顶部部分接触的第一端，与所述加热体接触的第二端以及中心。每一端的横截面积大于所述中心的横截面积，以减少从所述加热体至所述 3D打印机的其它部件的热传递。所述便携式3D打印机包括：移动系统，所述移动系统包括挤出机托架，所述挤出机托架设置位置为承载所述挤出系统；多个滑轮；以及一条或多条传送带，所述一条或多条传送带与所述多个滑轮中的每个滑轮以及与所述挤出机托架接触，以允许所述挤出机托架水平移动。每个滑轮设置位置为围绕竖直轴旋转，并且所述多个滑轮中的至少两个彼此堆叠，以允许所述移动系统的紧凑设计。所述便携式3D打印机包括：构建平台，所述构建平台位于所述移动系统下方，用于接收来自所述挤出系统的所述打印材料；以及打印机主体，所述打印机主体包围所述挤出系统，所述移动系统和所述构建平台。所述打印机主体包括允许进入所述3D打印机的内部空间的孔口。

在另一个示例性方面，公开了一种便携式3D打印机。所述便携式3D打印机包括材料供应系统，所述材料供应系统包括卷轴或墨盒，用于向打印引擎供应打印材料。所述打印引擎包括挤出系统，所述挤出系统设置位置为接收来自所述材料供应系统的所述打印材料。所述便携式3D打印机包括移动系统，所述移动系统包括一条或多条传送带，与所述一条或多条传送带接触的多个滑轮，以及与所述一条或多条传送带接触的挤出机托架。每个滑轮设置位置为围绕竖直轴旋转，并且所述多个滑轮中的至少两个彼此堆叠，以允许所述移动系统的紧凑设计。所述挤出机托架设置位置为承载所述挤出系统，并且包括与所述一条或多条传送带接触以允许所述挤出机托架水平移动的上部部分以及耦合至所述挤出系统的下部部分。所述上部部分包括大致平行于所述一条或多条传送带的第一壁，大致平行于所述第一壁的第二壁，位于所述第一壁与所述第二壁之间并且与所述第一壁和所述第二壁间隔开的中心部分，以及一个或多个耦合装置，所述耦合装置可以可调节地穿过所述挤出机托架的至少一部分，以与所述一条或多条传送带的一部分接触并允许所述一条或多条传送带的张力调节。所述便携式3D打印机包括：构建平台，所述构建平台位于所述移动系统下方，用于接收来自所述挤出系统的所述打印材料；以及打印机主体，所述打印机主体设置位置为包围所述挤出系统，所述移动系统和所述构建平台。所述打印机主体包括允许进入所述构建平台的可移动门。

在又一个示例性方面，一种便携式3D打印机包括材料供应系统，所述材料供应系统包括卷轴或墨盒，用于向打印引擎供应打印材料。所述打印引擎包括挤出系统，所述挤出系统设置位置为接收来自所述材料供应系统的所述打印材料。所述便携式3D打印机包括：移动系统，所述移动系统包括挤出机托架，所述挤出机托架设置位置为承载所述挤出系统；多个滑轮；以及一条或多条传送带，所述一条或多条传送带与所述多个滑轮中的每个滑轮以及与所述挤出机托架接触，以允许所述挤出机托架水平移动。每个滑轮设置位置为围绕竖直轴旋转，并且所述多个滑轮中的至少两个彼此堆叠，以允许所述移动系统的紧凑设计。所述便携式3D打印机包括构建平台，所述构建平台位于所述移动系统下方，用于接收来自所述挤出系统的所述打印材料。所述构建平台包括构建板，所述构建板包括：底层，所述底层包括加热元件，所述加热元件可操作以加热所述构建板；中间层，所述中间层位于所述底层上，从而为所述构建板提供结构支撑；以及顶层，所述顶层被配置成提供光滑的打印表面。所述构建平台包括设置位置在所述构建板下方的调平适配器，所述调平适配器包括：位于所述调平适配器的拐角附近的多个调平点；以及多个调平旋钮，所述多个调平旋钮耦合至所述调平适配器的所述多个调平点，以允许通过所述调平适配器将所述构建板调平。所述便携式3D打印机包括打印机主体，所述打印机主体包围所述挤出系统，所述移动系统和所述构建平台。所述打印机主体包括允许进入所述3D打印机的内部空间的孔口。

在另一个示例性方面，一种便携式3D打印机，其特征在于：所述便携式3D打印机包括：打印引擎，所述打印引擎包括挤出系统，所述挤出系统包括加热块；材料供应系统，所述材料供应系统包括打印材料的可拆卸卷轴以及盖子，其中：所述盖子设置位置为将所述卷轴固定至所述3D打印机；所述材料供应系统被配置成向所述打印引擎供应打印材料；所述加热块包括：耦合至所述材料供应系统的用于接收所述打印材料的顶部部分，以及位于所述顶部部分下方的加热体；所述加热体耦合至加热元件，所述加热元件可操作以向所述加热体供应热量并加热所述打印材料，所述加热体还耦合至温度传感器，所述温度传感器可操作以感测所述加热体的温度；以及位于顶部部分与主体之间的隔热部分，其中：所述隔热部分具有与所述顶部部分接触的第一端，与所述加热体接触的第二端以及中心；以及每一端的横截面积大于所述中心的横截面积，以减少从所述加热体至所述3D打印机的其它部件的热传递；移动系统，所述移动系统包括一条或多条传送带，与所述一条或多条传送带接触的多个滑轮，以及与所述一条或多条传送带接触的挤出机托架，其中：每个滑轮设置位置为围绕竖直轴旋转；所述多个滑轮中的至少两个彼此堆叠，以允许所述移动系统的紧凑设计；所述挤出机托架设置位置为承载所述挤出系统，并且所述挤出机托架包括：与所述一条或多条传送带接触以允许所述挤出机托架水平移动的上部部分以及耦合至所述挤出系统的下部部分，其中：所述上部部分包括：大致平行于所述一条或多条传送带的第一壁；大致平行于所述第一壁的第二壁；位于所述第一壁与所述第二壁之间并且与所述第一壁和所述第二壁间隔开的中心部分；以及一个或多个耦合装置，所述耦合装置可以可调节地穿过所述挤出机托架的至少一部分，以与所述一条或多条传送带的一部分接触并允许所述一条或多条传送带进行张力调节；构建平台，所述构建平台包括：位于所述移动系统下方的用于接收来自所述挤出系统的所述打印材料的构建板；以及打印机主体，所述打印机主体设置位置为包围所述挤出系统，所述移动系统和所述构建平台；其中所述打印机主体包括允许进入所述 3D打印机的内部空间的孔口。

在附图，说明书和权利要求书中更详细地描述了上述和其它方面及其实施方式。

附图说明

图1示出根据本技术的一个或多个实施方案的示例性3D打印机的概览图。

图2A示出根据本技术的一个或多个实施方案的便携式3D打印机的示例性移动系统的分解图。

图2B示出根据本技术的一个或多个实施方案的便携式3D打印机的另一示例性移动系统的分解图。

图2C示出根据本技术的一个或多个实施方案的用于基板的示例性支撑框架。

图2D示出根据本技术的一个或多个实施方案的移动系统的另一示例性实施方案。

图2E示出根据本技术的一个或多个实施方案的移动系统的另一示例性实施方案。

图2F示出根据本技术的一个或多个实施方案的移动系统的又一示例性实施方案。

图2G示出根据本技术的一个或多个实施方案的在移动系统中使用的示例性挤出机托架。

图2H示出根据本技术的一个或多个实施方案的移动系统的示例性顶视图。

图2I示出图2H所示的移动系统的示例性放大图。

图3A示出根据本技术的一个或多个实施方案的示例性挤出系统的分解图。

图3B示出根据本技术的一个或多个实施方案的示例性挤出系统的另一分解图。

图4示出根据本技术的一个或多个实施方案的用于校准机构的示例性配置。

图5示出根据本技术的一个或多个实施方案的示例性加热块的等距视图。

图6示出根据本技术的一个或多个实施方案的在示例性加热块的底部处的小加热区域。

图7A示出根据本技术的一个或多个实施方案的耦合至加热块的示例性打印喷嘴。

图7B示出根据本技术的一个或多个实施方案的另一示例性打印喷嘴和加热块。

图8A示出根据本技术的一个或多个实施方案的位于打印机主体的一侧的示例性墨盒弹出系统的等距视图。

图8B示出根据本技术的一个或多个实施方案的示例性墨盒弹出系统的详细视图。

图9A示出根据本技术的一个或多个实施方案的示例性构建平台。

图9B示出根据本技术的一个或多个实施方案的示例性构建平台的一些内部部件。

图9C示出根据本技术的一个或多个实施方案的包括若干个调平电机的自动调平机构的实例。

图10示出根据本技术的一个或多个实施方案的位于打印机主体后部的示例性过滤式通风系统。

图11示出根据本技术的一个或多个实施方案的另一示例性过滤式通风系统的分解图。

图12A示出根据本技术的一个或多个实施方案的卷轴系统的实例。

图12B示出根据本技术的一个或多个实施方案的卷轴系统的分解图。

图13是根据示例性实施方案的用于校准3D打印机的方法的流程图表示。

图14是根据示例性实施方案的用于调平3D打印机的方法的流程图表示。

具体实施方式

本文档描述了用于提供可以在家庭，办公室和教室中使用的便携式且价格实惠的3D打印解决方案的技术，装置和系统。在一些实施方案中，台式3D打印机有时被称为“Cubibot”或“Cubibot打印机”，其表示基于熔丝制造(FFF)热挤压的台式3D打印机的一种实例实施方式，所述打印机被设计为降低打印机的生产，组装和制造成本，同时提供新的功能以及更大且更昂贵的3D打印机的特征。在一个示例性实施方案中，Cubibot已经被优化为在每一侧上具有仅约10英寸的尺寸(大约1000立方英寸的体积)，同时能够打印横截面积为5英寸乘5 英寸的物体。Cubibot还能够打印不同的材料，例如柔性材料，ABS，尼龙，PLA，木材PLA等。

与现有的消费者和工业3D打印机相比，所公开的打印机的特征还提高了打印机的易用性。所公开的打印机的一些特征包括简单地为三个部分(顶部，中心和底部)的主体，以及形成为单独部件的移动系统，以便于组装并提供如下文描述的附加优点和益处。附加特征包括允许打印机在家中或其它室内空间中安全运行的过滤式通风系统，专门设计的塑胶丝墨盒弹出系统以及如下所述的更多特征。

图1示出根据本技术的一个或多个实施方案的示例性3D打印机的概览图。打印机100包括各种附加部件，但是在图1中仅示出其中的一些以避免混乱。打印机100包括顶盖101，移动系统102，后支撑框架105，两个排气风扇106，和过滤器壳体107，主体壳体108，侧盖109，盖子110，墨盒弹出系统111，后面板112，加热的构建平台113，以及主体的底盖114。在一些实施方案中，打印机100还包括两个侧支撑框架103和104。电子控制板(未示出)可以位于盖子110 与侧盖109之间。这种放置允许通过拆卸盖子110而容易地接近电子板。电子控制板可以包括处理器(例如，微处理器，数字信号处理器(DSP)，ASIC，FPGA等)以及耦合至处理器的存储器。存储器可以包括处理器可执行代码，所述处理器可执行代码在由处理器执行时可以执行各种操作，包括但不限于向其它部件提供数据和命令，与装置的其它部件或与外部实体，数据库和装置进行通信(例如，通过无线传输协议)。具体地，电子控制板可以提供各种电气控制，数据通信并提供对3D打印机的其它功能的控制。一个或多个灯116(例如，RGB LED) 放置在前面板上并且耦合至电子控制板。灯116可以用于将各种状态和误差状况传送给用户(和/或维修人员)。通过灯116传达的信息可以如开/关或颜色功能(例如，关＝红灯；开＝绿灯)那样简单，或者可以基于颜色，持续时间或闪烁灯的数量。

结合图2A至图11进一步详细讨论一些关键部件。具体地，打印机包括用于其移动系统的单个板，在其挤出系统中的紧凑加热块，以及允许在例如家庭，办公室和教室的室内环境中更安全地使用的过滤式通风系统。

移动系统

图2A示出根据本技术的一个或多个实施方案的便携式3D打印机的示例性移动系统200的分解图。移动系统200包括单个基板201 (例如，铝基板)，所述基板用作挤出系统203沿着X和Y方向的精确移动的支撑。

为了促进挤出系统203沿着X轴的移动，系统200包括耦合至挤出系统203的两个支架205以及沿着X轴穿过所述支架的四个线性杆207。所述系统还包括两个托架块209，所述托架块承载用于传送带张紧和移动的一个或多个滑轮211。这些部件使挤出系统203能够在正和负X方向上移动。在一些实施方案中，每个托架块209包括X挡块210，所述X挡块设置位置为止挡挤出系统203在X方向上的移动。

所述系统包括两个线性杆217，以使挤出系统203能够沿着Y轴移动。四个杆止动件213用于固定两个线性杆217，并在挤出系统203 到达打印区域的边界时止挡挤出系统沿着Y轴的移动。可以通过位于基板201前侧的两个孔212安装附加的Y挡块(未示出)，以止挡挤出系统沿着Y轴进一步移动。

为了驱动挤出系统203的X和Y移动，移动系统200包括两个步进电机215。在一些实施方案中，第三电机219耦合至基板201的后部部分，以驱动板沿着Z方向的移动。

图2B示出根据本技术的一个或多个实施方案的便携式3D打印机的另一示例性移动系统的分解图。此特定实施方案中包括的主要部件与图2A所示的实施方案相似。然而，图2B的特定实施方案还包括前挡板或前盖221和附加滑轮223，以便于挤出系统203的移动。前盖221用于通过提供保护3D打印机内部免受来自外部环境的污染物污染(例如，物品意外掉入打印机中)的挡板而提供保险性和安全性特征，并且还使高温部件远离用户触及的范围。

移动系统200的所有部件可以被制造为子组件，并且附接至单个基板201。在一个实施方案中，仅使用四个螺钉通过四个孔271，273， 275和277将基板201附接至主体/从主体拆卸。在另一个实例实施方案中，仅使用六个螺钉将基板201附接至主体/从主体拆卸。这样可以容易地维护和更换部件，同时提供所需的结构完整性和部件连接性，以减少振动并维持稳定的平台。单个统一的基板201能简化制造过程，并为更高精度的打印提供更好的稳定性。移动系统的紧凑设计可在紧凑的框架内实现更大的打印面积。在一些实施方案中，基板的尺寸是大约9.5英寸乘9.5英寸，但是打印面积可以为5英寸乘5英寸。

图2D示出根据本技术的一个或多个实施方案的移动系统的另一示例性实施方案。在此实施方案中，对比图2B的线性杆207，使用线性轨道277促进X轴移动。如图2D所示，线性托架275位于线性轨道277上并在其上移动。还提供了用于X轴和挤出系统移动的框架273。这种结构可以更好地抵抗振动并确保挤出系统的稳定移动。

图2E示出根据本技术的一个或多个实施方案的移动系统的另一示例性实施方案。在此实施方案中，传送带和滑轮被设计成与CoreXY 技术兼容。例如，可以使用两条传送带穿过堆叠的滑轮(例如281，281′) 以实现在X和Y方向上的移动。在一些实施方案中，对比作为CoreXY 系统的标志的沿着45度线的偏移放置，位于移动系统的拐角附近的滑轮可以并排放置(在X方向或Y方向上)以减小传送带中的张力，同时由于(1)在打印机中心堆叠的滑轮281，281′以及(2)不进入打印机内部空间的滑轮的并排放置而提供紧凑的结构。

图2F示出根据本技术的一个或多个实施方案的移动系统的又一示例性实施方案。在此实施方案中，已经对移动系统进行了改进，使得多个滑轮(例如，267和267′)可以彼此堆叠以节省空间(在图2E的实施方案中也是如此)，从而使打印机的设计更紧凑。在一些实施方案中，位于移动系统的拐角附近的滑轮(例如261和261′)也可以堆叠以实现紧凑设计。在一些实施方案中，位于移动系统的拐角附近的滑轮 (例如261和261′)可以并排放置以释放一条或多条传送带的一些张力。如上所述，与典型CoreXY系统中滑轮的对角线布置相比，并排布置还允许移动系统的设计更为紧凑。在此特定实施方案中，在移动系统中仅需要十个滑轮。靠近每个后角放置单个滑轮。两个滑轮并排位于移动系统的两个前角中的每一者附近，并且两组堆叠的滑轮位于移动系统的中间。

图2F所示的实施方案还包括挤出机托架263组件，所述组件耦合至下文将讨论的挤出系统，并利用围绕滑轮放置的一条或多条传送带265，如图2F所示。如图2G所示，挤出机托架263包括上部部分 268和下部部分269。上部部分268包括第一壁281和第二壁283。第一壁281和第二壁283大体上彼此平行，并且在组装时大体上平行于一条或多条传送带。上部部分268还包括距第一壁281和第二壁 283一定距离设置位置的中间块285。第一壁281和中间块285包括多个孔267，267′，所述孔允许将多个耦合装置(例如，图2F中所示的螺钉264，或销)耦合至挤出机托架263。螺钉264可以用于简单且容易地对一条或多条传送带265进行固定和张力调节。挤出机托架 263的下部部分269耦合至挤出机(未示出)。在一些实施方案中，单条传送带在用于CoreXY系统的移动系统中用作上部传送带265和下部传送带265’两者。消除额外的传送带能减少制造成本，并且还使得更容易进行传送带的固定和张力调节。在一些实施方案中，两条单独的传送带用作上部传送带265和下部传送带265′。一条或多条传送带围绕滑轮放置，并且可以通过拧紧或松开螺钉264来调节张力。

图2H示出根据本技术的一个或多个实施方案的移动系统的示例性顶视图，并且图2I示出图2H所示的移动系统的放大图。用户可以简单地调节挤出机托架263上的螺钉264以固定和/或调节传送带的张力，而无需处理传送带的任何开口端，以确保移动系统的精确性。

图2C示出根据本技术的一个或多个实施方案的用于基板的示例性支撑框架。在打印机主体中包括用于稳定基板259的两个侧框架 251和253。如图所示，还包括第三框架255。任何3D打印系统的重要考虑因素之一是减少打印头移动时的X-Y误差。具体地，小的偏差(例如，几分之一毫米)会降低打印物体的质量。就这点而言，图2C 的三个框架251，253和255能提供平台的结构完整性并稳定基板201，使得当热挤出系统203在X-Y方向上行进时，所述基板经历最小的颤抖和移动。这些框架还起到将加热元件(例如，如图1所示的加热的构建平台113和挤出系统203)与例如电机，传送带和滑轮的其它部件分开以减少或消除部件之间不希望的热传递的双重作用。例如，上述框架能减少或消除从电子电路和步进电机到打印机中心的主打印区域的热量流动，从而提高打印质量。

在一些实施方案中，如图2F所示，单个框架287延伸穿过基板，从而为基板提供结构支撑。框架287还可以包括用于容纳两个排气风扇的通风口288，所述两个排气风扇允许打印废气的适当排放。关于排气风扇和通风系统的细节将在下文结合图10至图11进一步详细讨论。

挤出系统

挤出系统是3D打印机的关键部件之一。图3A示出根据本技术的一个或多个实施方案的示例性挤出系统300的分解图。挤出系统 300包括主体，示出为左半部301和右半部303。加热块305位于主体内以加热打印材料(例如，塑胶丝)并将材料引导至打印头307(例如，打印喷嘴)。为了耗散由加热块305产生的热量，散热片或散热器309 位于加热块305的顶部。可以包括附加的风扇，例如前冷却风扇311 或侧冷却风扇313，以更有效地冷却挤出系统300。

图3B示出根据本技术的一个或多个实施方案的另一示例性挤出系统320的另一分解图。挤出系统320包括主体，示出为左半部321 和右半部323。加热块325位于主体内以加热打印材料(例如，塑胶丝) 并将材料引导至打印喷嘴327。隔热件326耦合至加热块235，以减少从加热块325传递至打印机的其它部件的热量。隔热件326包括第一端322，第二端322′和中心324。第一端322和第二端322′的横截面积比中心324的横截面积大，使得隔热件236可以有效地减少传递的热量。在一些实施方案中，隔热件326和加热块325形成单个集成部件。为了耗散由加热块325产生的热量，散热片或散热器329位于隔热件326的顶部。可以包括附加的风扇，例如前冷却风扇331或侧冷却风扇333，以更有效地冷却挤出系统320。在此实施方案中，加热块325包括一个或多个孔，使得所述加热块可以耦合至将结合图5 至图7B进行讨论的加热元件和温度传感器。

当3D打印机最初启动时，挤出系统300不知道其自身相对于系统的其它部件的位置。通过实施各种校准机构，挤出系统300可以将其自身重新设置位置到已知位置以便于后续的打印。

例如，挤出系统300可以包括传感器板315(如图3A所示)，所述传感器板将校准传感器保持为其校准机构之一。在一些实施方案中，校准传感器是接触传感器。在一些实施方式中，校准传感器可以是电磁能传感器(例如，红外(IR)传感器)。校准传感器向位于挤出系统300 下方的构建平台发射电磁束(例如，红外束)并从其接收反射信号。基于接收到的信号，校准传感器可以计算从挤出系统300(更具体地，打印喷嘴307的尖端)到构建平台的距离。因此，挤出系统300可以沿着Z方向移动，使得打印喷嘴307的尖端到达期望的初始位置。

在一些实施方案中，挤出系统300可以基于来自校准传感器的结果来执行在Z方向上自动调节移动。例如，校准传感器可以在打印开始之前在不同位置检测挤出系统与构建平台之间的距离。基于测得的距离，可以调节挤出系统300沿着Z方向的移动以解决构建平台的不均匀性。

在一些实施方案中，校准传感器还感测挤出系统300相对于基板的旋转以执行自动调平。然而，在一些实施方案中，使用挤出系统300 的机械调平，并且校准传感器可以不执行旋转感测。

挤出系统零件的制造会引入不精确性，并难以将校准误差限制在很小的范围内。例如，仅依靠校准传感器，很难将校准误差限制在0.1 mm范围内。对于具有相对有限的打印区域的便携式打印机，即使很小的校准误差也可能对最终打印产品产生不利影响。因此，在一些实施方式中，可以使用附加校准机构作为微调步骤，以实现更高的打印质量精度。

图4示出根据本技术的一个或多个实施方案的用于校准机构的示例性配置。在此配置中，构建平台401具有结合在其顶表面中的基准标记物403(例如，金属件，小螺钉等)。如此特定实施方案中所示，基准标记物403可以被放置成更靠近构建平台401的前部。基准标记物403也可以放置成更靠近构建平台401的中心或其它位置。移动系统405(其包括基板201以及图2A和图2B所示的相关联部件)位于构建平台401上方，并且能够沿着Z轴移动以调节挤出系统407的位置。挤出系统407包括根据以上描述的加热块和打印喷嘴。挤出系统407首先使用校准传感器进行粗略校准，所述校准传感器允许打印喷嘴在位于构建平台401上的基准标记物403的近距离内移动。然后，Z方向电机409在负Z方向上进一步驱动挤出系统407，使得喷嘴接触基准标记物403。这允许挤出系统407建立精确的起始位置以进行后续打印。

应注意，在一些实施方案中，校准和调平操作可以在工厂执行。在此类实施方案中，可能不需要额外的校准和调平(在消费者场所)。这种仅工厂校准和感测可以特别地适用于具有小形状因数的3D打印机，在所述3D打印机中不需要挤出系统行进大距离。

加热块和喷嘴

图5示出根据本技术的一个或多个实施方案的作为挤出系统的一部分的示例性加热块。加热块500包括顶部部分509，所述顶部部分可以耦合至墨盒供应系统(例如，连接至墨盒的管和导管)。顶部部分509能够将打印塑胶丝从墨盒供应器馈送至主体501。在图5所示的此特定实施方案中，主体501具有长方体形状。主体501包括至少两个孔：第一(例如，较大的)孔503，其可以耦合至小尺寸的加热元件以加热打印塑胶丝；以及第二(例如，较小的)孔505，其可以耦合至温度传感器以确保将打印塑胶丝加热到适当的温度。

加热块还包括在顶部部分509与主体501之间的隔热部分507。隔热部分507防止过多的热量到达3D打印机的核心控制系统。隔热部分507还被设计为加热块500的集成部分，以降低制造和组装成本。

与现有的加热块，例如大小为24mm×16mm×12mm的开源版本相比，根据本技术的加热块的大小被大大减小。在一些实施方案中，加热块507的大小为16mm×11mm×6mm。在一个有利的方面，加热块507被特别地设计成减小加热块507的可以与挤出系统下方的打印物体相互作用的加热表面区域大小，由此提高打印质量。图6示出根据本技术的一个或多个实施方案的在示例性加热块的底部处的加热区域601。从图6明显可见，加热区域601被限制在图的中部部分至上部部分，并且进一步被打印喷嘴封闭，这进一步减小会不利地影响打印质量的传热区域。例如，加热区域601的大小小于15mm×10mm，并且由于喷嘴的横截面积(例如5×5mm)而被进一步有效地减小(出于传热考虑)。在一些实施方案中，喷嘴的横截面积约为加热面积的30％- 40％。因此，挤出系统下方的打印对象受到从加热区域601产生的热量的影响最小。

图7A示出根据本技术的一个或多个实施方案的耦合至加热块的另一示例性打印喷嘴。打印喷嘴701的内部包括使打印喷嘴701固定至加热块703的螺纹。这种配置使得喷嘴更换变得容易，旋开打印喷嘴701并用不同的喷嘴进行更换即可。这种设计为客户带来了极大的灵活性，使客户从一系列喷嘴(例如，不同直径或形状的喷嘴)中进行选择，以实现期望的打印效果。

图7B示出根据本技术的一个或多个实施方案的示例性打印喷嘴和加热块。打印喷嘴721包括使打印喷嘴721固定至加热块723的螺纹725。这种配置使得喷嘴更换变得容易，旋开打印喷嘴721并用不同的喷嘴进行更换即可。在此特定实例中，孔727位于加热块723的一侧，并且两个(例如，较小的)孔729位于加热块723的另一侧。孔 727可以耦合至小尺寸加热元件以加热打印塑胶丝。小孔729可以耦合至一个或多个传感器，以确保将打印塑胶丝加热到适当的温度。隔热件(未示出)可以通过孔722耦合至加热块723。在一些实施方案中，隔热件和加热块723形成单个集成部件，以便于制造和组装。

墨盒弹出系统

便携式3D打印机包括墨盒弹出系统，以允许通过简单推动和旋转墨盒来更换墨盒。图8A示出根据本技术的一个或多个实施方案的位于打印机主体的一侧的示例性墨盒弹出系统800。应注意，图8A 还示出前门的剖视图，所述前门覆盖打印机主体中的前孔口并且允许用户接近打印机的内部空间，以例如从构建平台取出打印的物体。在图12A和图12B中示出类似门的完整实例。

图8B示出根据本技术的一个或多个实施方案的示例性墨盒弹出系统的详细视图。在图8B中还示出打印墨盒801。墨盒弹出系统800 包括塑胶丝墨盒壳体803和弹出机构。在一些实施方案中，弹出机构包括装载弹簧的弹出销，所述装载弹簧的弹出销包括弹出销805和相应的弹簧807。利用此类弹出机构，可以通过简单地旋转打印墨盒801 取出打印墨盒801。然后解锁打印墨盒801，并且装载弹簧的弹出销 805将墨盒801弹出。类似地，可以通过将墨盒801推向装载弹簧的弹出销并旋转墨盒801以将其锁定在适当的位置来安装打印墨盒。

来自打印墨盒的塑胶丝被馈送通过引导件807，并且在被馈送到图1中描绘的塑胶丝驱动系统115中之前，可以穿过3D打印机内部的另外的管道或引导件。可以固定至主体114的底盖的塑胶丝驱动系统115接收塑胶丝(例如，通过塑胶丝驱动系统115的侧面上所示的孔中的一个孔)，并包括将塑胶丝推动或馈送到挤出系统的驱动电机。

卷轴系统

在一些实施方案中，便携式3D系统包括卷轴系统而不是墨盒系统。图12A示出根据本技术的一个或多个实施方案的卷轴系统1200 的实例。卷轴系统1200包括侧盖1201，所述侧盖具有用于将打印材料1203的卷轴保持在适当位置的杆。类似于墨盒系统，来自卷轴1203 的塑胶丝被馈送通过引导件(例如，图8B所示的引导件807)，并且在被馈送到图1中描绘的塑胶丝驱动系统115中之前，可以穿过3D打印机内部的另外的管道或引导件。

图12B示出根据本技术的一个或多个实施方案的卷轴系统1200 的分解图。为了更换或交换打印材料(例如，使用不同的颜色以具有不同的定制设计)，用户可以简单地取出侧盖1201，拉出现有的卷轴1203，放入新的卷轴(未示出)，然后关闭侧盖1203以将新的卷轴固定到位。

加热的构建平台

在一些实施方案中，便携式3D打印机还包括加热的构建平台。图9A示出根据本技术的一个或多个实施方案的示例性构建平台的等距视图。加热的构建平台900可以包括两个轴承套905，以允许加热的构建平台900根据以上描述与移动系统耦合。加热的构建平台还包括中心构建板901。在一些实施方式中，中心构建板901具有大于5 英寸(例如5.1英寸)的宽度和大于5英寸(例如6英寸)的长度，使得其提供足够的打印区域，以供家庭，办公室和教室使用。

在一些实施方案中，中心构建板901包括三层：底层，所述底层包括用于加热整个构建板901的加热元件；中间板(例如，铝板)，用于为构建板901提供结构支撑；以及顶部聚醚酰亚胺(PEI)层，用于提供光滑的塑料状打印表面。铝和PEI的使用使得中心构建板901坚固且轻便，从而可以高效地实现高质量的打印。

在一些实施方案中，中心构建板901通过位于构建板901的中心的一个或多个耦合装置903(例如，螺钉或销)固定至平台基座907。可以使用底部加热器层对中心构建板901进行加热。然而，当通过底部加热器层对中间铝层进行加热时，中间铝层在不同方向上膨胀。将耦合装置903(例如，螺钉或销)设置位置在构建板901的中心能确保当加热构建板901时铝层不存在翘曲或其它类型的变形。为了实现这种膨胀，将铝层设置位置在构建板901的中心，使得铝层的边缘与围绕构建板901的框架的边缘之间存在大约1mm的间隙。

图9B示出根据本技术的一个或多个实施方案的示例性构建平台 900的一些内部部件。图9B的实施方案包括调平机构。具体地，提供了调平适配器911。调平适配器911由能够承受加热元件产生的热量的例如高温塑料的材料制成。铝板和相关联的PEI盖913位于调平适配器的顶部。具体地，铝板连接至调平适配器911的中心(例如，通过两个螺钉连接，所述两个螺钉通过调平适配器中心的所示孔连接)。由于铝板仅在中心处附接至调平适配器911，因此铝大部分可以在X- Y方向上膨胀。此示例性构建平台900还允许对平台进行调平。调平点在平台基座的边缘，从而使适配器911在四个拐角处(通过调平螺钉和弹簧(未示出)以及调平旋钮915)附接至床层结构。可以调节调平旋钮915以实现适当的手动调平。因此，构建平台900的部件被特别地设计成允许铝仅在X和Y方向上膨胀而不影响Z方向，同时允许通过调平适配器对平台进行调平。

图9C示出根据本技术的一个或多个实施方案的自动调平机构的实例。在此实例中，在整个构建平台上放置了三个调平点，其中两个调平点位于平台的前角，一个调平点位于平台的后部。所述调平点中的每一个包括调平旋钮921。虽然在一些实施方案中可以使用对调平点(或区域)的手动调节，但是在一些实施方案中，调平机构包括一个或多个调平电机923。调平电机923可以是步进电机，AC电机或其它类型的电机，所述电机耦合至调平调节器，以允许调平点的垂直向上/向下移动。在一些实施方案中，如图9C所示，调平电机923中的每一个具有圆形形状。基于来自校准传感器的结果(例如，取三个调平点处感测到的数据的平均值)，电机923中的每一个可以独立移动以上下移动平台的左前角，右前角和/或后部，从而将平台调平。在一些实施方案中，可以使用四个或更多个调平点和相应的调平电机。例如，更大的平台可能需要三个以上的调平点以确保其正确的自动调平。自动调平机构使用户免于多次执行手动调平，并提供了更一致的调平平台来构建准确的3D模型。在使用中，开始每次打印作业之前(或例如在预定数量的打印之后以规则的间隔)，执行自动调平程序，在此期间，接触传感器(或另一类型的传感器)在打印床上移动并至少测量床层上至少三个点的高度。随后，可以启动电机中的每一个以使床层的部分略微向上或向下倾斜，以提供基本平坦的打印表面。

通风系统

便携式3D打印机还包括过滤式通风系统。图10示出根据本技术的一个或多个实施方案的位于打印机主体后部的示例性通风系统。通风系统可以将打印废气排放至打印机的外部。通风系统包括通风口和风扇(见图1和图2C)，以及被配置成滑入和滑出打印机的过滤器组件1001。打印机主体外部的通风口允许将打印机内部的空气排放至外部环境。

图11示出根据本技术的一个或多个实施方案的包括示例性过滤式通风系统1100的更多细节的分解图。过滤式通风系统包括两个排气风扇1101和1103，所述排气风扇耦合至后支撑框架(如图2C所示)。两个排气风扇相对于移动系统的中心线对称设置位置，以避免空气在打印主体内的不均匀分布并在3D打印机内提供对称结构，从而提供更好的重量平衡。排气风扇1101和1103也可以放置成紧邻两个步进电机215，如图2A至图2B所示，使得步进电机215可以同时被排气风扇冷却。

过滤式通风系统1100还包括过滤器壳体1105，以允许过滤器组件滑入和滑出。过滤器组件内的过滤器(例如，高效微粒空气(HEPA) 过滤器)可以在将打印废气排放到打印机主体外之前对其进行过滤，以确保打印废气不会干扰室内空气质量。这种过滤式通风系统使在家庭，办公室或教室的室内使用3D打印机更加安全。

在一些实施方案中，挤出系统包括打印头，所述打印头设置位置为便于将所述打印材料挤出至所述构建平台上。所述打印头的横截面积进一步减少从所述加热块至所述构建平台的热传递。在一些实施方式中，所述打印头的横截面积为所述加热块的加热面积的30％至40％。

在一些实施方案中，所述挤出系统包括耦合至所述加热体的可拆卸打印头，所述可拆卸打印头设置位置为接收来自所述加热体的加热后的打印材料并将所述打印材料引导至所述构建平台。

在一些实施方案中，所述移动系统仅包括十个滑轮。第一滑轮和第二滑轮彼此堆叠，并且第三滑轮和第四滑轮彼此堆叠。在一些实施方案中，所述移动系统包括：第一滑轮和第二滑轮，所述第一滑轮和所述第二滑轮彼此堆叠并且可在所述3D打印机的所述内部空间内移动；第三滑轮和第四滑轮，所述第三滑轮和所述第四滑轮彼此堆叠并且可在所述3D打印机的所述内部空间内移动；第五滑轮和第六滑轮，所述第五滑轮和所述第六滑轮并排放置在所述3D打印机的所述内部空间内的第一拐角中；以及第七滑轮和第八滑轮，所述第七滑轮和所述第八滑轮并排放置在所述3D打印机的所述内部空间内的第二拐角中。所述第五滑轮和所述第六滑轮相对于彼此设置位置为在水平面上在X方向上偏移或在所述水平面上在Y方向上偏移，但不会在X和 Y方向上均偏移。所述第七滑轮和所述第八滑轮相对于彼此设置位置为在所述水平面上在所述X方向上偏移或在所述水平面上在所述Y 方向上偏移，但不会在X和Y方向上均偏移。

在一些实施方案中，所述构建平台包括：构建板，所述构建板包括位于所述构建板的中心附近的一个或多个孔；平台基座，所述平台基座位于所述构建板下方；以及一个或多个耦合装置，所述一个或多个耦合装置穿过所述构建板的所述一个或多个孔以将所述构建板固定至所述平台基座。

在一些实施方案中，所述构建板包括：底层，所述底层包括加热元件，所述加热元件可操作以加热所述构建板；中间层，所述中间层位于所述底层上，从而为所述构建板提供结构支撑；以及顶层，所述顶层被配置成提供光滑的打印表面。

在一些实施方案中，所述构建平台还包括设置位置在所述构建板下方的调平适配器，所述调平适配器包括：位于所述调平适配器的拐角附近的多个调平点；以及多个调平旋钮，所述多个调平旋钮耦合至所述调平适配器的所述多个调平点，以允许通过所述调平适配器将所述构建板调平。

在一些实施方案中，所述挤出系统包括校准传感器，所述校准传感器设置位置为获得所述挤出系统与所述构建平台之间的距离，并且被配置成检测所述挤出系统相对于所述构建板的旋转移动。在一些实施方式中，所述校准传感器包括接触传感器或红外传感器。

在一些实施方案中，所述构建平台还包括：所述构建板上的基准标记物，所述基准标记物被配置成使所述校准传感器能够获得所述距离；以及三个或更多个调平电机，所述三个或更多个调平电机位于所述构建板下方并耦合至所述构建板，所述调平电机中的每一个被配置成接收来自所述校准传感器的信号并根据所述信号调节所述构建板。

在一些实施方案中，所述材料供应系统包括：所述打印材料的可拆卸卷轴；以及将所述可拆卸卷轴固定至所述3D打印机的盖子。在一些实施方案中，所述便携式3D打印机还包括通风系统，所述通风系统位于所述打印机主体的一侧以排放来自所述挤出系统的打印废气。所述通风系统包括：一个或多个风扇，所述一个或多个风扇相对于所述便携式3D打印机的中心线对称设置位置以提高稳定性；以及可拆卸过滤器组件，所述可拆卸过滤器组件被配置成容纳过滤器，用于过滤来自所述一个或多个风扇的所述打印废气。

在一些实施方案中，所述便携式3D打印机占据的空间的总体积为大约1000立方英寸，并且所述构建平台的用于打印3D物体的可用面积为大约5英寸乘5英寸。

在另一示例性方面，一种便携式3D打印机包括材料供应系统，所述材料供应系统包括卷轴或墨盒，用于向打印引擎供应打印材料。所述打印引擎包括挤出系统，所述挤出系统设置位置为接收来自所述材料供应系统的所述打印材料。所述便携式3D打印机包括移动系统，所述移动系统包括一条或多条传送带，与所述一条或多条传送带接触的多个滑轮，以及与所述一条或多条传送带接触的挤出机托架。每个滑轮设置位置为围绕竖直轴旋转，并且所述多个滑轮中的至少两个彼此堆叠，以允许所述移动系统的紧凑设计。所述挤出机托架设置位置为承载所述挤出系统，并且包括与所述一条或多条传送带接触以允许所述挤出机托架水平移动的上部部分以及耦合至所述挤出系统的下部部分。所述上部部分包括大致平行于所述一条或多条传送带的第一壁，大致平行于所述第一壁的第二壁，位于所述第一壁与所述第二壁之间并且与所述第一壁和所述第二壁间隔开的中心部分，以及一个或多个耦合装置，所述耦合装置可以可调节地穿过所述挤出机托架的至少一部分，以与所述一条或多条传送带的一部分接触并允许所述一条或多条传送带进行张力调节。所述便携式3D打印机包括：构建平台，所述构建平台位于所述移动系统下方，用于接收来自所述挤出系统的所述打印材料；以及打印机主体，所述打印机主体设置位置为包围所述挤出系统，所述移动系统和所述构建平台。所述打印机主体包括允许进入所述构建平台的可移动门。

在一些实施方案中，所述一个或多个耦合装置被配置成在与所述一条或多条传送带接触并且将所述一条或多条传送带压在所述第二壁上之前，穿过所述第一壁和所述中心部分。在一些实施方案中，所述第一壁包括四个开口，所述四个开口被配置成允许所述耦合装置穿过其中。

在一些实施方案中，所述挤出系统包括加热块。所述加热块包括耦合至所述材料供应系统的用于接收所述打印材料的顶部部分，位于所述顶部部分下方的加热体，位于所述顶部部分与所述加热体之间的隔热部分。所述加热体耦合至被配置成加热所述打印材料的加热元件，以及耦合至被配置成感测所述加热体的温度的温度传感器。所述隔热部分与所述顶部部分以及与所述加热体接触。所述隔热部分沿着纵向方向具有不同的横截面积，相对于沿着所述纵向方向在所述隔热部分的中心处的较小横截面积，所述隔热部分的接触所述顶部部分和所述加热体的两端处具有较大横截面积。

在一些实施方案中，所述挤出系统包括可拆卸地耦合至所述加热体的可拆卸打印头。所述可拆卸打印头设置位置为接收来自所述加热体的加热后的打印材料并将所述打印材料引导至所述构建平台。

在一些实施方案中，所述构建平台包括构建板。所述构建板包括：底层，所述底层包括加热元件，所述加热元件被配置成向所述构建板供应热量；中间层，所述中间层位于所述底层上，从而为所述构建板提供结构支撑；顶层，所述顶层被配置成提供光滑的打印表面；以及一个或多个孔，所述一个或多个孔位于所述构建板的中心附近。所述构建平台包括：平台基座，所述平台基座位于所述构建板下方；以及一个或多个耦合装置，所述一个或多个耦合装置穿过所述构建板的所述中心附近的所述一个或多个孔以将所述构建板固定至所述平台基座。所述中间层的一个或多个边缘与围绕所述构建板的框架的边界间隔开，以防止由于热量施加导致所述中间层膨胀时所述中间层翘曲。在一些实施方案中，所述中间层包括铝层，并且所述顶层包括聚醚酰亚胺。

在一些实施方案中，所述挤出系统包括校准传感器，所述校准传感器设置位置为获得所述挤出系统与所述构建平台之间的距离，所述校准传感器包括红外传感器，所述红外传感器被配置成检测红外光并响应于检测到红外光而产生电信号。在一些实施方案中，所述校准系统还包括处理器以及包括处理器可执行代码的存储器，所述处理器可执行代码在由所述处理器执行时配置所述处理器以至少基于由所述红外传感器产生的所述电信号来计算所述挤出系统与所述构建平台之间的距离。

在一些实施方案中，所述材料供应系统包括：所述打印材料的可拆卸卷轴；以及将所述可拆卸卷轴固定至所述3D打印机的盖子。所述可拆卸卷轴容纳在所述便携式3D打印机的内部空间内的开口中，以便在将所述可拆卸卷轴插入所述开口中且放置所述盖子时，所述盖子的外表面与所述便携式3D打印机外部的周围表面齐平。

在一些实施方案中，所述便携式3D打印机包括通风系统，所述通风系统位于所述打印机主体的一侧，以将来自所述便携式3D打印机的内部空间的打印废气向远处排放到外部环境。所述通风系统包括两个风扇，所述两个风扇围绕所述便携式3D打印机的中心线对称设置位置，并通过穿过所述3D打印机的所述内部空间设置的板与所述便携式3D打印机的所述内部空间中的至少一些部件分离。所述通风系统还包括可拆卸过滤器组件，所述可拆卸过滤器组件面向所述外部环境，并被配置成容纳高效微粒空气(HEPA)过滤器。

在一些实施方案中，所述便携式3D打印机包括单个基板。所述移动系统的所有部件可附接至所述单个基板。在一些实施方案中，所述移动系统的所有部件形成为子组件，并且使用六个或更少的附接装置附接至所述基板。在一些实施方案中，所述移动系统的所有部件仅使用四个紧固装置附接至所述基板。

在另一示例性方面，一种便携式3D打印机包括材料供应系统，所述材料供应系统包括卷轴或墨盒，用于向打印引擎供应打印材料。所述打印引擎包括挤出系统，所述挤出系统设置位置为接收来自所述材料供应系统的所述打印材料。所述便携式3D打印机包括：移动系统，所述移动系统包括挤出机托架，所述挤出机托架设置位置为承载所述挤出系统；多个滑轮；以及一条或多条传送带，所述一条或多条传送带与所述多个滑轮中的每个滑轮以及与所述挤出机托架接触，以允许所述挤出机托架水平移动。每个滑轮设置位置为成围绕竖直轴旋转，并且所述多个滑轮中的至少两个彼此堆叠，以允许所述移动系统的紧凑设计。所述便携式3D打印机包括构建平台，所述构建平台位于所述移动系统下方，用于接收来自所述挤出系统的所述打印材料。所述构建平台包括构建板，所述构建板包括：底层，所述底层包括加热元件，所述加热元件可操作以加热所述构建板；中间层，所述中间层位于所述底层上，从而为所述构建板提供结构支撑；以及顶层，所述顶层被配置成提供光滑的打印表面。所述构建平台包括设置位置在所述构建板下方的调平适配器，所述调平适配器包括：位于所述调平适配器的拐角附近的多个调平点；以及多个调平旋钮，所述多个调平旋钮耦合至所述调平适配器的所述多个调平点，以允许通过所述调平适配器将所述构建板调平。所述便携式3D打印机包括打印机主体，所述打印机主体包围所述挤出系统，所述移动系统和所述构建平台。所述打印机主体包括允许进入所述3D打印机的内部空间的孔口。

在一些实施方案中，所述挤出系统包括加热块。所述加热块包括：耦合至所述材料供应系统的用于接收所述打印材料的顶部部分；位于所述顶部部分下方的加热体，其中所述加热体耦合至被配置成加热所述打印材料的加热元件，并且耦合至被配置成感测所述加热体的温度的温度传感器；以及位于所述顶部部分与所述加热体之间的隔热部分。所述隔热部分与所述顶部部分以及与所述加热体接触。所述隔热部分沿着纵向方向具有不同的横截面积，相对于沿着所述纵向方向在所述隔热部分的中心处的较小横截面积，所述隔热部分的接触所述顶部部分和所述加热体的两端处具有较大横截面积。

在一些实施方案中，所述挤出系统包括打印头，所述打印头设置位置为便于将所述打印材料挤出至所述构建平台上。所述打印头的横截面积进一步减少从所述加热块至所述构建平台的热传递。在一些实施方案中，所述打印头的横截面积为所述加热块的加热面积的30％至 40％。在一些实施方案中，所述挤出系统还包括耦合至所述加热体的可拆卸打印头。所述可拆卸打印头设置位置为接收来自所述加热体的加热后的打印材料并将所述打印材料引导至所述构建平台。

在一些实施方案中，所述移动系统仅包括十个滑轮，并且第一滑轮和第二滑轮彼此堆叠，并且第三滑轮和第四滑轮彼此堆叠。

在一些实施方案中，所述构建板包括位于所述构建板的中心附近的一个或多个孔，并且所述构建平台还包括平台基座，所述平台基座位于所述构建板下方；以及一个或多个耦合装置，所述一个或多个耦合装置穿过所述构建板的所述一个或多个孔以将所述构建板固定至所述平台基座。

在一些实施方案中，所述中间层包括铝层，并且所述顶层包括聚醚酰亚胺。在一些实施方案中，所述挤出系统包括校准传感器，所述校准传感器设置位置为获得所述挤出系统与所述构建平台之间的距离，并且被配置成检测所述挤出系统相对于所述构建板的旋转移动。在一些实施方式中，所述校准传感器包括接触传感器或红外传感器。

在另一个示例性方面，公开了一种便携式3D打印机。所述便携式3D打印机包括材料供应系统，所述材料供应系统包括打印材料的可拆卸卷轴以及盖子，所述盖子设置位置为将所述卷轴固定至所述 3D打印机。所述材料供应系统被配置成向打印引擎供应打印材料。所述打印引擎包括挤出系统，所述挤出系统包括加热块。所述加热块包括耦合至所述材料供应系统的用于接收所述打印材料的顶部部分，位于所述顶部部分下方的加热体。所述加热体耦合至加热元件，所述加热元件可操作以向所述加热体供应热量并加热所述打印材料。所述加热体还耦合至温度传感器，所述温度传感器可操作以感测所述加热体的温度。所述加热块还包括位于顶部部分与主体之间的隔热部分。所述隔热部分具有与所述顶部部分接触的第一端，与所述加热体接触的第二端以及中心。每一端的横截面积大于所述中心的横截面积，以减少从所述加热体至所述3D打印机的其它部件的热传递。所述便携式3D打印机包括移动系统，所述移动系统包括一条或多条传送带，与所述一条或多条传送带接触的多个滑轮，以及与所述一条或多条传送带接触的挤出机托架。每个滑轮设置位置为围绕竖直轴旋转。所述多个滑轮中的至少两个彼此堆叠，以允许所述移动系统的紧凑设计。所述挤出机托架设置位置为承载所述挤出系统，并且包括与所述一条或多条传送带接触以允许所述挤出机托架水平移动的上部部分以及耦合至所述挤出系统的下部部分。所述上部部分包括大致平行于所述一条或多条传送带的第一壁，大致平行于所述第一壁的第二壁，位于所述第一壁与所述第二壁之间并且与所述第一壁和所述第二壁间隔开的中心部分，以及一个或多个耦合装置，所述耦合装置可以可调节地穿过所述挤出机托架的至少一部分，以与所述一条或多条传送带的一部分接触并允许所述一条或多条传送带进行张力调节。所述3D打印机还包括：构建平台，所述构建平台包括位于所述移动系统下方的用于接收来自所述挤出系统的所述打印材料的构建板；以及打印机主体，所述打印机主体设置位置为包围所述挤出系统，所述移动系统和所述构建平台。所述打印机主体包括允许进入所述3D打印机的内部空间的孔口。

图13是用于校准3D打印机的方法1300的流程图。在框1302 处，方法1300包括将3D打印机的挤出系统设置位置在3D打印机的构建平台上方。在框1304处，方法1300包括通过挤出系统中承载的校准传感器向构建平台发射电磁能束。在框1306处，方法1300包括通过校准传感器检测由构建平台反射的所返回电磁能束。在框1308 处，方法1300包括基于所返回电磁能束计算挤出系统与构建平台之间的距离。在框1310处，方法1300还包括基于所计算的距离通过移动挤出系统，使得挤出系统的尖端与构建平台接触来获得挤出系统的开始位置。在一些实施方案中，将挤出系统设置位置在构建平台上方包括将挤出系统设置位置在构建平台的基准标记物上方。

图14是用于调平便携式3D打印机的方法1400的流程图。在框 1402处，方法1400包括获得挤出系统与3D打印机的三个或更多个调平点之间的距离。获得所述距离中的每一个包括：将挤出系统设置位置在所述三个或更多个调平点中的一个调平点上方；通过挤出系统中承载的校准传感器向调平点发射电磁能束；以及通过校准传感器检测由构建平台反射的所返回电磁能束。在框1404处，方法1400还包括基于距离由与所述三个或更多个调平点相对应的三个或更多个调平电机调节构建平台，使得将构建平台调平。在一些实施方案中，调平点中的一个靠近构建平台的前部设置位置，而其余的调平点靠近构建平台的后部设置位置。在一些实施方案中，四个调平点位于构建平台下方。调平点中的每一个靠近构建平台的拐角设置位置。

尽管本专利文档包括许多细节，但是这些细节不应解释为对任何实用新型或可要求保护的范围的限制，而应解释为对特定实用新型的特定实施方案可能特定的特征的描述。本专利文档中在单独的实施方案的上下文中描述的某些特征也可以在单个实施方案中组合实施。相反，在单个实施方案的上下文中描述的各种特征也可以分别在多个实施方案中或以任何合适的子组合来实施。此外，尽管上文可能将特征描述为以某些组合起作用并且甚至最初如此要求，但是在某些情况下，可以从所要求保护的组合中切除来自所述组合的一个或多个特征，并且可以将所要求保护的组合定向为子组合或子组合的变体。

类似地，尽管在附图中以特定顺序描绘了操作，但是不应理解为要求以所示的特定顺序或以连续的顺序执行此类操作，或者执行所有示出的操作以实现期望的结果。此外，在本专利文档中描述的实施方案中的各种系统部件的分离不应被理解为在所有实施方案中都需要这种分离。

仅描述了一些实施方式和实例，并且基于本文档文件中所描述和示出的内容可以进行其它实施，增强和变化。

Claims

1.一种便携式3D打印机，其特征在于，其包括：

材料供应系统，所述材料供应系统包括卷轴或墨盒，用于向打印引擎供应打印材料；

所述打印引擎，所述打印引擎包括挤出系统，所述挤出系统包括加热块，所述加热块包括：

顶部部分，所述顶部部分耦合至所述材料供应系统，用于接收所述打印材料，

设置位置为位于所述顶部部分下方的加热体，其中所述加热体耦合至加热元件，所述加热元件可操作以将热量供应至所述加热体并加热所述打印材料，所述加热体还耦合至温度传感器，所述温度传感器可操作以感测所述加热体的温度，以及

设置位置为位于所述顶部部分与所述加热体之间的隔热部分，所述隔热部分具有与所述顶部部分接触的第一端，与所述加热体接触的第二端以及中心，其中每一端的横截面积大于所述中心的横截面积，以减少从所述加热体至所述3D打印机的其它部件的热传递；

移动系统，所述移动系统包括：

挤出机托架，所述挤出机托架设置位置为承载所述挤出系统，

多个滑轮，每个滑轮设置位置为围绕竖直轴旋转，其中所述多个滑轮中的至少两个彼此堆叠，以允许所述移动系统的紧凑设计，以及

一条或多条传送带，所述一条或多条传送带与所述多个滑轮中的每个滑轮以及与所述挤出机托架接触，以允许所述挤出机托架水平移动；

构建平台，所述构建平台设置位置为位于所述移动系统下方，用于接收来自所述挤出系统的所述打印材料；以及

打印机主体，所述打印机主体包围所述挤出系统，所述移动系统和所述构建平台，其中所述打印机主体包括允许进入所述3D打印机的内部空间的孔口。

2.如权利要求1所述的便携式3D打印机，其特征在于，挤出系统包括打印头，所述打印头设置位置为成便于将所述打印材料挤出至所述构建平台上，所述打印头的横截面积进一步减少从所述加热块至所述构建平台的热传递。

3.如权利要求2所述的便携式3D打印机，其特征在于，所述打印头的所述横截面积为所述加热块的加热面积的30％至40％。

4.如权利要求1所述的便携式3D打印机，其特征在于，所述挤出系统包括耦合至所述加热体的可拆卸打印头，所述可拆卸打印头设置位置为接收来自所述加热体的所述加热后的打印材料并将所述打印材料引导至所述构建平台。

5.如权利要求1所述的便携式3D打印机，其特征在于，所述移动系统仅包括十个滑轮，并且其中第一滑轮和第二滑轮彼此堆叠，并且第三滑轮和第四滑轮彼此堆叠。

6.如权利要求1所述的便携式3D打印机，其特征在于，所述移动系统包括：

第一滑轮和第二滑轮，所述第一滑轮和所述第二滑轮彼此堆叠并且能在所述3D打印机的所述内部空间内移动；

第三滑轮和第四滑轮，所述第三滑轮和所述第四滑轮彼此堆叠并且能在所述3D打印机的所述内部空间内移动；

第五滑轮和第六滑轮，所述第五滑轮和所述第六滑轮并排放置在所述3D打印机的所述内部空间内的第一拐角中，所述第五滑轮和所述第六滑轮相对于彼此设置位置为在水平面上在X方向上偏移或在所述水平面上在Y方向上偏移，但不会在X和Y方向上均偏移；以及

第七滑轮和第八滑轮，所述第七滑轮和所述第八滑轮并排放置在所述3D打印机的所述内部空间内的第二拐角中，所述第七滑轮和所述第八滑轮相对于彼此设置位置为在所述水平面上在所述X方向上偏移或在所述水平面上在所述Y方向上偏移，但不会在X和Y方向上均偏移。

7.如权利要求1所述的便携式3D打印机，其特征在于，所述构建平台包括：

构建板，所述构建板包括设置位置为位于所述构建板的中心附近的一个或多个孔；

平台基座，所述平台基座位于所述构建板下方；以及

一个或多个耦合装置，所述一个或多个耦合装置穿过所述构建板的所述一个或多个孔以将所述构建板固定至所述平台基座。

8.如权利要求7所述的便携式3D打印机，其特征在于，所述构建板包括：

底层，所述底层包括加热元件，所述加热元件可操作以加热所述构建板；

中间层，所述中间层设置位置为位于所述底层上，从而为所述构建板提供结构支撑；以及

顶层，所述顶层被配置成提供光滑的打印表面。

9.如权利要求7所述的便携式3D打印机，其特征在于，所述构建平台还包括：

设置位置为位于所述构建板下方的调平适配器，所述调平适配器包括位于所述调平适配器的拐角附近的多个调平点；以及

多个调平旋钮，所述多个调平旋钮耦合至所述调平适配器的所述多个调平点，以允许通过所述调平适配器将所述构建板调平。

10.如权利要求1所述的便携式3D打印机，其特征在于，所述挤出系统包括校准传感器，所述校准传感器设置位置为获得所述挤出系统与所述构建平台之间的距离，并且被配置成检测所述挤出系统相对于所述构建板的旋转移动。

11.如权利要求10所述的便携式3D打印机，其特征在于，所述校准传感器包括接触传感器或红外传感器。

12.如权利要求10所述的便携式3D打印机，其特征在于，所述构建平台还包括：

在所述构建板上的基准标记物，所述基准标记物被配置成使所述校准传感器能够获得所述距离；以及

三个或更多个调平电机，所述三个或更多个调平电机设置位置为位于所述构建板下方并耦合至所述构建板，所述调平电机中的每一个被配置成接收来自所述校准传感器的信号并根据所述信号调节所述构建板。

13.如权利要求1所述的便携式3D打印机，其特征在于，所述材料供应系统包括：

所述打印材料的可拆卸卷轴；以及

盖子，所述盖子设置位置为将所述可拆卸卷轴固定至所述3D打印机。

14.如权利要求1所述的便携式3D打印机，其特征在于，其还包括：

通风系统，所述通风系统设置位置为位于所述打印机主体的一侧以排放来自所述挤出系统的打印废气，所述通风系统包括：多个风扇，所述多个风扇中的两个设置位置为相对于所述便携式3D打印机的中心线对称以提高稳定性；以及

可拆卸过滤器组件，所述可拆卸过滤器组件被配置成容纳过滤器，用于过滤来自一个或多个风扇的所述打印废气。

15.如权利要求1所述的便携式3D打印机，其特征在于，所述便携式3D打印机占据的空间的总体积为大约1000立方英寸，并且所述构建平台的用于打印3D物体的可用面积为大约5英寸乘5英寸。

16.如权利要求1所述的便携式3D打印机，其特征在于，所述移动系统还包括耦合至挤出系统的两个支架，沿着X轴穿过所述支架的四个线性杆，和承载所述多个滑轮的托架块。

17.如权利要求1所述的便携式3D打印机，其特征在于，其还包括允许通过简单推动和旋转来更换所述墨盒的墨盒弹出系统。

18.如权利要求1所述的便携式3D打印机，其特征在于，所述墨盒弹出系统还包括包括塑胶丝墨盒壳体和弹出机构。

19.如权利要求5所述的便携式3D打印机，其特征在于，所述挤出系统包括

耦合至所述加热体的可拆卸打印头，所述可拆卸打印头设置位置为接收来自所述加热体的所述加热后的打印材料并将所述打印材料引导至所述构建平台。

20.如权利要求5所述的便携式3D打印机，其特征在于，其还包括：

通风系统，所述通风系统设置位置为位于所述打印机主体的一侧以排放来自所述挤出系统的打印废气，所述通风系统包括：多个风扇，所述多个风扇中的两个设置位置为相对于所述便携式3D打印机的中心线对称设置以提高稳定性；以及

21.一种便携式3D打印机，其特征在于，其包括：

所述打印引擎，所述打印引擎包括挤出系统，所述挤出系统设置位置为接收来自所述材料供应系统的所述打印材料；

移动系统，所述移动系统包括：

一条或多条传送带，

与所述一条或多条传送带接触的多个滑轮，每个滑轮设置位置为围绕竖直轴旋转，其中所述多个滑轮中的至少两个彼此堆叠，以允许所述移动系统的紧凑设计；以及

与所述一条或多条传送带接触的挤出机托架，其中所述挤出机托架设置位置为承载所述挤出系统，并且包括与所述一条或多条传送带接触以允许所述挤出机托架水平移动的上部部分以及耦合至所述挤出系统的下部部分，所述上部部分包括大致平行于所述一条或多条传送带的第一壁，大致平行于所述第一壁的第二壁，位于所述第一壁与所述第二壁之间并且与所述第一壁和所述第二壁间隔开的中心部分，以及一个或多个耦合装置，所述耦合装置能够可调节地穿过所述挤出机托架的至少一部分，以与所述一条或多条传送带的一部分接触并允许所述一条或多条传送带进行张力调节；

构建平台，所述构建平台设置位置为所述移动系统下方，用于接收来自所述挤出系统的所述打印材料；以及

打印机主体，所述打印机主体设置位置为包围所述挤出系统，所述移动系统和所述构建平台，其中所述打印机主体包括允许进入所述构建平台的可移动门。

22.如权利要求21所述的便携式3D打印机，其特征在于，所述一个或多个耦合装置被配置成在与所述一条或多条传送带接触并且将所述一条或多条传送带压在所述第二壁上之前，穿过所述第一壁和所述中心部分。

23.如权利要求21所述的便携式3D打印机，其特征在于，所述第一壁包括四个开口，所述四个开口被配置成允许所述耦合装置穿过其中。

24.如权利要求21所述的便携式3D打印机，其特征在于，所述挤出系统包括加热块，所述加热块包括：

设置位置为位于所述顶部部分下方的加热体，其中所述加热体耦合至被配置成加热所述打印材料的加热元件，以及耦合至被配置成感测所述加热体的温度的温度传感器，以及

设置位置为位于所述顶部部分与所述加热体之间的隔热部分，所述隔热部分与所述顶部部分以及与所述加热体接触，其中所述隔热部分沿着纵向方向具有不同的横截面积，相对于沿着所述纵向方向在所述隔热部分的中心处的较小横截面积，所述隔热部分的接触所述顶部部分和所述加热体的两端处具有较大横截面积。

25.如权利要求24所述的便携式3D打印机，其特征在于，所述挤出系统包括可拆卸地耦合至所述加热体的可拆卸打印头，所述可拆卸打印头设置位置为接收来自所述加热体的所述加热后的打印材料并将所述打印材料引导至所述构建平台。

26.如权利要求21所述的便携式3D打印机，其特征在于，所述构建平台包括：

构建板，所述构建板包括：

底层，所述底层包括加热元件，所述加热元件被配置成向所述构建板供应热量，

中间层，所述中间层设置位置为位于所述底层上，从而为所述构建板提供结构支撑，

顶层，所述顶层被配置成提供光滑的打印表面；以及

一个或多个孔，所述一个或多个孔设置位置为位于所述构建板的中心附近，

平台基座，所述平台基座位于所述构建板下方，以及

一个或多个耦合装置，所述一个或多个耦合装置穿过所述构建板的所述中心附近的所述一个或多个孔以将所述构建板固定至所述平台基座，其中所述中间层的一个或多个边缘与围绕所述构建板的框架的边界间隔开，以防止由于热量施加导致所述中间层膨胀时所述中间层翘曲。

27.如权利要求26所述的便携式3D打印机，其特征在于，所述中间层包括铝层，并且所述顶层包括聚醚酰亚胺。

28.如权利要求21所述的便携式3D打印机，其特征在于，所述挤出系统包括校准传感器，所述校准传感器设置位置为获得所述挤出系统与所述构建平台之间的距离，所述校准传感器包括红外传感器，所述红外传感器被配置成检测红外光并响应于检测到红外光而产生电信号，

所述校准系统还包括处理器以及包括处理器可执行代码的存储器，所述处理器可执行代码在由所述处理器执行时配置所述处理器，以至少基于由所述红外传感器产生的所述电信号来计算所述挤出系统与所述构建平台之间的距离。

29.如权利要求21所述的便携式3D打印机，其特征在于，所述材料供应系统包括：

所述打印材料的可拆卸卷轴，以及

盖子，所述盖子设置位置为将所述可拆卸卷轴固定至所述3D打印机，其中所述可拆卸卷轴容纳在所述便携式3D打印机的内部空间内的开口中，以便在将所述可拆卸卷轴插入所述开口中且放置所述盖子时，所述盖子的外表面与所述便携式3D打印机外部的周围表面齐平。

30.如权利要求21所述的便携式3D打印机，其特征在于，其还包括：

通风系统，所述通风系统设置位置为位于所述打印机主体的一侧，以将来自所述便携式3D打印机的内部空间的打印废气向远处排放到外部环境，所述通风系统包括两个风扇，所述两个风扇设置位置为围绕所述便携式3D打印机的中心线对称，并通过穿过所述3D打印机的所述内部空间设置的板与所述便携式3D打印机的所述内部空间中的至少一些部件分离，所述通风系统还包括可拆卸过滤器组件，所述可拆卸过滤器组件面向所述外部环境，并被配置成容纳高效微粒空气(HEPA)过滤器。

31.如权利要求21所述的便携式3D打印机，其特征在于，所述便携式3D打印机占据的空间的总体积为大约1000立方英寸，并且所述构建平台的用于打印3D物体的可用面积为大约5英寸乘5英寸。

32.如权利要求21所述的便携式3D打印机，其特征在于，其还包括单个基板，其中所述移动系统的所有部件可附接至所述单个基板。

33.如权利要求32所述的便携式3D打印机，其特征在于，所述移动系统的所有部件形成为子组件，并且通过六个或更少的附接装置附接至所述基板。

34.如权利要求33所述的便携式3D打印机，其特征在于，所述移动系统的所有部件仅通过四个紧固装置附接至所述基板。

35.如权利要求32所述的便携式3D打印机，其特征在于，其还包括用于稳定所述基板的两个侧框架。

36.一种便携式3D打印机，其特征在于，其包括：

打印引擎；

材料供应系统，所述材料供应系统包括卷轴或墨盒，用于向所述打印引擎供应打印材料，其中，所述打印引擎包括

挤出系统，所述挤出系统设置位置为接收来自所述材料供应系统的所述打印材料；

移动系统，所述移动系统包括：

挤出机托架，所述挤出机托架设置位置为承载所述挤出系统；

多个滑轮；以及

一条或多条传送带，所述一条或多条传送带与所述多个滑轮中的每个滑轮以及与所述挤出机托架接触，以允许所述挤出机托架水平移动；每个滑轮设置位置为围绕竖直轴旋转，并且所述多个滑轮中的至少两个彼此堆叠，以允许所述移动系统的紧凑设计；

构建平台，所述构建平台设置位置为位于所述移动系统下方，用于接收来自所述挤出系统的所述打印材料，其中所述构建平台包括：

构建板，所述构建板包括：

顶层，所述顶层被配置成提供光滑的打印表面；

设置位置为位于所述构建板下方的调平适配器，所述调平适配器包括：

位于所述调平适配器的拐角附近的多个调平点；以及

多个调平旋钮，所述多个调平旋钮耦合至所述调平适配器的所述多个调平点，以允许通过所述调平适配器将所述构建板调平；以及

37.如权利要求36所述的便携式3D打印机，其特征在于，所述挤出系统包括加热块，其中所述加热块包括：

耦合至所述材料供应系统的用于接收所述打印材料的顶部部分；

设置位置为位于所述顶部部分下方的加热体，其中所述加热体耦合至被配置成加热所述打印材料的加热元件，并且耦合至被配置成感测所述加热体的温度的温度传感器；以及

设置位置为位于所述顶部部分与所述加热体之间的隔热部分，其中：

所述隔热部分与所述顶部部分以及与所述加热体接触；以及

所述隔热部分沿着纵向方向具有不同的横截面积，相对于沿着所述纵向方向在所述隔热部分的中心处的较小横截面积，所述隔热部分的接触所述顶部部分和所述加热体的两端处具有较大横截面积。

38.如权利要求36所述的便携式3D打印机，其特征在于，所述挤出系统包括：打印头，所述打印头设置位置为便于将所述打印材料挤出至所述构建平台上，其中，所述打印头的横截面积进一步减少从所述加热块至所述构建平台的热传递。

39.如权利要求38所述的便携式3D打印机，其特征在于，所述打印头的横截面积为所述加热块的加热面积的30％至40％。

40.如权利要求36所述的便携式3D打印机，其特征在于，所述挤出系统还包括耦合至所述加热体的可拆卸打印头，其中所述可拆卸打印头设置位置为成接收来自所述加热体的加热后的打印材料并将所述打印材料引导至所述构建平台。

41.如权利要求36所述的便携式3D打印机，其特征在于，所述移动系统仅包括十个滑轮，其中第一滑轮和第二滑轮彼此堆叠，并且第三滑轮和第四滑轮彼此堆叠。

42.如权利要求36所述的便携式3D打印机，其特征在于，所述构建板包括：

设置位置为位于所述构建板的中心附近的一个或多个孔，并且

所述构建平台还包括：

平台基座，所述平台基座位于所述构建板下方；以及

43.如权利要求36所述的便携式3D打印机，其特征在于，所述便携式3D打印机占据的空间的总体积为大约1000立方英寸，并且所述构建平台的用于打印3D物体的可用面积为大约5英寸乘5英寸。

44.如权利要求36所述的便携式3D打印机，其特征在于：

所述中间层包括铝层，并且

所述顶层包括聚醚酰亚胺。

45.如权利要求36所述的便携式3D打印机，其特征在于：

所述挤出系统包括

校准传感器，所述校准传感器设置位置为获得所述挤出系统与所述构建平台之间的距离，其中所述校准传感器被配置成检测所述挤出系统相对于所述构建板的旋转移动。

46.如权利要求45所述的便携式3D打印机，其特征在于：

所述校准传感器包括接触传感器或红外传感器。

47.如权利要求36所述的便携式3D打印机，其特征在于：

所述材料供应系统包括：

所述打印材料的可拆卸卷轴；以及

设置位置为将所述可拆卸卷轴固定至所述3D打印机的盖子。

48.如权利要求36所述的便携式3D打印机，其特征在于：

所述便携式3D打印机还包括：

通风系统，所述通风系统设置位置为位于所述打印机主体的一侧以排放来自所述挤出系统的打印废气，其中所述通风系统包括：

一个或多个风扇，所述一个或多个风扇设置位置为相对于所述便携式3D打印机的中心线对称设置位置以提高稳定性；以及

可拆卸过滤器组件，所述可拆卸过滤器组件被配置成容纳过滤器，用于过滤来自所述一个或多个风扇的所述打印废气。

49.一种便携式3D打印机，其特征在于：

所述便携式3D打印机包括：

打印引擎，所述打印引擎包括挤出系统，所述挤出系统包括加热块；

材料供应系统，所述材料供应系统包括打印材料的可拆卸卷轴以及盖子，其中：

所述盖子设置位置为将所述卷轴固定至所述3D打印机；

所述材料供应系统被配置成向所述打印引擎供应打印材料；

所述加热块包括：

耦合至所述材料供应系统的用于接收所述打印材料的顶部部分，以及

设置位置为位于所述顶部部分下方的加热体；以及所述加热体耦合至加热元件，所述加热元件可操作以向所述加热体供应热量并加热所述打印材料，所述加热体还耦合至温度传感器，所述温度传感器可操作以感测所述加热体的温度；以及

设置位置为位于顶部部分与主体之间的隔热部分，

其中：

所述隔热部分具有与所述顶部部分接触的第一端，与所述加热体接触的第二端以及中心；以及

每一端的横截面积大于所述中心的横截面积，以减少从所述加热体至所述3D打印机的其它部件的热传递；

移动系统，所述移动系统包括

一条或多条传送带，

与所述一条或多条传送带接触的多个滑轮，以及与所述一条或多条传送带接触的挤出机托架，其中：每个滑轮设置位置为围绕竖直轴旋转；

所述多个滑轮中的至少两个彼此堆叠，以允许所述移动系统的紧凑设计；

所述挤出机托架设置位置为承载所述挤出系统，并且

所述挤出机托架包括：

与所述一条或多条传送带接触以允许所述挤出机托架水平移动的上部部分；以及

耦合至所述挤出系统的下部部分，

其中：

所述上部部分包括：

大致平行于所述一条或多条传送带的第一壁；

大致平行于所述第一壁的第二壁；

位于所述第一壁与所述第二壁之间并且与所述第一壁和所述第二壁间隔开的中心部分；以及

一个或多个耦合装置，所述耦合装置可以可调节地穿过所述挤出机托架的至少一部分，以与所述一条或多条传送带的一部分接触并允许所述一条或多条传送带进行张力调节；

构建平台，所述构建平台包括：

设置位置为位于所述移动系统下方的用于接收来自所述挤出系统的所述打印材料的构建板；以及

打印机主体，所述打印机主体设置位置为包围所述挤出系统，所述移动系统，和所述构建平台；其中所述打印机主体包括允许进入所述3D打印机的内部空间的孔口。