CN213618365U - 一种用于大型不可移动文物的3d打印装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及3D打印技术领域，具体公开了一种用于大型不可移动文物的3D打印装置，包括X轴平移机构、Y轴平移机构、Z轴平移机构、打印机构、控制箱以及降温机构，不仅能够实现3D打印装置的基本功能，而且通过半导体制冷片对打印的文物进行迅速的降温，解决了传统的3D打印装置降温速度较低，需要等待打印的文物自然冷却，耗时较长的问题。

Description

一种用于大型不可移动文物的3D打印装置

技术领域

本申请涉及3D打印技术领域，具体公开了一种用于大型不可移动文物的3D打印装置。

背景技术

3D打印技术是指以数字模型文件为基础，通过逐层打印的方式来构造物体的技术，3D打印可以以较短的生产周期和较高的自由度生产小批量的定制部件，完成复杂而精细的造型，3D打印装置的基本原理就是将耗材通过打印头加热后挤出，按计算机程序指令进行层层堆积。

在文物的修复或者还原的过程中，通过3D打印装置能够极大的提高文物的修复或者还原的效率，并且还原度高，操作难度低，因此，3D打印装置在文物修复或者还原中得到了广泛的应用，但是，传统的3D打印装置降温速度较低，需要等待打印的文物自然冷却，耗时较长，因此，发明人有鉴于此，提供了一种用于大型不可移动文物的3D打印装置，以便解决上述问题。

发明内容

本实用新型的目的在于解决传统的3D打印装置降温速度较低，需要等待打印的文物自然冷却，耗时较长的问题。

为了达到上述目的，本实用新型的基础方案提供一种用于大型不可移动文物的3D打印装置，包括X轴平移机构、Y轴平移机构、Z轴平移机构、打印机构和控制箱；

所述X轴平移机构包括固定台和滑动连接在固定台表面的滑台，滑台底部对称设有与X轴平行的滑杆，固定台表面设有与滑杆对应的滑轨，滑台底部还固接有齿条，固定台固接有第一电机，第一电机输出轴固接有与齿条啮合的传动齿轮；

所述Y轴平移机构包括固接在滑台表面的液压缸和液压控制箱，液压杆的活塞杆方向与Y轴平行，液压控制箱上连通有进油管和出油管，进油管和出油管的自由端均伸入液压缸内；

所述Z轴平移机构包括固接在液压缸的活塞杆自由端的支撑板，支撑板内设有空腔，空腔内转动安装有与Z轴平行的螺杆，螺杆螺纹连接有滑块，支撑板上固接有可带动螺杆转动的第二电机；

所述打印机构包括固接在滑块底端的连接块，连接块伸出支撑板并固接有储料盒，储料盒底端固接有降温环和打印喷头，打印喷头伸出降温环，降温环底端均匀设有若干半导体降温片，半导体降温片的冷端伸出降温环，半导体降温片电连接有降温开关；

所述控制箱内设有控制板，控制箱表面设有显示屏和操作按键，显示屏、操作按键、第一电机、第二电机、降温开关、打印喷头和液压控制箱均与控制板电连接。

本基础方案的原理及效果在于：

1.本实用新型X轴平移机构可以实现打印喷头的水平移动，通过传动齿轮与齿条之间的啮合传动，控制第一电机转动，即可控制滑台的滑动，即控制打印喷头的滑动。

2.本实用新型Y轴平移机构可以实现打印喷头的上下移动，液压缸可以根据通入和抽出油液来实现活塞杆的升降，从而实现活塞杆上固接的支撑板的升降，即可带动打印喷头上下移动。

3.本实用新型Z轴平移机构可以实现打印喷头水平方向并垂直于X轴的移动，螺杆与滑块螺纹连接，螺杆转动，可以使滑块水平移动，通过第二电机控制螺杆的转向和转速等，即可控制打印喷头的移动方向和移动速度等。

4.本实用新型设有半导体降温片，半导体制冷片是一个热传递的工具。当一块N型半导体材料和一块P型半导体材料联结成的热电偶对中有电流通过时，两端之间就会产生热量转移，热量就会从一端转移到另一端，从而产生温差形成冷热端，通过将半导体降温片的冷端靠近打印喷头，使打印喷头打印出的材料迅速降温，提高打印的文物的成型速度，提高工作效率。

与现有技术相比，本实用新型不仅能够实现3D打印装置的基本功能，而且通过半导体制冷片对打印的文物进行迅速的降温，解决了传统的3D打印装置降温速度较低，需要等待打印的文物自然冷却，耗时较长的问题。

进一步，其特征在于，所述降温环内设有散热腔，散热腔内设有吸热棉，吸热棉与半导体降温片的热端紧密接触。吸热棉可以吸收半导体降温片热端的热量，避免半导体降温片的热端温度过高。

进一步，所述储料盒内设有储料池和散热池，散热池内设有散热液和散热泵，散热泵连通有散热管，散热管伸入吸油棉内。散热管可以吸收散热棉内的热量，并传输到散热池内进行热量散发。

进一步，还包括转动机构，转动机构包括转动安装在滑台上表面的转动台和第三电机，第三电机的输出轴固接有主动齿轮，齿轮齿轮啮合有从动齿轮，从动齿轮同轴连接有转轴，转轴一端与转动台固接，液压缸固接在转动台上表面。设置转动机构，可以使打印喷头在平面内转动，增加打印喷头的自由度，提高打印效果。

进一步，所述滑台上设有转动腔，主动齿轮和从动齿轮均转动连接在转动腔内。避免主动齿轮与从动齿轮暴露在外界，在防止齿轮生锈的同时也可降低一些安全隐患。

进一步，所述第二电机的输出轴伸入空腔固接有主动锥齿轮，主动锥齿轮啮合有从动锥齿轮，从动锥齿轮与螺杆同轴连接。通过主动锥齿轮和从动锥齿轮之间的配合，便于控制螺杆的转动，进而控制滑块的移动。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了本申请实施例提出的一种用于大型不可移动文物的3D打印装置的结构示意图；

图2示出了本申请实施例提出的一种用于大型不可移动文物的3D打印装置的A部分放大图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

下面通过具体实施方式进一步详细的说明：

说明书附图中的附图标记包括：滑台1、控制箱2、转动台3、液压缸4、活塞杆5、支撑板6、储料池7、散热池8、降温环9、半导体降温片10、打印喷头11、液压控制箱12、固定台13、滑轨14、滑杆15、齿条16。

一种用于大型不可移动文物的3D打印装置,实施例如图1和图2所示。包括X轴平移机构、转动机构、Y轴平移机构、Z轴平移机构、打印机构和控制箱2。

X轴平移机构包括固定台13和滑动连接在固定台13表面的滑台1，固定台13底部固接有四个万向轮，滑台1滑动连接在固定台13左侧，滑台1底部对称设有滑杆15，滑杆15与X轴平行，固定台13表面设有与滑杆15对应的滑轨14，滑台1底部还固接有齿条16，固定台13固接有第一电机，第一电机输出轴固接有与齿条16啮合的传动齿轮。

转动机构包括转动安装在滑台1上表面的转动台3和第三电机，第三电机的输出轴固接有主动齿轮，齿轮齿轮啮合有从动齿轮，从动齿轮同轴连接有转轴，转轴一端与转动台3固接，在本实施例中，滑台1上设有转动腔，主动齿轮和从动齿轮均转动连接在转动腔内。

Y轴平移机构包括螺纹连接在转动台3表面的液压缸4和液压控制箱12，液压缸4的活塞杆与Y轴平行，液压控制箱12上连通有进油管和出油管，进油管和出油管的自由端均伸入液压缸4内。若省略转动机构，则将液压缸4固接在滑台1上表面。

Z轴平移机构包括固接在液压缸4的活塞杆5自由端的支撑板6，支撑板6内设有空腔，空腔内转动安装有螺杆，螺杆与Z轴平行，螺杆螺纹连接有滑块，支撑板6上固接有第二电机，第二电机的输出轴伸入空腔固接有主动锥齿轮，主动锥齿轮啮合有从动锥齿轮，从动锥齿轮与螺杆同轴连接。

打印机构包括固接在滑块底端的连接块，连接块伸出支撑板6并固接有储料盒，支撑板6底端设有可容连接块滑动的滑槽，储料盒底端固接有降温环9和打印喷头11，打印喷头11伸出降温环9，降温环9底端均匀设有若干半导体降温片10，半导体降温片10的冷端伸出降温环9，降温环9内设有散热腔，散热腔内设有吸热棉，吸热棉与半导体降温片10的热端紧密接触，半导体降温片10的冷端伸出降温环9，半导体降温片10电连接有降温开关，储料盒内设有储料池7和散热池8，储料池7用于放置打印的原材料，散热池8内设有散热液和散热泵，散热泵连通有散热管，散热管伸入吸油棉内，散热管的自由端伸入散热池8内并设有防回流机构，散热池8底部设有散热口，一般情况下，散热液采用水即可，当然，也可采用其他流动液体，散热池8与储料池7之间设有隔热板。

控制箱2内设有控制板，控制箱2表面设有显示屏和操作按键，显示屏、操作按键、第一电机、第二电机、、第三电机、降温开关、打印喷头11和液压控制箱12均与控制板电连接。

在本实用新型的实施过程中，技术人员通过显示屏和操作按键向控制板输入需要打印的文物，控制板操控各个动力源启动，进行打印操作，即：控制第一电机转动，第一电机的输出轴带动传动齿轮转动，传动齿轮与齿条16啮合，使齿条16移动，即实现本装置X轴向的移动；控制第三电机转动，第三电机带动主动齿轮转动，主动齿轮带动从动齿轮转动，从动齿轮带动转动台3转动，即实现本装置水平平面内的转动；控制液压控制箱12网液压缸4内加入油液或者从液压缸4内抽出油液，使活塞杆5的上升或者下降，即实现本装置Y轴方向(竖直方向)的移动；控制第二电机的转动，第二电机带动主动锥齿轮转动，主动锥齿轮带动从动锥齿轮转动，从动锥齿轮带动螺杆转动，螺杆转动，使滑块左右移动，即实现本装置Z轴方向的移动。

半导体制冷片是一个热传递的工具，半导体制冷片具有冷端和热端，通过将半导体降温片10的冷端靠近打印喷头11，使打印喷头11打印出的材料迅速降温，提高打印的文物的成型速度，提高工作效率，并且吸热棉可以吸收半导体制冷片热端的热量，并通过降温管内降温液的循环流动，将热量带人降温池内，并通过降温池顶端的散热孔进行热量散发。

本实用新型不仅能够实现3D打印装置的基本功能，而且通过半导体制冷片对打印的文物进行迅速的降温，解决了传统的3D打印装置降温速度较低，需要等待打印的文物自然冷却，耗时较长的问题。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不驱使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种用于大型不可移动文物的3D打印装置，其特征在于，包括X轴平移机构、Y轴平移机构、Z轴平移机构、打印机构和控制箱；

所述X轴平移机构包括固定台和滑动连接在固定台表面的滑台，滑台底部对称设有与X轴平行的滑杆，固定台表面设有与滑杆对应的滑轨，滑台底部还固接有齿条，固定台固接有第一电机，第一电机输出轴固接有与齿条啮合的传动齿轮；

所述Y轴平移机构包括固接在滑台表面的液压缸和液压控制箱，液压杆的活塞杆方向与Y轴平行，液压控制箱上连通有进油管和出油管，进油管和出油管的自由端均伸入液压缸内；

所述Z轴平移机构包括固接在液压缸的活塞杆自由端的支撑板，支撑板内设有空腔，空腔内转动安装有与Z轴平行的螺杆，螺杆螺纹连接有滑块，支撑板上固接有可带动螺杆转动的第二电机；

所述打印机构包括固接在滑块底端的连接块，连接块伸出支撑板并固接有储料盒，储料盒底端固接有降温环和打印喷头，打印喷头伸出降温环，降温环底端均匀设有若干半导体降温片，半导体降温片的冷端伸出降温环，半导体降温片电连接有降温开关；

所述控制箱内设有控制板，控制箱表面设有显示屏和操作按键，显示屏、操作按键、第一电机、第二电机、降温开关、打印喷头和液压控制箱均与控制板电连接。

2.根据权利要求1所述的一种用于大型不可移动文物的3D打印装置，其特征在于，所述降温环内设有散热腔，散热腔内设有吸热棉，吸热棉与半导体降温片的热端紧密接触。

3.根据权利要求2所述的一种用于大型不可移动文物的3D打印装置，其特征在于，所述储料盒内设有储料池和散热池，散热池内设有散热液和散热泵，散热泵连通有散热管，散热管伸入吸油棉内。

4.根据权利要求1所述的一种用于大型不可移动文物的3D打印装置，其特征在于，还包括转动机构，转动机构包括转动安装在滑台上表面的转动台和第三电机，第三电机的输出轴固接有主动齿轮，齿轮齿轮啮合有从动齿轮，从动齿轮同轴连接有转轴，转轴一端与转动台固接，液压缸固接在转动台上表面。

5.根据权利要求4所述的一种用于大型不可移动文物的3D打印装置，其特征在于，所述滑台上设有转动腔，主动齿轮和从动齿轮均转动连接在转动腔内。

6.根据权利要求4所述的一种用于大型不可移动文物的3D打印装置，其特征在于，所述第二电机的输出轴伸入空腔固接有主动锥齿轮，主动锥齿轮啮合有从动锥齿轮，从动锥齿轮与螺杆同轴连接。

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