CN214294505U - 一种桌面成形打印装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种桌面成形打印装置，通过将送丝机构和热源均固定于工作台架上，在工作台架下端设置移动打印台，移动打印台包括横向移动台，横向移动台上设有能够在横向移动台上横向移动的纵向移动台，纵向移动台上设有能够在纵向移动台上纵向移动的竖向移动台，竖向移动台上设有能够在竖向移动台上竖向移动的打印座，打印座上固定有转动电机，转动电机的输出轴上设有水平设置的成型基板，成型基板能够在转动电机的驱动下转动，利用相互配合的纵向移动台、横向移动台和竖向移动台形成三维运动结构，同时还能够实现成型基板的转动，送丝机构和热源固定不动，避免了打印过程中送丝机构整体围绕焊接头旋转所带来的误差，提高了打印精度。

Description

一种桌面成形打印装置

技术领域

本实用新型属于3D打印领域，具体涉及一种桌面成形打印装置。

背景技术

增材制造由零件三维数字模型建立产品数据，通过分层切片以及路径规划等算法，采用材料逐层叠加的方法实现快速成型。由于增材制造简化或省略了传统制造中的车、铣、磨、锻、焊等部分工艺环节，使产品数字化设计制造高度一体化，缩短加工制造周期，满足个性化小批量复杂零件的生产制造，并且正在由快速成型向快速制造转变。现有的金属打印机多数是以粉末为原料来进行打印，设备整体尺寸较大且比较重，粉末的利用率有限。传统的桌面3D打印机主要用来打印树脂、塑料或者尼龙等低熔点材料，现有的金属3D打印机主要用来打印金属粉末、在金属粉末中加入粘合剂经过堆积后烧结所得成型件或者用高功率的热源来熔融金属丝材。而目前在金属打印过程中，送丝机构整体围绕焊接头旋转，易造成大的误差，同时空间受到了限制，

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种桌面成形打印装置，以克服现有技术的不足。

为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种桌面成形打印装置，包括送丝机构、热源和工作台架，送丝机构和热源均固定于工作台架上，工作台架上位于送丝机构下端设有移动打印台，移动打印台包括横向移动台，横向移动台上设有能够在横向移动台上横向移动的纵向移动台，纵向移动台上设有能够在纵向移动台上纵向移动的竖向移动台，竖向移动台上设有能够在竖向移动台上竖向移动的打印座，打印座上固定有转动电机，转动电机的输出轴上设有水平设置的成型基板，成型基板能够在转动电机的驱动下转动。

进一步的，横向移动台通过打印台底座固定于工作台架上，打印台底座固定于工作台架上，横向移动台固定于打印台底座上。

进一步的，热源包括激光器和焊接头，激光器与焊接头通过光纤连接，焊接头一侧固定有还摄像机，摄像机用于获取激光并将焦点处焊接的图像。

进一步的，横向移动台上固定有横向驱动电机和横向导向杆，横向导向杆与横向驱动电机的输出轴平行设置，横向驱动电机的输出轴连接有横向驱动丝杠；纵向移动台下端固定有横向丝杠螺母和横向导向块，横向导向块套设于横向导向杆上，横向丝杠螺母套设于横向驱动丝杠上。

进一步的，纵向移动台上固定有纵向驱动电机和纵向导向杆，纵向导向杆与横向导向杆垂直设置，纵向导向杆与纵向驱动电机的输出轴平行设置，纵向驱动电机的输出轴连接有纵向驱动丝杠；竖向移动台下端固定有纵向丝杠螺母和纵向导向块，纵向导向块套设于纵向导向杆上，纵向丝杠螺母套设于纵向驱动丝杠上。

进一步的，竖向移动台上固定有竖向驱动电机和竖向导向杆，竖向导向杆、纵向导向杆与横向导向杆三者相互垂直设置，竖向导向杆与竖向驱动电机的输出轴平行设置，竖向驱动电机的输出轴连接有竖向驱动丝杠；打印座一侧固定有竖向丝杠螺母和竖向导向块，竖向导向块套设于竖向导向杆上，竖向丝杠螺母套设于竖向驱动丝杠上。

进一步的，打印座通过连接座设置于竖向移动台上，竖向丝杠螺母和竖向导向块设置于连接座一侧，打印座通过螺栓固定于连接座另一侧。

进一步的，工作台架外侧设有侧壁，侧壁上开设有观察窗。

进一步的，工作台架内设有用于提供打印保护气体的气体保护机构。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：

本实用新型一种桌面成形打印装置，通过将送丝机构和热源均固定于工作台架上，在工作台架上位于送丝机构下端设置移动打印台，移动打印台包括横向移动台，横向移动台上设有能够在横向移动台上横向移动的纵向移动台，纵向移动台上设有能够在纵向移动台上纵向移动的竖向移动台，竖向移动台上设有能够在竖向移动台上竖向移动的打印座，打印座上固定有转动电机，转动电机的输出轴上设有水平设置的成型基板，成型基板能够在转动电机的驱动下转动，利用相互配合的纵向移动台、横向移动台和竖向移动台形成三维运动结构，同时还能够实现成型基板的转动，送丝机构和热源固定不动，避免了打印过程中送丝机构整体围绕焊接头旋转所带来的误差，提高了打印精度。

进一步的，横向移动台通过打印台底座固定于工作台架上，结构简单，安全稳定。

进一步的，采用三个相互堆叠设置的移动台，使整个设备的结构更加紧凑，运行更加平稳，最大程度上保证了热源、送丝机构和成形基板之间的稳定性。

进一步的，纵向移动台上固定有纵向驱动电机和纵向导向杆，纵向导向杆与横向导向杆垂直设置，纵向导向杆与纵向驱动电机的输出轴平行设置，纵向驱动电机的输出轴连接有纵向驱动丝杠；竖向移动台下端固定有纵向丝杠螺母和纵向导向块，纵向导向块套设于纵向导向杆上，纵向丝杠螺母套设于纵向驱动丝杠上。

进一步的，竖向移动台上固定有竖向驱动电机和竖向导向杆，竖向导向杆、纵向导向杆与横向导向杆三者相互垂直设置，竖向导向杆与竖向驱动电机的输出轴平行设置，竖向驱动电机的输出轴连接有竖向驱动丝杠；打印座一侧固定有竖向丝杠螺母和竖向导向块，竖向导向块套设于竖向导向杆上，竖向丝杠螺母套设于竖向驱动丝杠上。

进一步的，打印座通过连接座设置于竖向移动台上，竖向丝杠螺母和竖向导向块设置于连接座一侧，打印座通过螺栓固定于连接座另一侧。

进一步的，工作台架外侧设有侧壁，侧壁上开设有观察窗，方便工作人员查看打印机的工作状态。

附图说明

图1为本实用新型实施例中整体结构示意图。

图2为本实用新型实施例中移动打印台结构示意图。

其中，1、送丝机构；2、热源；3、工作台架；4、横向移动台；5、纵向移动台；6、竖向移动台；7、打印座；8、转动电机；9、成型基板；10、打印台底座；11、横向驱动电机；12、横向导向杆；13、横向驱动丝杠；14、横向导向块；15、纵向驱动电机；16、纵向导向杆；17、竖向驱动电机；18、竖向导向杆；19、连接座。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步详细描述：

如图1所示，一种桌面成形打印装置，包括送丝机构1、热源2和工作台架3，送丝机构1和热源2均固定于工作台架3上，工作台架3上位于送丝机构1下端设有移动打印台，移动打印台包括横向移动台4，横向移动台4 上设有能够在横向移动台4上横向移动的纵向移动台5，纵向移动台5上设有能够在纵向移动台5上纵向移动的竖向移动台6，竖向移动台6上设有能够在竖向移动台6上竖向移动的打印座7，打印座7上固定有转动电机8，转动电机8的输出轴上设有水平设置的成型基板9，成型基板9能够在转动电机8的驱动下转动，利用横向移动台4、纵向移动台5、竖向移动台6和打印座7形成三维空间运动平台，本申请送丝机构1和热源2相对固定不动，成型基板9相对送丝机构运动，解决了打印过程中送丝机构整体围绕焊接头旋转所带来的误差与空间不足问题，本装置结构紧凑，安全可靠，运行平稳。

具体的，横向移动台4通过打印台底座10固定于工作台架3上，打印台底座10固定于工作台架3上，在工作台架3上形成安装平台，横向移动台4 固定于打印台底座10上，便于安装和拆卸维修。

热源3包括激光器和焊接头，还包括摄像机，激光器用来发生热源，激光器与焊接头通过光纤传输，并在焊接头用光纤接头连接，摄像机固定于焊接头一侧，通过摄像机获取激光并将焦点处焊接的图像呈现在显示屏上，可以更加方便快捷的进行试验并调试。

横向移动台4和纵向移动台5移动结构相同，均采用丝杠驱动。

如图2所示，横向移动台4上固定有横向驱动电机11和横向导向杆12，横向导向杆12与横向驱动电机11的输出轴平行设置，横向驱动电机11的输出轴连接有横向驱动丝杠13；纵向移动台5下端固定有横向丝杠螺母和横向导向块14，横向导向块14套设于横向导向杆12上，横向丝杠螺母套设于横向驱动丝杠13上，利用横向驱动电机11带动横向驱动丝杠13与横向丝杠螺母相互传动，从而带动纵向移动台5在横向移动台4上横向移动，结构简单，传动平稳。

如图2所示，纵向移动台5上固定有纵向驱动电机15和纵向导向杆16，纵向导向杆16与横向导向杆12垂直设置，纵向导向杆16与纵向驱动电机 15的输出轴平行设置，纵向驱动电机15的输出轴连接有纵向驱动丝杠；竖向移动台6下端固定有纵向丝杠螺母和纵向导向块，纵向导向块套设于纵向导向杆16上，纵向丝杠螺母套设于纵向驱动丝杠上，利用纵向驱动电机15 带动纵向驱动丝杠与纵向丝杠螺母相互传动，从而带动竖向移动台6在纵向移动台5上纵向移动。

竖向移动台6上固定有竖向驱动电机17和竖向导向杆18，竖向导向杆 18、纵向导向杆16与横向导向杆12三者相互垂直设置，竖向导向杆18与竖向驱动电机17的输出轴平行设置，竖向驱动电机17的输出轴连接有竖向驱动丝杠；打印座7一侧固定有竖向丝杠螺母和竖向导向块，竖向导向块套设于竖向导向杆18上，竖向丝杠螺母套设于竖向驱动丝杠上，利用竖向驱动电机17带动竖向驱动丝杠与竖向丝杠螺母相互传动，从而带动打印座7在竖向移动台6上竖向移动。如图2所示，打印座7采用L型结构，打印座7通过连接座19设置于竖向移动台6上，竖向丝杠螺母和竖向导向块设置于连接座 19一侧，打印座7通过螺栓固定于连接座19另一侧，有利于打印座7的拆卸清理维修，能够有效提高清理效果。

工作台架3外侧设有侧壁，侧壁上开设有观察窗，观察窗采用透明材料制备，观察窗为一门体，其一端与所述侧壁之间采用可拆卸连接方式连接，另一端通过磁铁吸合与侧壁连接。工作台架1内设有气体保护机构，用于提供打印保护气体。工作台架3位于打印台底座10下端固定有控制器，用于控制送丝机构1、热源2以及移动打印台。

使用时，向工作台架1内冲入保护气体，调整成形基板的高度，具体通过导向滑动块7调节成形基板5在竖直方向上的高度，然后利用移动台9调整成形基板5在水平方向上的位置，使送机机构送丝能够位于成形基板上，使激光器产生的激光作用于丝材，实现熔融打印，然后调整成形基板5的空间位置，实现打印的目的，本申请利用送丝机构和热源不动，采用本申请打印台装置实现成形基板与送丝机构的相对运动，本实用新型结构简单，功率较小，易于移动，使用方便。采用皮带传动，减轻了整个移动机构的重量，并且Z轴的运动是使用一根皮带带动两边的导向丝杆同时运动，解决了两个电机带动两根丝杠运动产生的不同步问题，并且结构简单，重量较轻；通过工作台上的旋转台解决了打印过程中送丝机构整体围绕焊接头旋转所带来的误差与空间不足，使整个设备的结构更加紧凑，运行更加平稳。所述的焊接热源和送丝机构以及保护气体装置相对位置固定，最大程度上保证了三者之间的稳定性，从而确保了焊接的精确度；丝材使用金属丝材，成本较低，材料利用率百分之百；送丝机构采用曲线槽型结构进行固定，使得整个送丝机构都可以根据需求进行0～90度的旋转，使设备更加灵活，适用性更强。通过使用光耦限位传感器代替机械式限位开关，不仅灵敏度高，而且寿命长，避免了传统机械式限位开关在坐标归零时因撞击力过大而受损的情况的发生。

Claims (9)

1.一种桌面成形打印装置，其特征在于，包括送丝机构(1)、热源(2)和工作台架(3)，送丝机构(1)和热源(2)均固定于工作台架(3)上，工作台架(3)上位于送丝机构(1)下端设有移动打印台，移动打印台包括横向移动台(4)，横向移动台(4)上设有能够在横向移动台(4)上横向移动的纵向移动台(5)，纵向移动台(5)上设有能够在纵向移动台(5)上纵向移动的竖向移动台(6)，竖向移动台(6)上设有能够在竖向移动台(6)上竖向移动的打印座(7)，打印座(7)上固定有转动电机(8)，转动电机(8)的输出轴上设有水平设置的成型基板(9)，成型基板(9)能够在转动电机(8)的驱动下转动。

2.根据权利要求1所述的一种桌面成形打印装置，其特征在于，横向移动台(4)通过打印台底座(10)固定于工作台架(3)上，打印台底座(10)固定于工作台架(3)上，横向移动台(4)固定于打印台底座(10)上。

3.根据权利要求1所述的一种桌面成形打印装置，其特征在于，热源(2)包括激光器和焊接头，激光器与焊接头通过光纤连接，焊接头一侧固定有还摄像机，摄像机用于获取激光并将焦点处焊接的图像。

4.根据权利要求1所述的一种桌面成形打印装置，其特征在于，横向移动台(4)上固定有横向驱动电机(11)和横向导向杆(12)，横向导向杆(12)与横向驱动电机(11)的输出轴平行设置，横向驱动电机(11)的输出轴连接有横向驱动丝杠(13)；纵向移动台(5)下端固定有横向丝杠螺母和横向导向块(14)，横向导向块(14)套设于横向导向杆(12)上，横向丝杠螺母套设于横向驱动丝杠(13)上。

5.根据权利要求4所述的一种桌面成形打印装置，其特征在于，纵向移动台(5)上固定有纵向驱动电机(15)和纵向导向杆(16)，纵向导向杆(16)与横向导向杆(12)垂直设置，纵向导向杆(16)与纵向驱动电机(15)的输出轴平行设置，纵向驱动电机(15)的输出轴连接有纵向驱动丝杠；竖向移动台(6)下端固定有纵向丝杠螺母和纵向导向块，纵向导向块套设于纵向导向杆(16)上，纵向丝杠螺母套设于纵向驱动丝杠上。

6.根据权利要求5所述的一种桌面成形打印装置，其特征在于，竖向移动台(6)上固定有竖向驱动电机(17)和竖向导向杆(18)，竖向导向杆(18)、纵向导向杆(16)与横向导向杆(12)三者相互垂直设置，竖向导向杆(18)与竖向驱动电机(17)的输出轴平行设置，竖向驱动电机(17)的输出轴连接有竖向驱动丝杠；打印座(7)一侧固定有竖向丝杠螺母和竖向导向块，竖向导向块套设于竖向导向杆(18)上，竖向丝杠螺母套设于竖向驱动丝杠上。

7.根据权利要求6所述的一种桌面成形打印装置，其特征在于，打印座(7)通过连接座(19)设置于竖向移动台(6)上，竖向丝杠螺母和竖向导向块设置于连接座(19)一侧，打印座(7)通过螺栓固定于连接座(19)另一侧。

8.根据权利要求1所述的一种桌面成形打印装置，其特征在于，工作台架(3)外侧设有侧壁，侧壁上开设有观察窗。

9.根据权利要求1所述的一种桌面成形打印装置，其特征在于，工作台架(3)内设有用于提供打印保护气体的气体保护机构。

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