CN215242895U - 一种多角度无限3d打印机 - Google Patents

Abstract

一种多角度无限3D打印机，本实用新型为了解决现有的3D打印机因为机器尺寸一定，只能打印固定尺寸成型件的问题。本实用新型打印平台、打印系统和调角机构，打印平台为传送带结构，在工件打印完后，传送带在步进电机的带动下转动，实现工件与打印平台的自动分离；挤出机负责丝材的进给，丝材加热至熔融状态后，打印喷头在运动系统的驱动下，按照预设轨迹进行逐层堆积，多个零部件线条工作，完成丝材的进料‑熔融‑黏附过程；调角机构可以实现打印角度在30°至60°之间调节。该多角度无限3D打印机结构简单，取件方便，可实现以不同打印角度进行打印，克服了打印件单个方向的尺寸限制，提高了3D打印的效率。

Description

一种多角度无限3D打印机

技术领域

本实用新型属于FDM的3D打印技术领域，具体涉及一种多角度无限3D打印机。

背景技术

3D打印技术(3D Printing)是快速成型技术(Rapid PrototypingManufacturing)的一种，它也被叫做增材制造(additive manufacturing)。它的基本原理是，把一个通过设计或者扫描等方式做好的3D模型按照某一坐标轴切成无限多个剖面，然后一层一层的打印出来并按原来的位置堆积到一起，形成一个实体的立体模型。所谓FDM技术，其实就是将丝状的热熔性材料加热融化，同时三维喷头在计算机的控制下，根据截面轮廓信息，将材料选择性地涂敷在工作台上的技术。一层成型完成后，机器工作台下降一个高度(即分层厚度)再成型下一层，直至形成整个实体造型。

现有的3D打印机因为机器尺寸一定，因而只能打印固定尺寸的成型件，针对此情况，本设计提出了一种以传送带作为打印平台的新型3D打印机，传送带作为打印平台，可实现单方向的无限打印，克服尺寸限制，并且可以通过调角机构调整打印喷头与打印平台之间的角度，可以找到最优打印角。

实用新型内容

本实用新型为了解决现有的3D打印机因为机器尺寸一定，只能打印固定尺寸成型件的问题，而提供一种多角度无限3D打印机。

本实用新型为解决上述问题而采用的技术方案是：

一种多角度无限3D打印机，其组成包括打印平台、打印系统和调角机构；

所述调角机构包括底框架、角度调节板、锁紧丝、斜梁和支座，斜梁的一端与支座铰接，斜梁的另一端与锁紧丝、连接，锁紧丝安装在角度调节板一端的长孔中，角度调节板的另一端与底框架铰接；

所述打印平台包括传送带电机、传送带电机连接板、传送带电机联轴器、打印平台固定板、主动辊、主动辊轴承座、从动辊轴承座、从动辊、传送带、底板连接座、调平底板、加热板、钢化玻璃、调平弹簧和调平螺栓，主动辊和从动辊平行设置在打印平台固定板上，主动辊的两端与主动辊轴承座铰接，从动辊的两端与从动辊轴承座7铰接，主动辊轴承座固定在打印平台固定板上，传送带套装在主动辊和从动辊上，主动辊的输入端通过传送带电机联轴器与传送带电机连接，传送带电机通过传送带电机连接板固定在打印平台固定板上，加热板和调平底板上下平行设置在传送带的上下平面之间，且加热板通过调平弹簧和调平螺栓安装在调平底板上，钢化玻璃设置在加热板上，调平加热底板通过底板连接座固定在打印平台固定板上，打印平台固定板与底框架固定连接；

打印系统包括挤出机电机、挤出机电机连接板、支座、挤出机、送丝管、打印喷头连接板、打印喷头、Z轴电机固定板、Z轴电机、Z轴联轴器、丝杆、丝杆螺母、螺母连接座、横梁、Z轴滑块、Z轴导轨、X轴电机固定座、同步轮、X轴电机、X轴滑块、X轴导轨、同步带和同步带张紧器，挤出机电机通过挤出机电机连接板固定在带连接板支座上，带连接板支座固定在底框架上，挤出机电机的输出轴连接挤出机，送丝管的一端与挤出机的输出口连接，送丝管的另一端与打印喷头连接，打印喷头固定在打印喷头连接板上，Z轴电机通过Z轴电机固定板固定在斜梁上，Z轴电机的输出轴通过Z轴联轴器与丝杆连接，丝杆与丝杆螺母配合传动，丝杆螺母固定在螺母连接座上，螺母连接座与横梁连接，横梁与Z轴滑块固定连接，Z轴滑块与Z轴导轨滑动连接，Z轴导轨固定在斜梁上，横梁可以跟随Z轴滑块沿着Z轴导轨运动；X轴电机和X轴电机固定座可以随着横梁沿斜梁方向运动；X轴电机运行后带动同步轮和同步带转动，同时带动打印喷头跟随X轴滑块沿着X轴导轨横向运动，

打印喷头连接板固定在X轴滑块上，X轴滑块与X轴导轨滑动连接，X轴导轨固定在横梁上，X轴滑块与同步带固定连接，同步带的一端套在同步轮上，同步带的另一端套在同步带张紧器中的张紧轮上，同步带张紧器固定在横梁上，同步轮与X轴电机的输出端连接，X轴电机固定在X轴电机固定座上，X轴电机固定座与横梁连接。

进一步的，所述打印系统与与打印平台之间的角度小于90°。

进一步的，所述打印系统与打印平台之间的角度可以调节，调节范围为30°至60°。

进一步的，所述Z轴电机固定板、Z轴电机、Z轴联轴器、丝杆、丝杆螺母、螺母连接座、横梁、Z轴滑块和Z轴导轨构成Z轴运动机构，Z轴运动机构的数量为两套，两个斜梁上各固定一套Z轴运动机构。

进一步的，所述X轴电机固定座、同步轮、X轴电机、X轴滑块、X轴导轨、同步带和同步带张紧器构成X轴运动机构，X轴运动机构随横梁沿着斜梁运动。

进一步的，所述锁紧丝沿角度调节板的长孔运动。

本实用新型与现有技术相比具有以下有益效果：

1、本实用新型的多角度无限3D打印机使用了传送带代替了传统的固定平台，加上打印喷头与打印平台成一定角度，因而可以克服单方向的尺寸限制，实现无限打印；同时通过调角机构调整打印喷头与打印平台之间的角度，可以找到最优打印角。

2、本实用新型结构简单，取件方便，可实现以不同打印角度进行打印，克服了打印件单个方向的尺寸限制，提高了3D打印的效率。

附图说明

图1是本实用新型的主视图；

图2是本实用新型的整体结构立体图；

图3是图1的右视图；

图4是打印平台的主视图；

图5是打印平台的立体图；

图6是调角机构的结构示意图。

具体实施方式

具体实施方式一：结合图1～图6说明本实施方式，本实施方式包括打印平台、打印系统和调角机构；

调角机构包括底框架39、角度调节板40、锁紧丝41、斜梁42和支座43，斜梁42的一端与支座43铰接，斜梁42的另一端与锁紧丝41、连接，锁紧丝41安装在角度调节板40一端的长孔40-1中，角度调节板40的另一端与底框架39铰接，锁紧丝41可沿角度调节板40的长孔40-1运动，以实现角度的调整和锁紧；

所述打印平台包括传送带电机1、传送带电机连接板2、传送带电机联轴器3、打印平台固定板4、主动辊5、主动辊轴承座6、从动辊轴承座7、从动辊8、传送带9、底板连接座10、调平底板11、加热板12、钢化玻璃13、调平弹簧14和调平螺栓15，主动辊5和从动辊8平行设置在打印平台固定板4上，主动辊5的两端与主动辊轴承座6铰接，从动辊8的两端与从动辊轴承座7铰接，主动辊轴承座6固定在打印平台固定板4上，传送带9套装在主动辊5和从动辊8上，主动辊5的输入端通过传送带电机联轴器3与传送带电机1连接，传送带电机1通过传送带电机连接板2固定在打印平台固定板4上，当传送带电机1转动时，通过传送带电机联轴器3将动力传动至主动辊5，主动辊5转动带动从动辊8和传送带9一起运动；加热板12和调平底板11上下平行设置在传送带9的上下平面之间，且加热板12通过调平弹簧14和调平螺栓15安装在调平底板11上，钢化玻璃13设置在加热板12上，调平加热底板11通过底板连接座10固定在打印平台固定板4上，通过调节四个角上的调平螺栓15压缩或舒张调平弹簧14，以调节加热板12和底板11之间的距离及加热板12的水平度，加热板12通电后温度升高，加热钢化玻璃13和传送带9，以达到预热的目的；打印平台固定板4与底框架39固定连接；

打印系统包括挤出机电机16、挤出机电机连接板17、支座18、挤出机19、送丝管20、打印喷头连接板21、打印喷头22、Z轴电机固定板23、Z轴电机24、Z轴联轴器25、丝杆26、丝杆螺母27、螺母连接座28、横梁29、Z轴滑块30、Z轴导轨31、X轴电机固定座32、同步轮33、X轴电机34、X轴滑块35、X轴导轨36、同步带37和同步带张紧器38，挤出机电机16通过挤出机电机连接板17固定在带连接板支座18上，带连接板支座18固定在底框架39上，挤出机电机16的输出轴连接挤出机19，送丝管20的一端与挤出机19的输出口连接，送丝管20的另一端与打印喷头22连接，打印喷头22固定在打印喷头连接板21上，Z轴电机24通过Z轴电机固定板23固定在斜梁42上，Z轴电机24的输出轴通过Z轴联轴器25与丝杆26连接，丝杆26与丝杆螺母27配合传动，丝杆螺母27固定在螺母连接座28上，螺母连接座28与横梁29连接，横梁29与Z轴滑块30固定连接，Z轴滑块30与Z轴导轨31滑动连接，Z轴导轨31固定在斜梁42上，横梁29可以跟随Z轴滑块30沿着Z轴导轨31运动；X轴电机34和X轴电机固定座32可以随着横梁29沿斜梁42方向运动；X轴电机34运行后带动同步轮33和同步带37转动，同时带动打印喷头22跟随X轴滑块35沿着X轴导轨36横向运动，打印喷头连接板21固定在X轴滑块35上，挤出机电机16转动带动挤出机19运行，将丝材通过送丝管20挤入打印喷头22，丝材在打印喷头22中加热至熔融状态，随着丝材的继续挤入，熔融的丝材从打印喷头22的喷头处喷出，X轴滑块35与X轴导轨36滑动连接，X轴导轨36固定在横梁29上，X轴滑块35与同步带37固定连接，同步带37的一端套在同步轮33上，同步带37的另一端套在同步带张紧器38中的张紧轮上，同步带张紧器38固定在横梁29上，同步轮33与X轴电机34的输出端连接，X轴电机34固定在X轴电机固定座32上，X轴电机固定座32与横梁29连接。挤出机19、打印喷头22和同步带张紧器38均为现有技术。

所述打印系统与与打印平台之间的角度小于90°。这样设置使得打印系统可以克服一个方向的尺寸限制，实现单一方向无限打印。

所述打印系统与打印平台之间的角度可以调节，调节范围为30°至60°。打印系统与打印平台之间的角度调整通过调角机构实现打印角度在30°至60°之间的调节。

所述Z轴电机固定板23、Z轴电机24、Z轴联轴器25、丝杆26、丝杆螺母27、螺母连接座28、横梁29、Z轴滑块30和Z轴导轨31构成Z轴运动机构，Z轴运动机构的数量为两套，两个斜梁42上各固定一套Z轴运动机构。Z轴运动机构采用双电机同时驱动，提高了结构的可靠性。

所述X轴电机固定座32、同步轮33、X轴电机34、X轴滑块35、X轴导轨36、同步带37和同步带张紧器38构成X轴运动机构，X轴运动机构随横梁29沿着斜梁42运动。

所述锁紧丝41沿角度调节板40的长孔40-1运动，以实现角度的调整和锁紧。

本实用新型的工作原理：

在打印开始前，调整调角机构，将锁紧丝41沿角度调节板40上的长孔40-1运动调整到适当角度后将锁紧丝41锁紧。打印过程中，挤出系统将丝材通过送丝管20挤入打印喷头22，丝材在打印喷头22中加热至熔融状态，随着丝材的继续挤入，熔融的丝材从打印喷头22的喷头处喷出，Z轴运动机构和X轴运动机构控制打印喷头22运动，使熔融的丝材按照预设的轨迹一层一层的附着在打印平台上每打印完一层后，传送带9转动一次，继续打印下一层，当成型件一个方向的长度超出打印平台后，超出部分在传送带9边缘自动脱模，后续打印工作可继续进行，即可实现单一方向的无限打印。打印结束后，在主动辊5与从动辊8的带动下，传送带式打印平台发生转动，工件移动到传送带式打印平台的边缘后自动与平台分离。

Claims (6)

1.一种多角度无限3D打印机，所述3D打印机包括打印平台、打印系统和调角机构，其特征在于：所述调角机构包括底框架(39)、角度调节板(40)、锁紧丝(41)、斜梁(42)和支座(43)，斜梁(42)的一端与支座(43)铰接，斜梁(42)的另一端与锁紧丝(41)、连接，锁紧丝(41)安装在角度调节板(40)一端的长孔(40-1)中，角度调节板(40)的另一端与底框架(39)铰接；

所述打印平台包括传送带电机(1)、传送带电机连接板(2)、传送带电机联轴器(3)、打印平台固定板(4)、主动辊(5)、主动辊轴承座(6)、从动辊轴承座(7)、从动辊(8)、传送带(9)、底板连接座(10)、调平底板(11)、加热板(12)、钢化玻璃(13)、调平弹簧(14)和调平螺栓(15)，主动辊(5)和从动辊(8)平行设置在打印平台固定板(4)上，主动辊(5)的两端与主动辊轴承座(6)铰接，从动辊(8)的两端与从动辊轴承座(7)铰接，主动辊轴承座(6)固定在打印平台固定板(4)上，传送带(9)套装在主动辊(5)和从动辊(8)上，主动辊(5)的输入端通过传送带电机联轴器(3)与传送带电机(1)连接，传送带电机(1)通过传送带电机连接板(2)固定在打印平台固定板(4)上，加热板(12)和调平底板(11)上下平行设置在传送带(9)的上下平面之间，且加热板(12)通过调平弹簧(14)和调平螺栓(15)安装在调平底板(11)上，钢化玻璃(13)设置在加热板(12)上，调平底板(11)通过底板连接座(10)固定在打印平台固定板(4)上，打印平台固定板(4)与底框架(39)固定连接；

打印系统包括挤出机电机(16)、挤出机电机连接板(17)、支座(18)、挤出机(19)、送丝管(20)、打印喷头连接板(21)、打印喷头(22)、Z轴电机固定板(23)、Z轴电机(24)、Z轴联轴器(25)、丝杆(26)、丝杆螺母(27)、螺母连接座(28)、横梁(29)、Z轴滑块(30)、Z轴导轨(31)、X轴电机固定座(32)、同步轮(33)、X轴电机(34)、X轴滑块(35)、X轴导轨(36)、同步带(37)和同步带张紧器(38)，挤出机电机(16)通过挤出机电机连接板(17)固定在带连接板支座(18)上，带连接板支座(18)固定在底框架(39)上，挤出机电机(16)的输出轴连接挤出机(19)，送丝管(20)的一端与挤出机(19)的输出口连接，送丝管(20)的另一端与打印喷头(22)连接，打印喷头(22)固定在打印喷头连接板(21)上，Z轴电机(24)通过Z轴电机固定板(23)固定在斜梁(42)上，Z轴电机(24)的输出轴通过Z轴联轴器(25)与丝杆(26)连接，丝杆(26)与丝杆螺母(27)配合传动，丝杆螺母(27)固定在螺母连接座(28)上，螺母连接座(28)与横梁(29)连接，横梁(29)与Z轴滑块(30)固定连接，Z轴滑块(30)与Z轴导轨(31)滑动连接，Z轴导轨(31)固定在斜梁(42)上，横梁(29)可以跟随Z轴滑块(30) 沿着Z轴导轨(31)运动；X轴电机(34)和X轴电机固定座(32)可以随着横梁(29)沿斜梁(42)方向运动；X轴电机(34)运行后带动同步轮(33)和同步带(37)转动，同时带动打印喷头(22)跟随X轴滑块(35)沿着X轴导轨(36)横向运动，打印喷头连接板(21)固定在X轴滑块(35)上，X轴滑块(35)与X轴导轨(36)滑动连接，X轴导轨(36)固定在横梁(29)上，X轴滑块(35)与同步带(37)固定连接，同步带(37)的一端套在同步轮(33)上，同步带(37)的另一端套在同步带张紧器(38)中的张紧轮上，同步带张紧器(38)固定在横梁(29)上，同步轮(33)与X轴电机(34)的输出端连接，X轴电机(34)固定在X轴电机固定座(32)上，X轴电机固定座(32)与横梁(29)连接。

2.根据权利要求1所述的一种多角度无限3D打印机，其特征在于：所述打印系统与打印平台之间的角度小于90°。

3.根据权利要求2所述的一种多角度无限3D打印机，其特征在于：所述打印系统与打印平台之间的角度可以调节，调节范围为30°至60°。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种多角度无限3D打印机，其特征在于：所述Z轴电机固定板(23)、Z轴电机(24)、Z轴联轴器(25)、丝杆(26)、丝杆螺母(27)、螺母连接座(28)、横梁(29)、Z轴滑块(30)和Z轴导轨(31)构成Z轴运动机构，Z轴运动机构的数量为两套，两个斜梁(42)上各固定一套Z轴运动机构。

5.根据权利要求4所述的一种多角度无限3D打印机，其特征在于：所述X轴电机固定座(32)、同步轮(33)、X轴电机(34)、X轴滑块(35)、X轴导轨(36)、同步带(37)和同步带张紧器(38)构成X轴运动机构，X轴运动机构随横梁(29)沿着斜梁(42)运动。

6.根据权利要求5所述的一种多角度无限3D打印机，其特征在于：所述锁紧丝(41)沿角度调节板(40)的长孔(40-1)运动。

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