CN215320639U - 3d打印机 - Google Patents

Abstract

一种3D打印机，包括机壳模组、传动模组、喷头模组和平台模组传动模组设于机壳模组内；喷头模组设于机壳模组内并连接于传动模组，传动模组驱动喷头模组沿水平方向移动；平台模组包括打印平台和平台驱动机构，打印平台位于喷头模组的喷头方向；平台驱动机构包括两个导向件、连接带、驱动件和两个被动轮，两个导向件分别连接于打印平台；连接带分别连接于两个导向件；驱动件设有同步轮，以带动连接带转动；两个被动轮位于同步轮的同一侧，两个被动轮固定于机壳模组底部并连接于连接带；连接带依次连接被动轮、同步轮以及另一被动轮，形成T型结构的连接带路径。上述3D打印机通过增加连接带与同步轮的包覆角度，解决连接带打滑丢步的问题。

Description

3D打印机

技术领域

本申请涉及3D打印领域，尤其涉及一种3D打印机。

背景技术

目前基于熔融沉积成型工艺(FDM)技术的3D打印机通常采用双Z轴驱动打印平台升降，在采用双Z轴驱动时普遍存在不同步不协调的问题，进而造成打印平台的倾斜，为调平打印平台增加了难度。另外，由于Z轴驱动上升的抖动，降低了模型表面光滑度或产生打印层纹、错位等问题。虽然有采用单独电机驱动打印平台升降，但存在皮带与同步轮包覆角度小，容易打滑丢步的风险。

实用新型内容

有鉴于此，有必要提供一种3D打印机，其能够有效解决皮带打滑丢步的问题。

本申请的实施例提供一种3D打印机，包括：机壳模组、传动模组、喷头模组和平台模组所述传动模组设于所述机壳模组内；所述喷头模组设于所述机壳模组内并连接于所述传动模组，所述传动模组驱动所述喷头模组沿水平方向移动；所述平台模组包括打印平台和平台驱动机构，所述打印平台位于所述喷头模组的喷头方向；所述平台驱动机构包括两个导向件、连接带、驱动件和两个被动轮，所述两个导向件分别连接于所述打印平台的相对两侧；所述连接带分别连接于所述两个导向件；所述驱动件的驱动端设有同步轮，所述同步轮连接所述连接带，以带动所述连接带转动,以使所述两个导向件带动所述打印平台相对所述喷头模组升降；所述两个被动轮位于所述同步轮的同一侧，所述两个被动轮固定于所述机壳模组底部并连接于所述连接带；所述连接带依次连接其中一所述被动轮、所述同步轮以及另一所述被动轮，并形成T型结构的连接带路径。

进一步地，在本申请的一些实施例中，所述机壳模组包括一体式机壳以及铰接于所述机壳上的多个门体，以构成封闭的打印腔室。

进一步地，在本申请的一些实施例中，所述门体设有磁铁，以在所述门体关闭时吸附在所述机壳上，所述门体与所述机壳之间还设有减震垫。

进一步地，在本申请的一些实施例中，所述机壳内还设有分隔板，用于将所述打印腔室分为打印室以及耗材放置室，位于所述耗材放置室的所述分隔板设有料架，所述料架用于放置料盘。

进一步地，在本申请的一些实施例中，所述分隔板还设有断料检测模块，所述断料检测模块设于所述料架的一侧，用于检测料架上是否有耗材。

进一步地，在本申请的一些实施例中，所述机壳的顶部设有过滤通道，所述过滤通道内设有过滤机构，以将打印腔室内空气过滤后排出。

进一步地，在本申请的一些实施例中，所述过滤机构包括风扇、过滤片和压盖板，所述风扇设于所述机壳的内部，所述过滤片与所述风扇的位置对应并设于所述机壳的外部，所述压盖板用于将所述过滤片固定于所述机壳外部，所述风扇将所述打印腔室内空气抽出，经所述过滤片过滤后排出。

进一步地，在本申请的一些实施例中，所述喷头模组包括喷头套件和连接于所述喷头套件的调平模块，所述调平模块用于将所述打印平台分为多个区域，探测并记录所述打印平台每个区域的距离值，以得出每个区域的距离值与基准值的偏差值，所述平台驱动机构基于所述偏差值调整所述打印平台相对喷头套件的距离。

进一步地，在本申请的一些实施例中，所述传动模组包括设于机壳模组内的第一传动机构和设于机壳模组内的第二传动机构，所述喷头模组分别连接于所述第一传动机构和第二传动机构，所述第一传动机构用于驱动所述喷头模组沿第一水平方向移动，所述第二传动机构用于驱动所述喷头模组沿垂直于所述第一水平方向的第二水平方向移动。

进一步地，在本申请的一些实施例中，所述导向件包括导向杆、连接板和动力杆，所述导向杆滑动连接所述连接板，所述动力杆分别传动连接所述连接带和所述连接板，所述连接板还连接于所述打印平台，所述连接带带动所述动力杆转动，以使所述连接板在所述导向杆上升降。

上述3D打印机通过设置两个被动轮增加连接带与同步轮的包覆角度，消除两个导向件驱动打印平台升降的不同步和不协调问题，有效解决连接带打滑丢步的问题。

附图说明

图1示意了一实施例中3D打印机的结构示意图。

图2示意了一实施例中3D打印机的分解示意图。

图3示意了一实施例中另一视角3D打印机的结构示意图。

图4示意了一实施例中喷头模组的结构示意图。

图5示意了一实施例中打印平台的结构示意图。

图6示意了一实施例中平台驱动机构的结构示意图。

主要元件符号说明

3D打印机 100

机壳模组 10

打印腔室 10a

打印室 10b

耗材放置室 10c

机壳 11

照明灯 11a

分隔板 111

断料检测模块 111a

料架 1111

料盘 1111a

顶板 112

上盖 113

过滤通道 113a

过滤机构 113b

显示面板 113c

风扇 1131

过滤片 1132

压盖板 1133

门体 12

透明隔板 12a

前门 121

侧门 122

顶门 123

传动模组 20

第一传动机构 21

第一导轨 211

第一联动杆 212

第二传动机构 22

第二导轨 221

第二联动杆 222

喷头模组 30

喷头套件 31

调平模块 32

平台模组 40

打印平台 41

平台驱动机构 42

导向件 421

固定板 4211

导向杆 4212

直线轴承 4212a

连接板 4213

动力杆 4214

连接带 422

第一边 422a

第二边 422b

驱动件 423

同步轮 423a

被动轮 424

如下具体实施例将结合上述附图进一步说明本申请。

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。

需要说明的是，当组件被称为“装设于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本申请的实施例提供一种3D打印机，包括：机壳模组、传动模组、喷头模组和平台模组传动模组设于机壳模组内；喷头模组设于机壳模组内并连接于传动模组，传动模组驱动喷头模组沿水平方向移动；平台模组包括打印平台和平台驱动机构，打印平台位于喷头模组的喷头方向；平台驱动机构包括两个导向件、连接带、驱动件和两个被动轮，两个导向件分别连接于打印平台的相对两侧；连接带分别连接于两个导向件；驱动件的驱动端设有同步轮，同步轮连接连接带，以带动连接带转动；两个被动轮位于同步轮的同一侧，两个被动轮固定于机壳模组底部并连接于连接带；连接带依次连接其中一被动轮、同步轮以及另一被动轮，并形成T型结构的连接带路径，驱动件驱动同步轮转动，以带动连接带转动，以使两个导向件带动打印平台相对喷头模组升降。

上述3D打印机通过设置两个被动轮增加连接带与同步轮的包覆角度，消除两个导向件驱动打印平台升降的不同步和不协调问题，有效解决连接带打滑丢步的问题。

下面结合附图，对本申请的一些实施例作详细说明。

请参阅图1和图2，图中所示3D打印机100用于成型物体。3D打印机100包括机壳模组10、传动模组20、喷头模组30和平台模组40。传动模组20和喷头模组30均设于机壳模组10内，喷头模组30还连接于传动模组20，通过传动模组20驱动喷头模组30沿水平方向移动。平台模组40包括打印平台41和平台驱动机构42，打印平台41设于机壳模组10内并位于喷头模组30的喷射方向，平台驱动机构42连接打印平台并驱动打印平台41沿竖直方向朝向或远离喷头模组30移动。通过传动模组20驱动喷头模组30沿水平方向移动以及平台驱动机构42驱动打印平台41沿竖直方向，以使喷头模组30在打印平台41上打印并成型物件。在一实施例中，传动模组20和喷头模组30设于机壳模组10的顶端，平台驱动机构42驱动打印平台沿竖直方向在机壳模组10的顶端和底部之间升降移动。

可以理解的是，3D打印机100还包括控制器，控制器电连接于机壳模组10、传动模组20、喷头模组30和平台模组40，以控制各模组的运行。

机壳模组10包括机壳11以及铰接于机壳11上的多个门体12，以构成封闭的打印腔室10a。在一实施例中，机壳11为一体式钣金折弯焊接成型，门体12的一侧通过铰链装设于机壳11上，以实现打开和关闭的功能，以此构成密封的打印腔室10a，提供恒温打印的打印环境，以解决因环境温度波动干扰及翘边导致的打印失败问题，防止灰尘进入打印腔室10a，还可以在打印过程中为用户提供安全防护，避免被夹伤或烫伤。

机壳11内设有分隔板111，用于将打印腔室10a分为打印室10b以及耗材放置室10c。传动模组20、喷头模组30和平台模组40设于打印室10b内，以打印产品。位于耗材放置室10c的分隔板111还设有转动设置的料架1111，料架1111用于放置料盘1111a，料盘1111a放置有耗材。通过将耗材设于机壳11的内部，避免了暴露在外，有效抑制耗材受潮及环境温度冷热影响及脆化倾向，延长了耗材使用寿命。

在一实施例中，分隔板111还设有断料检测模块111a，断料检测模块111a设于料架1111的上方并电连接于控制器，用于检测料架1111上是否有耗材。当检测到料架1111上无耗材时没发出警报，提醒操作人员及时添加耗材。

在一实施例中，机壳11的顶端还设有顶板112和设于顶板112上的上盖113。顶板112分别连接机壳11和上盖113，上盖113连通打印室10b，上盖113远离顶板112的一侧设有门体12。上盖113的侧壁设有多个过滤通道113a，每一过滤通道113a内设有过滤机构113b。过滤机构113b包括风扇1131、过滤片1132和压盖板1133，风扇1131设于过滤通道113a中并位于上盖113内侧壁上，用于将打印室10b内的空气抽至外部。过滤片1132设于上盖113的外侧壁上，并且与风扇1131的位置对应，压盖板1133固定于上盖113的外侧壁上，用于将过滤片1132固定于上盖113的外侧壁上。风扇1131从打印室10b内抽出的空气经过滤片1132过滤掉其中的灰尘及耗材颗粒，再流通至外部环境。通过减少排出的空气中的灰尘及耗材颗粒，提升用户安全。

在一实施例中，上盖113还设有显示面板113c，用于操作以及显示3D打印机100的各种参数。

在一实施例中，门体12还设有磁铁，在门体12关闭时通过磁铁吸附在机壳11上，提升打印腔室10a的密封性。

在一实施例中，门体12和\或机壳11设有减震垫，减震垫可以粘结于门体12和\或机壳11上，用于在关闭门体12时，降低关门的撞击噪音，提升客户体验感。

在一实施例中，门体12还设有透明隔板12a，机壳11的内部还设有照明灯11a，如LED灯，照明灯11a设于打印室10b一侧的分隔板111上，用于在关闭门体12后进行打印时，通过透明的透明隔板12a观察打印腔室10a内打印的过程，不仅方便观测打印细节过程，封闭式防护结构为用户安全提供了保障。

在一实施例中，门体12包括前门121、侧门122以及顶门123，前门121和侧门122铰接于机壳11上，前门121用于观察打印过程，侧门122用于便于观察以及更换耗材，顶门123设于上盖113上，用于观察打印过程以及取出打印成品。

请参阅图3，传动模组20包括第一传动机构21和第二传动机构22。第一传动机构21和第二传动机构22均设于机壳11内且大致位于同一水平面。

第一传动机构21包括相对设置的两个第一导轨211和第一联动杆212，第二传动机构22包括相对设置的两个第二导轨221和第二联动杆222，每一第一导轨211的两端均连接于第二导轨221的一端，第一导轨211与第二导轨221垂直设置，第一联动杆212与第二联动杆222垂直设置。第一导轨211和第二导轨的连接处设有安装块20a，通过所述安装块20a将第一导轨211和第二导轨221安装于机壳11的内部。第一联动杆212穿过喷头模组30，并且第一联动杆212的两端分别滑动连接于两个第一导轨211，第二联动杆222穿过喷头模组30，并且第二联动杆222的两端分别滑动连接于两个第二导轨221。

可以理解的是，第一传动机构21和第二传动机构22还分别设有对应的传动动力件，传动动力件电连接于控制器，用于驱动第一联动杆212在第一导轨211上滑动以及驱动第二联动杆222在第二导轨221上滑动。当第一联动杆212沿第一水平方向在第一导轨211上滑动时，还带动喷头模组30沿第二导轨221的长度延伸方向滑动，此时第一水平方向即为第二导轨221的长度延伸方向；当第二联动杆222沿撤回置于第一水平方向的第二水平方向在第二导轨221上滑动时，还带动喷头模组30沿第一导轨211的长度延伸方向滑动，此时第二水平方向即为第一导轨211的长度延伸方向。

请参阅图3和图4，喷头模组30包括喷头套件31和连接于喷头套件31的调平模块32，喷头套件31连接第一联动杆212和第二联动杆222，通过第一传动机构21和第二传动机构22带动喷头套件31水平方向移动。耗材连接于喷头套件31，喷头套件31朝向打印平台41，用于在打印平台41上打印产品。调平模块32连接于喷头套件31，用于调整打印平台41相对喷头套件31的距离。可以理解的是，喷头套件31和调平模块32均电连接于控制器，通过控制器控制喷头套件31和调平模块32的运行。

具体的，请参阅图5，调平模块32在调平模式时，将打印平台41分为多个区域，如25个区域，并将每个区域进行按顺序进行排列，然后调平模块32按顺序依次探测每个区域与喷头套件31的喷头之间的距离值，并将探测的数据记录在调平模块32的缓存区，在打印过程中，根据预先设置的基准值，计算每个区域的距离值与基准值的偏差值，控制器基于该偏差值控制平台驱动机构42调整打印平台41的位置，通过打印平台41的升降补偿，保证调平过程中打印平台41的平整性。通过调平模块32自动测量喷头套件31的喷头与打印平台41之间的距离，并通过平台驱动机构42进行升降补偿，相较于手动调平，不仅步骤简单而且能够有效消除打印平台41的不平整对打印效果的不利影响，提高了打印质量和成功率。

请参阅图3和图6，平台驱动机构42包括两个导向件421、连接带422、驱动件423和两个被动轮424。两个导向件421的端部分别固定于机壳11的内壁上，两个导向件421还分别连接于打印平台41的相对两侧，连接带422分别连接于两个导向件421，驱动件423设于机壳11的底部外壁上且电连接于控制器，驱动件423的驱动端设有同步轮423a，同步轮423a伸入机壳11内，两个被动轮424固定于机壳11的底部并且均位于同步轮423a的同一侧，连接带422连接两个被动轮424和同步轮423a，通过驱动件423驱动同步轮423a转动，进而带动连接带422转动，使两个导向件421带动打印平台41升降移动。在一实施例中，驱动件423与同步轮423a通过顶丝固定。

导向件421包括两个固定板4211、导向杆4212、连接板4213和动力杆4214。两个固定板4211分别固定于机壳11的顶端和底部，导向杆4212的两端固定于两个固定板4211上，动力杆4214的两端转动设于两个固定板4211上，连接板4213的一侧连接于打印平台41，另一侧连接于导向杆4212和动力杆4214，连接带422还连接于动力杆4214的底部，通过连接带422带动动力杆4214转动，以使连接板4213在导向杆4212上升降。

平台驱动机构42通过采用单独的驱动件423带动两侧的连接板4213在对应的导向杆4212上升降，不仅一致性好，并且驱动同步性和协调性好，有利于提升打印的质量和成功率。

可以理解的是，为保证连接板4213升降的稳定性，每一导向件421的导向杆4212的数量设置为两个，两个导向杆4212设于固定板4211的两端，动力杆4214设置于链各个导向杆4212之间。

在一实施例中，导向杆4212的外壁设有直线轴承4212a，直线轴承4212a固定于连接板4213上，通过直线轴承4212a带动连接板4213在导向杆4212上滑动。

在一实施例中，动力杆4214与连接板4213通过丝杆的方式驱动，带动连接板4213在导向杆4212上升降移动。

在一实施例中，连接带422为环形皮带，连接带422套设于动力杆4214的端部，以带动动力杆4214转动。可以理解的是，动力杆4214的端部设有与连接带422配合滚轮。

请参阅图6，连接带422包括第一边422a和第二边422b，第一边422a与第二边422b连接以形成环状结构。同步轮423a设于第一边422a和第二边422b之间，并将第一边422a拉至远离第二边422b的位置，两个被动轮424分别设于同步轮423a的同一侧并且位于第一边422a远离第二边422b的一侧。第一边422a连接于其中一被动轮424后，绕设于同步轮423a上，再连接另一被动轮424，以使连接带422的路径呈T型结构。通过设置两个被动轮424增加连接带422与同步轮423a的包覆角度，有效解决连接带422打滑丢步的问题。

在一实施例中，上述3D打印机100适合打印PLA(聚乳酸)，特别是ABS塑料等极易受到环境干扰而打印失败的耗材。

上述3D打印机100在使用时，控制器根据用户导入的数字模型文件，控制传动模组20、喷头模组30和平台模组40相互配合，以在打印平台41上打印对应的产品。

上述3D打印机100，通过设置机壳11以及铰接于机壳11上的多个门体12，构成封闭的打印腔室10a，提供恒温打印的打印环境，有效解决因环境温度波动干扰及翘边导致的打印失败问题，防止灰尘进入打印腔室10a，还可以在打印过程中为用户提供安全防护，避免被夹伤或烫伤；通过设置分隔板111将耗材设于机壳11的内部，避免了暴露在外，有效抑制耗材受潮及环境温度冷热影响及脆化倾向，延长了耗材使用寿命；通过设置风扇1131、过滤片1132和压盖板1133，有效过滤打印腔室的颗粒粉尘，降低空气污染，保障了用户健康；通过设置调平模块32有效消除打印平台41的不平整对打印效果的不利影响，提高了打印质量和成功率；通过设置两个被动轮424增加连接带422与同步轮423a的包覆角度，有效解决连接带422打滑丢步的问题。

本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本申请，而并非用作为对本申请的限定，只要在本申请的实质精神范围内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本申请公开的范围内。

Claims (10)

1.一种3D打印机，包括：

机壳模组；

传动模组，设于所述机壳模组内；

喷头模组，设于所述机壳模组内并连接于所述传动模组，所述传动模组驱动所述喷头模组沿水平方向移动；

平台模组，包括打印平台和平台驱动机构，所述打印平台位于所述喷头模组的喷头方向；

其特征在于，所述平台驱动机构包括：

两个导向件，分别连接于所述打印平台的相对两侧；

连接带，分别连接于所述两个导向件；

驱动件，所述驱动件的驱动端设有同步轮，所述同步轮连接所述连接带，以带动所述连接带转动,以使所述两个导向件带动所述打印平台相对所述喷头模组升降；

两个被动轮，位于所述同步轮的同一侧，所述两个被动轮固定于所述机壳模组底部并连接于所述连接带；

所述连接带依次连接其中一所述被动轮、所述同步轮以及另一所述被动轮，并形成T型结构的连接带路径。

2.如权利要求1所述的3D打印机，其特征在于，所述机壳模组包括一体式机壳以及铰接于所述机壳上的多个门体，以构成封闭的打印腔室。

3.如权利要求2所述的3D打印机，其特征在于，所述门体设有磁铁，以在所述门体关闭时吸附在所述机壳上，所述门体与所述机壳之间还设有减震垫。

4.如权利要求3所述的3D打印机，其特征在于，所述机壳内还设有分隔板，用于将所述打印腔室分为打印室以及耗材放置室，位于所述耗材放置室的所述分隔板设有料架，所述料架用于放置料盘。

5.如权利要求4所述的3D打印机，其特征在于，所述分隔板还设有断料检测模块，所述断料检测模块设于所述料架的一侧，用于检测料架上是否有耗材。

6.如权利要求2所述的3D打印机，其特征在于，所述机壳的顶部设有过滤通道，所述过滤通道内设有过滤机构，以将打印腔室内空气过滤后排出。

7.如权利要求6所述的3D打印机，其特征在于，所述过滤机构包括风扇、过滤片和压盖板，所述风扇设于所述机壳的内部，所述过滤片与所述风扇的位置对应并设于所述机壳的外部，所述压盖板用于将所述过滤片固定于所述机壳外部，所述风扇将所述打印腔室内空气抽出，经所述过滤片过滤后排出。

8.如权利要求1所述的3D打印机，其特征在于，所述喷头模组包括喷头套件和连接于所述喷头套件的调平模块，所述调平模块用于将所述打印平台分为多个区域，探测并记录所述打印平台每个区域的距离值，以得出每个区域的距离值与基准值的偏差值，所述平台驱动机构基于所述偏差值调整所述打印平台相对喷头套件的距离。

9.如权利要求1所述的3D打印机，其特征在于，所述传动模组包括设于机壳模组内的第一传动机构和设于机壳模组内的第二传动机构，所述喷头模组分别连接于所述第一传动机构和第二传动机构，所述第一传动机构用于驱动所述喷头模组沿第一水平方向移动，所述第二传动机构用于驱动所述喷头模组沿垂直于所述第一水平方向的第二水平方向移动。

10.如权利要求1所述的3D打印机，其特征在于，所述导向件包括导向杆、连接板和动力杆，所述导向杆滑动连接所述连接板，所述动力杆分别传动连接所述连接带和所述连接板，所述连接板还连接于所述打印平台，所述连接带带动所述动力杆转动，以使所述连接板在所述导向杆上升降。

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