CN216032536U - Z轴传动机构及3d打印设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种Z轴传动机构及3D打印设备，涉及3D打印技术领域。Z轴传动机构包括：固定座组件、两导向轴、承载台、同步带以及驱动电机，其中，固定座组件包括上下设置的第一固定座以及第二固定座，第一固定座上设有第一同步轮，第二固定座上设有第二同步轮；两导向轴安装于第一固定座以及第二固定座之间；安装打印平台的承载台安装于两导向轴上，承载台上安装有固定块；同步带环绕连接第一同步轮以及第二同步轮，同步带的一侧安装于固定块上；驱动电机通过皮带驱动第一同步轮或第二同步轮转动，以使同步带通过固定块带动承载台沿导向轴升降。本实用新型实施例的Z轴传动机构，实现打印平台的直线升降，提升打印效果。

Description

Z轴传动机构及3D打印设备

技术领域

本实用新型涉及3D打印技术领域，具体是涉及一种Z轴传动机构及3D打印设备。

背景技术

在计算机数字技术智能化的推动下，3D打印技术应用的领域越来越广，目前3D打印技术中最常见的方式有熔融沉积成型法(Fused Deposition Modeling，FDM)、选择性激光烧结技术(SLS)以及立体光固化成行技术(SLA)等，其中通过熔融沉积成型法来进行3D打印的技术越来越受到广泛关注。熔融沉积成型的3D打印设备是把热熔性的材料高温加热融化，通过带有精密喷嘴的喷头中挤压出来，材料从喷嘴挤压出来后，冷却凝固一层一层堆积成型，在计算机的控制下，堆积出来的形状可以达到客户想要的模型。采用熔融沉积成型的3D打印设备可以快速打印复杂零件，已响应市场的需求。

然而在现有的技术中，当采用熔融沉积成型的3D打印设备打印尺寸比较大的产品，则Z轴传动机构的高度比较高，由于传统的Z轴传动机构采用丝杆传动，需要丝杆和与之配合的导向轴平行，对零件加工要求比较高。另外当丝杆长度过长之后，丝杆容易变形，且由于Z轴套件丝杆在有带轮的一端一般只有一个支撑点，当同步带在绷紧的时候也会使得丝杆变形，从而使得打印平台在Z轴方向上移动会出现偏移，导致打印出的产品有螺纹状出现，进而影响产品的外观，影响打印的效果。

鉴于此，有必要提供一种Z轴传动机构及3D打印设备以解决上述缺陷。

实用新型内容

本实用新型提供了一种Z轴传动机构，旨在解决现有Z轴传动机构及3D打印设备因丝杆变形而使得打印出的产品出现螺纹状、打印效果不佳等问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提出了一种Z轴传动机构，应用于3D打印设备中，其包括固定座组件、两导向轴、承载台、同步带以及驱动电机，其中，所述固定座组件包括上下设置的第一固定座以及第二固定座，所述固定座组件安装于所述3D打印设备的机架上，所述第一固定座上设有第一同步轮，所述第二固定座上设有第二同步轮；两所述导向轴安装于所述第一固定座以及所述第二固定座之间；所述承载台安装于两所述导向轴上，所述承载台上安装有固定块，所述承载台用于安装所述3D打印设备的打印平台；所述同步带环绕连接所述第一同步轮以及所述第二同步轮，所述同步带的一侧安装于所述固定块上；所述驱动电机通过皮带驱动所述第一同步轮或所述第二同步轮转动，以使所述同步带通过所述固定块带动所述承载台沿所述导向轴升降。

在进一步的技术方案中，两所述导向轴分设于所述第一固定座以及所述第二固定座的两侧，两所述导向轴以及所述承载台沿所述同步带对称设置。

在进一步的技术方案中，所述承载台上设有通孔，所述固定块朝向所述同步带的一侧设有压条，所述同步带的一侧通过所述压条安装于所述固定块上。

在进一步的技术方案中，所述第一同步轮或所述第二同步轮为双同步轮，所述驱动电机通过所述皮带驱动所述双同步轮转动。

在进一步的技术方案中，所述第一固定座以及所述第二固定座上均设有对称设置的固定架，两所述固定架之间设有水平设置的光轴，所述同步轮套设于所述光轴上。

在进一步的技术方案中，所述固定架包括第一安装片以及第二安装片，所述第一安装片以及所述第二安装片连接成“L”型，所述第一安装片用于安装至所述第一固定座或所述第二固定座上，所述第二安装片用于安装所述光轴。

在进一步的技术方案中，所述承载台上设有供所述同步带穿过的通孔，所述固定块设于所述通孔的一侧。

在进一步的技术方案中，两所述导向轴上均套设有法兰轴承，所述法兰轴承可沿所述导向轴上下滑动，所述承载台的端部安装于所述法兰轴承上。

本实用新型还提出了一种3D打印设备，其包括机架、打印平台以及如上所述的Z轴传动机构，所述Z轴传动机构安装于所述机架上，所述打印平台安装于所述承载台上。

在进一步的技术方案中，所述3D打印设备设有两所述Z轴传动机构，所述驱动电机设于两所述Z轴传动机构之间，所述驱动电机同时驱动位于两所述第二固定座上的所述第二同步轮转动。

与现有技术相比，本实用新型提供的Z轴传动机构通过把Z轴的丝杆传动改成同步带传动，由于同步带安装于设有固定块的承载台上，当同步带绷紧且循环转动，同步带带动承载台沿导向轴沿直线轨迹运动，从而改善在传统的丝杆传动机构中，因丝杆变形而引起承载台的运动轨迹不是直线，而导致打印出的产品出现螺纹状的问题，提升打印效果。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例技术方案，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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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为本实用新型的Z轴传动机构的立体图，其展示了移除驱动电机后的结构；

图2为如图1所示的Z轴传动机构的主视图；

图3为本实用新型的Z轴传动机构的另一立体图，其展示了安装了打印平台后的结构。

图中各附图标记说明如下：

100-Z轴传动机构；1-固定座组件；2-导向轴；3-承载台；4-同步带；

5-驱动电机；6-打印平台；11-第一固定座；12-第二固定座；

13-第一同步轮；14-第二同步轮；15-固定架；16-光轴；17-孔洞；

21-法兰轴承；31-固定块；32-压条；33-通孔；51-皮带。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本实用新型，而非用以限制本实用新型。此外，在附图中，结构相似或相同的结构是以相同标号表示。

图1和图3展示了本实用新型提供的一种Z轴传动机构100的结构示意图。其包括固定座组件1、两导向轴2、承载台3、同步带4以及驱动电机5，其中，固定座组件1包括上下设置第一固定座11以及第二固定座12，固定座组件1安装于3D打印设备的机架(图未示)上，第一固定座11上设有第一同步轮13，第二固定座12上设有第二同步轮14；两导向轴2安装于第一固定座11以及第二固定座12之间；承载台3安装于两导向轴2上，承载台3上安装有固定块31；同步带4环绕连接第一同步轮13以及第二同步轮14，同步带4的一侧安装于固定块31上；驱动电机5通过皮带51连接第一同步轮13或第二同步轮14并驱动第一同步轮13或第二同步轮14转动，以使同步带4通过固定块31带动承载台3沿导向轴2升降。

与现有技术相比，本实用新型提供的Z轴传动机构100通过把Z轴的丝杆传动改成同步带4传动，由于同步带4安装于设有固定块31的承载台3上，当同步带4绷紧且循环转动，同步带4带动承载台3沿导向轴2沿直线轨迹运动，从而改善在传统的丝杆传动机构中，因丝杆变形而引起承载台3的运动轨迹不是直线，而导致打印出的产品出现螺纹状的问题，提升打印效果。

在某些实施例，例如本实施例中，如图1和图2所示，两导向轴2分设于第一固定座11以及第二固定座12的两侧，两导向轴2以及承载台3沿同步带4对称设置，承载台3上的固定块31设于两导向轴2的中间。基于该结构的设计，当同步带4带动固定块31移动，实现承载台3的两端均衡沿导向轴2滑动，提升打印效果。

在某些实施例，例如本实施例中，如图2和图3所示，固定块31朝向同步带4的一侧设有压条32，同步带4的其中一侧通过压条32安装于固定块31上。基于该结构的设计，实现同步带4沿直线运动，且当同步带4松动时，通过压条32安装于固定块31上的同步带4更便于更换，简化操作。

在某些实施例，例如本实施例中，如图1至图3所示，第一同步轮13或第二同步轮14为双同步轮，驱动电机5通过皮带51驱动双同步轮转动。在本实施例中，第二同步轮14为双同步轮，当驱动电机5通过皮带51驱动双同步轮转动，即可带动同样安装于双同步轮上的同步带4的转动，实现安装于承载台3上的打印平台6的升降，并且基于双同步轮的设计，使得驱动电机5的安装位置可根据3D打印设备整机的结构规划而灵活设置，提升应用范围的广度。

在某些实施例，例如本实施例中，如图1和图2所示，第一固定座11以及第二固定座12上均设有对称设置的固定架15，第一固定座11或第二固定座12上的两固定架15之间设有水平设置的光轴16，第一同步轮13以及第二同步轮14均套设于光轴16上并可沿光轴16转动。基于该结构的设计，提高结构的紧凑性。在本实施例中，固定架15为“L”型结构，固定架15包括第一安装片(图中未标示)以及第二安装片(图中未标示)，第一安装片用于安装至第一固定座11或第二固定座12上，第二安装片用于安装光轴16。基于该结构的设计，提升装置的稳固性。

在某些实施例，例如本实施例中，如图1所示，承载台3上设有用于穿过同步带4的通孔33，固定块31设于通孔33的一侧。基于该结构的设计，提升承载台3受力的均匀性，提升打印效果，在其它实施例中，承载台3上设有用于穿过同步带4的地方也可设为“U”型槽状结构，只要使得同步带4穿过承载台3且不影响承载台3受力的均匀性即可。

在某些实施例，例如本实施例中，如图1和图2所示，两导向轴2上均套设有法兰轴承21，法兰轴承21可沿导向轴2上下滑动，承载台3的端部安装于法兰轴承21上。基于该结构的设计，保证承载台3升降的顺畅性，也提高了设备的兼容性，能打印不对称且重量较大的物品。

本实用新型还提供的一种3D打印设备(图未示)，如图3所示，其包括机架(图未示)、打印平台6以及如上所述的Z轴传动机构100，Z轴传动机构100安装于机架上，打印平台6安装于承载台3上，承载台3的材质为铝材质。当同步带4绷紧且循环转动，同步带4带动设有打印平台6的承载台3沿导向轴2沿直线轨迹运动，实现打印平台6于Z轴的直线式升降，避免打印出的产品出现螺纹状的现象，提升打印效果。

在某些实施例，例如本实施例中，如图3所示，3D打印设备设有两Z轴传动机构100，驱动电机5设于两Z轴传动机构100之间。在本实施例中，固定架15均设于第一固定座11和第二固定座12的下端，第二固定座12的对应位置上设有用于穿过同步带4的孔洞17，驱动电机5同时驱动位于两第二固定座12上的第二同步轮14转动。采用一个驱动电机5带动两组Z轴传动机构100，可以避免在传动过程中出现因抖动导致支撑点不平衡的现象，也可以避免因多个驱动电机不同步导致支撑点升降不一致，影响正常打印和打印精度，甚至严重时无法正常打印的问题。

本实用新型提供的Z轴传动机构及3D打印设备100，Z轴传动机构100通过把Z轴的丝杆传动改成同步带4传动，由于同步带4安装于设有固定块31的承载台3上，当同步带4绷紧且循环转动，同步带4带动承载台3沿导向轴2沿直线轨迹运动，从而改善在传统的丝杆传动机构中，因丝杆变形而引起承载台3的运动轨迹不是直线，而导致打印出的产品出现螺纹状的问题，提升打印效果。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种Z轴传动机构，应用于3D打印设备中，其特征在于，包括固定座组件(1)、两导向轴(2)、承载台(3)、同步带(4)以及驱动电机(5)，其中，

所述固定座组件(1)包括上下设置的第一固定座(11)以及第二固定座(12)，所述固定座组件(1)安装于所述3D打印设备的机架上，所述第一固定座(11)上设有第一同步轮(13)，所述第二固定座(12)上设有第二同步轮(14)；

两所述导向轴(2)安装于所述第一固定座(11)以及所述第二固定座(12)之间；

所述承载台(3)安装于两所述导向轴(2)上，所述承载台(3)上安装有固定块(31)，所述承载台(3)用于安装所述3D打印设备的打印平台(6)；

所述同步带(4)环绕连接所述第一同步轮(13)以及所述第二同步轮(14)，所述同步带(4)的一侧安装于所述固定块(31)上；

所述驱动电机(5)通过皮带(51)驱动所述第一同步轮(13)或所述第二同步轮(14)转动，以使所述同步带(4)通过所述固定块(31)带动所述承载台(3)沿所述导向轴(2)升降。

2.根据权利要求1所述的Z轴传动机构，其特征在于：两所述导向轴(2)分设于所述第一固定座(11)以及所述第二固定座(12)的两侧，两所述导向轴(2)以及所述承载台(3)沿所述同步带(4)对称设置。

3.根据权利要求1所述的Z轴传动机构，其特征在于：所述固定块(31)朝向同步带(4)的一侧设有压条(32)，所述同步带(4)的一侧通过所述压条(32)安装于所述固定块(31)上。

4.根据权利要求1所述的Z轴传动机构，其特征在于：所述第一同步轮(13)或所述第二同步轮(14)为双同步轮，所述驱动电机(5)通过所述皮带(51)驱动所述双同步轮转动。

5.根据权利要求1所述的Z轴传动机构，其特征在于：所述第一固定座(11)以及所述第二固定座(12)上均设有对称设置的固定架(15)，两所述固定架(15)之间设有水平设置的光轴(16)，所述同步轮套设于所述光轴(16)上。

6.根据权利要求5所述的Z轴传动机构，其特征在于：所述固定架(15)包括第一安装片以及第二安装片，所述第一安装片以及所述第二安装片连接成“L”型，所述第一安装片用于安装至所述第一固定座(11)或所述第二固定座(12)上，所述第二安装片用于安装所述光轴(16)。

7.根据权利要求1所述的Z轴传动机构，其特征在于：所述承载台(3)上设有用于供所述同步带(4)穿过的通孔(33)，所述固定块(31)设于所述通孔(33)的一侧。

8.根据权利要求1所述的Z轴传动机构，其特征在于：两所述导向轴(2)上均套设有法兰轴承(21)，所述法兰轴承(21)可沿所述导向轴(2)上下滑动，所述承载台(3)的端部安装于所述法兰轴承(21)上。

9.一种3D打印设备，其特征在于：包括机架、打印平台(6)以及如权利要求1-8中任一项所述的Z轴传动机构(100)，所述Z轴传动机构(100)安装于所述机架上，所述打印平台(6)安装于所述承载台(3)上。

10.根据权利要求9所述的3D打印设备，其特征在于：所述3D打印设备设有两所述Z轴传动机构(100)，所述驱动电机(5)设于两所述Z轴传动机构(100)之间，所述驱动电机(5)同时驱动位于两所述第二固定座(12)上的所述第二同步轮(14)转动。

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