CN217226693U - 3d打印机自调平安装结构及3d打印机 - Google Patents

Abstract

本申请实施例公开了一种3D打印机自调平安装结构及3D打印机，3D打印机自调平安装结构包括移动板、喷头组件、连接件和应变片，所述连接件固定连接所述移动板和所述喷头组件，所述应变片安装于所述移动板上并与所述连接件间隔设置，所述喷头组件产生的位移经所述连接件、所述移动板传递给所述应变片，以使所述应变片产生形变。本申请通过将应变片设置于移动板上，力通过连接件传递至移动板后，再间接通过移动板传递至应变片上，能够避免设备运作时其他零部件对应变片产生的一些微振动，以此来规避调平的误触发，保证调平的准确度。

Description

3D打印机自调平安装结构及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打印机自调平安装结构及3D打印机。

背景技术

3D打印机是一种运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的设备，以倒置式打印为主，因此需要打印产品时，必须保证第一层的平面水平，当平面不为水平时，通过记录打印头与平面的距离来补偿差值，此过程称作为调平。具体地，3D打印机在调平时，喷嘴触碰到打印平台产生回弹的力，力会反馈到应变片载体上，从而产生形变被应变片中敏感栅感应到，变形会导致电阻发生变化，通过电阻的变化来实现调平操作。而相关技术中，3D打印机的喷嘴在调平时，容易出现喷嘴未触碰到打印平台但是发生误触发的情况。

实用新型内容

本申请实施例提供了一种3D打印机自调平安装结构，能够有效降低喷嘴误触发的可能性，具体方案如下：

第一方面，本申请实施例提供了一种3D打印机自调平安装结构，包括移动板、喷头组件、连接件和应变片，所述连接件固定连接所述移动板和所述喷头组件，所述喷头组件与所述移动板间隔设置，所述应变片安装于所述移动板上并与所述连接件间隔设置，所述喷头组件产生的位移经所述连接件、所述移动板传递给所述应变片，以使所述应变片产生形变。

本申请实施例的3D打印机自调平安装结构，喷头组件通过连接件安装于移动板上，当进行调平操作时，喷头组件触碰到打印平台产生回弹的力，力通过连接件反馈到移动板上，再反馈到应变片上，从而产生形变被应变片中敏感栅感应到，变形会导致电阻发生变化，通过电阻的变化来实现调平操作；因喷头组件在运作时也会产生振动，考虑到应变片直接安装在连接件上，任何轻微的受力都会反馈到应变片上，进而导致喷头组件并未触碰打印平台但调平已经触发的情况发生，因此本申请将应变片设置于移动板上，力通过连接件传递至移动板后，再间接通过移动板传递至应变片上，能够避免设备运作时其他零部件或其他因素对应变片产生的误触动，以此来规避调平的误触发，保证调平的准确度。

在其中一些实施例中，所述喷头组件设有安装孔，所述移动板设有螺纹孔，所述连接件包括螺栓，所述螺栓穿设所述安装孔和螺纹孔并与所述移动板螺纹连接。

基于上述实施例，喷头组件和移动板通过螺栓实现固定连接，一方面实现了喷头组件和移动板的可拆连接，组装方便，另一方面通过螺栓组件连接有益于提高连接牢固性和稳定性，降低设备运作时产生的振动导致喷头组件和移动板连接松动的可能性。

在其中一些实施例中，所述3D打印机自调平安装结构还包括隔离柱，所述隔离柱套设于所述螺栓外围，所述隔离柱位于所述移动板和所述喷头组件之间以使所述移动板和所述喷头组件间隔设置。

基于上述实施例，通过隔离柱将喷头组件固定于移动板上，使喷头组件与移动板间隔设置，喷头组件的安装更加牢固、稳定。

在其中一些实施例中，所述螺栓的数量为多个，多个所述螺栓间隔设置。

基于上述实施例，通过多个螺栓并排设置进一步加强移动板和喷头组件之间的连接牢固性。

在其中一些实施例中，所述喷头组件包括散热块、喉管、加热组件和喷嘴，所述散热块内设置有上料通道，所述喉管的一端与所述上料通道连通，所述加热组件包括加热块、连接于所述加热块的加热器，所述加热器用于对所述加热块加热，所述加热块内设置有加热通道，所述加热通道的一端与所述喉管连通的另一端，所述喷嘴与所述加热通道的另一端连通，耗材可依次经由所述上料通道、所述喉管、所述加热通道后由所述喷嘴挤出。

基于上述实施例，耗材经由上料通道、喉管和加热通道，最后通过喷嘴挤出；设置散热块可以避免加热块产生的热量被传导至连接喉管的上部，使打印耗材提前熔融，在不使用时，连接喉管上部内附着的熔化的耗材凝固后堵塞连接喉管；耗材一般为粉末状金属或塑料等可粘合材料，需要经过加热块能对其进行加热，使耗材融化后便于从喷嘴处挤出。

在其中一些实施例中，所述连接件为条形，所述喷头组件沿与所述连接件长度方向呈夹角的方向设置。

基于上述实施例，条形的连接件与喷头组件呈角度设置，通过连接件使喷头组件与移动板间隔开来，还便于为喷头组件的调平操作预留出足够的操作空间。

在其中一些实施例中，所述应变片设于移动板的一侧；

所述应变片位于所述移动板与所述连接件连接部位的应力集中区。

基于上述实施例，在降低应变片误触发的情况下，尽可能的使应变片能感受到喷头组件触碰打印平台时产生的振动。

第二方面，本申请实施例提供了一种3D打印机，包括上述实施例所述的3D打印机自调平安装结构。

基于本申请实施例中的3D打印机，能够防止设备运作时产生的一些微振动误触发调平机构，保证调平的精准度。

在其中一些实施例中，所述3D打印机还包括控制系统，所述控制系统与所述应变片电连接，以接收所述应变片产生的电压信号。

基于上述实施例，控制系统通过应变片感应固定板的形变自动调整喷头组件与打印平台的距离，从而实现自动调平。

在其中一些实施例中，所述3D打印机还包括导轨，所述移动板远离所述喷头的一侧设有至少三个滚轮安装位，每个滚轮安装位均设置有滚轮，所述滚轮与所述导轨滚动装配。

基于上述实施例，滚轮和导轨的配合，使得移动板可以通过滚轮在导轨上滚动进而实现位置的变化，以实现沿导轨长度方向的移动。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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是本申请实施例提供的3D打印机自调平安装结构的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的3D打印机的方框结构示意图。

附图标记：10、3D打印机；100、3D打印机自调平安装结构；110、移动板；120、喷头组件；121、散热块；122、喉管；123、加热组件；124、喷嘴；130、连接件；131、螺栓；140、应变片；150、隔离柱；160、滚轮；200、控制系统。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请实施例方式作进一步地详细描述。

下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

3D打印机逐层打印产品时，必须保证第一层的平面水平，当平面不为水平时，通过记录打印头与平面的距离来补偿差值，也即需要在工作前进行调平操作。但是相关技术中，应变片直接安装在连接件上，连接件为L型的载板上，L型载包括竖板和横板，竖板和横板连接形成90°的直角板，竖板与移动板贴合并通过螺栓或焊接的方式固定连接于移动板上，横板则是喷头组件的安装基础，通过L型的载板连接移动板和喷头组件并不牢靠，一方面是容易松动，另一方面任何轻微的受力都会直接通过L型的载板反馈到应变片上，进而导致喷头组件并未触碰打印平台但调平已经触发的情况发生。

参见图1，为了解决上述问题，第一方面，本申请实施例提供了一种3D打印机自调平安装结构100，包括移动板110、喷头组件120、连接件130和应变片140，喷头组件120与移动板110间隔设置，连接件130固定连接移动板110和喷头组件120，应变片140安装于移动板110上并与连接件130间隔设置，喷头组件120产生的位移经连接件130、移动板110传递给应变片140，以使应变片140产生形变。

本申请实施例的3D打印机自调平安装结构100，喷头组件120通过连接件130安装于移动板110上，当进行调平操作时，喷头组件120触碰到打印平台产生回弹的力，力通过连接件130反馈到移动板110上，再反馈到应变片140上，从而产生形变被应变片140中敏感栅感应到，变形会导致电阻发生变化，通过电阻的变化来实现调平操作；因喷头组件120在运作时也会产生振动，因此本申请将应变片140设置于移动板110上，力通过连接件130传递至移动板110后，再间接通过移动板110传递至应变片140上，能够避免设备运作时其他零部件或其他因素对应变片140产生的误触动，以此来规避调平的误触发，保证调平的准确度。

进一步地，喷头组件120设有安装孔，移动板110设有螺纹孔，连接件130包括螺栓131，螺栓131穿设安装孔和螺纹孔并与移动板110螺纹连接。喷头组件120和移动板110通过螺栓131实现固定连接，一方面实现了喷头组件120和移动板110的可拆连接，组装方便，另一方面通过螺栓131组件连接有益于提高连接牢固性和稳定性，降低设备运作时产生的振动导致喷头组件120和移动板110连接松动的可能性。例如，螺栓131可依次穿设喷头组件120的安装孔和移动板110的安装孔，螺栓131的端帽抵接于喷头组件120，以限制喷头组件120的位置。

3D打印机自调平安装结构100还包括隔离柱150，隔离柱150套设于螺栓131外围，隔离柱150位于移动板110和喷头组件120之间，且隔离柱150一端与移动板110连接、另一端与喷头组件120连接，以使移动板110和喷头组件120间隔设置。通过隔离柱150将喷头组件120固定于移动板110上，使喷头组件120与移动板110间隔设置，喷头组件150的安装更加牢固、稳定。

在其中一个实施例中，隔离柱150仅套设在螺栓131外围，与移动板110和/或喷头组件120无任何连接，隔离柱150的安装是可拆卸的，便于更换隔离柱150。在另一个实施例中，隔离柱150可以采用焊接或一体成型的方式固定连接在移动板110上，螺栓131穿设隔离柱150与移动板110实现螺纹装配，在通过螺栓131连接移动板110和喷头组件120，可以一手拿喷头组件120，一手转动螺栓131，在安装螺栓131前无需先将隔离柱150套设于螺栓131上，简化安装流程，提高安拆效率。

进一步地，螺栓131的数量为多个，多个螺栓131间隔设置，本申请中多个螺栓131并排设置。通过多个螺栓131并排设置进一步加强移动板110和喷头组件120之间的连接牢固性。例如，螺栓131的数量为两个，两个螺栓131连接于喷头组件120相对的两端，形成稳定的连接结构，防止螺栓131连接于喷头组件120的位置过偏，而导致螺栓131对喷头组件120支撑不稳的情况发生影响喷头组件120工作的稳定性。

进一步地，当连接件130为螺栓131时，应变片140可以安装在移动板110的应力集中区，以在保证不会误触发的情况下，最大程度的感知喷头组件120触碰到打印平台产生的回弹力。其中，应力集中区是移动板110上应力显著增高的位置，一般应力集中区多出现于尖角、孔洞、缺口、沟槽以及有刚性约束处及其邻域；可通过如电测法、光弹性法、散斑干涉法、云纹法等实验手段均可测出移动板110的应力集中区。

进一步地，本申请中应变片140设于移动板110朝向喷嘴124组件的一侧；应变片140位于移动板110与连接件130的应力集中区。在降低应变片140误触发的情况下，提高应变片140感受喷头组件120触碰打印平台时产生振动的灵敏度。

具体地，应变片140可通过粘接或螺丝固定连接等方式安装于移动板110上，粘接和螺丝固定连接的方式使得应变片140的位置可以进行一定程度的调节，当连接件130为除螺栓131之外的其他物件时，可以适当的通过调整应变片140在移动板110上的安装位置，以保证不会误触发并且最大程度的感知喷头组件120触碰到打印平台产生的回弹力，进而保证调平的准确度。

进一步地，喷头组件120包括散热块121、喉管122、加热组件123和喷嘴124，散热块121内设置有上料通道，喉管122的一端与上料通道连通，加热组件123包括加热块、连接于加热块的加热器(图中未视出)，加热器用于对加热块加热，加热块内设置有加热通道，加热通道的一端与喉管122的另一端连通，喷嘴124与加热通道的另一端连通，耗材可依次经由上料通道、喉管122、加热通道后由喷嘴124挤出。设置散热块121可以避免加热块产生的热量被传导至连接喉管122的上部，使打印耗材提前熔融，在不使用时，连接喉管122上部内附着的熔化的耗材凝固后堵塞连接喉管122；耗材一般为粉末状金属或塑料等可粘合材料，需要经过加热块能对其进行加热，使耗材融化后便于从喷嘴124处挤出。

为进一步地提高散热块121的散热效率，散热块121的侧壁上可设置有多条散热槽121a，以提高散热块121与空气之间的接触面积。

具体地，喷头组件120工作时，可调整喷头组件120的位置，使散热块121内的上料通道沿竖直方向设置，散热槽121a的延伸方向与上料通道垂直，即散热槽121a沿水平方向延伸。以便于在上料通道轴向的不同位置对耗材进行散热，散热效果更好。

更进一步地，为提高散热槽121a的散热效果，还可以通过增加散热槽121a的条数以及增加散热槽121a的槽深来提高散热槽121a与空气的接触面积，进而提高散热效果。

其中，喉管122可采用PEEK材料制成，较采用金属不锈钢支撑的喉管，PEEK材料作为隔热材料能更加有利于加热块与散热块121之间的隔热，保证耗材不会过早地在喉管122中就受热胀大，减少了喉管122堵料现象。

进一步地，连接件130为条形，喷头组件120沿与连接件130长度方向呈夹角的方向设置。条形的连接件130与喷头组件120呈角度设置，例如，当连接件130为螺栓131时，螺栓131与喷头组件120呈90度设置，移动板110为板状，且板状的移动板110板面与螺栓131呈90度设置，合理设计各结构连接位置，使喷头组件120产生的振动可更灵敏地传递给移动板110上的应变片140。同时，通过连接件130使喷头组件120与移动板110间隔开来，还便于为喷头组件120的调平操作预留出足够的操作空间。

参见图1和图2，第二方面，本申请实施例提供了一种3D打印机10，包括上述实施例所述的3D打印机自调平安装结构100。

基于本申请实施例中的3D打印机10，能够防止设备运作时产生的一些微振动误触发调平机构，保证调平的精准度。

进一步地，3D打印机10还包括控制系统200，控制系统200与应变片140电连接，以接收应变片140产生的电压信号，在另一个变形方案中，3D打印机10的控制系统还可以通过WIFI模块向应变片140传输信号。控制系统200通过应变片140感应固定板的形变自动调整喷头组件120与打印平台的距离，从而实现自动调平。

进一步地，3D打印机10还包括驱动组件和导轨(图中未视出)，移动板110远离喷头的一侧设有至少三个滚轮安装位，每个滚轮安装位均设置有滚轮160，滚轮160与导轨滚动装配，驱动组件与控制系统200电连接，接收控制系统200的信号驱动滚轮160滚动。滚轮160和导轨的配合，使得移动板110可以通过滚轮160在导轨上滚动进而实现位置的变化，以实现沿导轨长度方向的移动。

在其中一个实施例中，在导轨的上表面设置两个滚轮160，在导轨的下表面设置一个滚轮160，以进一步保证喷头组件120移动时方向的稳定。

在其他实施例中，滚轮160还可设置为滑块，滑块滑动设置于导轨上的滑槽。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。此外，在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

以上所揭露的仅为本申请较佳实施例而已，当然不能以此来限定本申请之权利范围，因此依本申请权利要求所作的等同变化，仍属本申请所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种3D打印机自调平安装结构，其特征在于，包括：

移动板；

喷头组件，所述喷头组件与所述移动板间隔设置；

连接件，所述连接件固定连接所述移动板和所述喷头组件；及

应变片，所述应变片安装于所述移动板上并与所述连接件间隔设置，所述喷头组件产生的位移经所述连接件、所述移动板传递给所述应变片，以使所述应变片产生形变。

2.根据权利要求1所述的3D打印机自调平安装结构，其特征在于，所述喷头组件设有安装孔，所述移动板设有螺纹孔，所述连接件包括螺栓，所述螺栓穿设所述安装孔和螺纹孔并与所述移动板螺纹连接。

3.根据权利要求2所述的3D打印机自调平安装结构，其特征在于，所述3D打印机自调平安装结构还包括隔离柱，所述隔离柱套设于所述螺栓外围，所述隔离柱位于所述移动板和所述喷头组件之间以使所述移动板和所述喷头组件间隔设置。

4.根据权利要求2所述的3D打印机自调平安装结构，其特征在于，所述螺栓的数量为多个，多个所述螺栓间隔设置。

5.根据权利要求1所述的3D打印机自调平安装结构，其特征在于，所述喷头组件包括：

散热块，所述散热块内设置有上料通道；

喉管，所述喉管的一端与所述上料通道连通；

加热组件，包括加热块、连接于所述加热块的加热器，所述加热器用于对所述加热块加热，所述加热块内设置有加热通道，所述加热通道的一端与所述喉管的另一端连通；

喷嘴，所述喷嘴与所述加热通道的另一端连通，耗材可依次经由所述上料通道、所述喉管、所述加热通道后由所述喷嘴挤出。

6.根据权利要求1所述的3D打印机自调平安装结构，其特征在于，所述连接件为条形，所述喷头组件沿与所述连接件长度方向呈夹角的方向设置。

7.根据权利要求1所述的3D打印机自调平安装结构，其特征在于，所述应变片设于移动板的一侧；所述应变片位于所述移动板的应力集中区。

8.一种3D打印机，其特征在于，包括如权利要求1-7任一项所述的3D打印机自调平安装结构。

9.根据权利要求8所述的3D打印机，其特征在于，所述3D打印机还包括控制系统，所述控制系统与所述应变片电连接，以接收所述应变片产生的电压信号。

10.根据权利要求9所述的3D打印机，其特征在于，所述3D打印机还包括驱动组件和导轨，所述移动板远离所述喷头的一侧设有至少三个滚轮安装位，每个滚轮安装位均设置有滚轮，所述滚轮与所述导轨滚动装配，所述驱动组件与所述控制系统电连接，接收所述控制系统的信号驱动所述滚轮滚动。

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