TWM525841U - 三維列印機 - Google Patents

Description

三維列印機

本創作有關於列印機技術領域，特別是有關於一種三維列印機。

三維列印機，又稱3D列印機，是快速成形技術的一種機器。它是一種數位模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可黏合材料，藉由逐層列印的方式來構造物體的技術。過去，三維列印機常在模具製造、工業設計等領域被用於製造模型，現正逐漸用於一些產品的直接製造，特別是一些高價值應用的零部件(比如髖關節或牙齒，或一些飛機零部件)。

習知技術中的三維列印機，可分為笛卡爾式列印機和並聯臂三角式列印機。以並聯臂三角式列印機為例，如專利201520208171.3，其主要包括：機架、致動器、以及連接於致動器底部的噴頭。其中，機架包括3根呈正三角柱式排列的支撐立柱，以及多根連接於相鄰兩個支撐立柱之間的橫樑。每個支撐立柱上分別設置有滑塊，滑塊利用同步帶與列印機的動力機構相連接。致動器藉由三個推桿分別與三個支撐立柱上的滑塊連接。藉由滑塊的滑動，進而帶動推桿在空間內運動，從而實現噴頭在空間內的運動。

對於習知的三維列印機，由於其機架為固定連接形式，所以在進行列印時，無法突破列印機本身的外形尺寸限制，如果需要列印的零件體積較大，尤其是高度方向尺寸大，那麼就得更換外形尺寸較大的列印機，這無疑增加了三維列印機的應用成本，同時也限制了三維列印機的普及應用。

有鑑於此，本創作提出一種三維列印機，以解決習知技術中存在的問題。

為達到上述目的，本創作實施例的技術手段是這樣實現的：本創作實施例公開了一種三維列印機，包括：至少三個支撐立柱，至少三個支撐立柱均沿豎直方向設置，且呈圓周陣列分佈，每個支撐立柱均包括互相連接的固定部和活動部，且每個支撐立柱的活動部相對於固定部沿豎直方向運動；第一平臺和第二平臺，第一平臺和第二平臺沿豎直方向排列，且至少三個支撐立柱的活動部均與第一平臺連接，固定部均與第二平臺連接；致動器，致動器位於至少三個支撐立柱包圍形成的空間內，且致動器分別與至少三個支撐立柱滑動連接；噴頭，噴頭連接於致動器的底部。

較佳地，每個支撐立柱均固定連接有用於驅動活動部沿豎直方向運動的第一驅動馬達。

較佳地，每個支撐立柱的固定部設有套筒，活動部設有螺桿。

較佳地，每個支撐立柱的活動部設置有第一限位軸，第一平臺的周側設置有多個第一限位孔，且多個第一限位孔的軸線均沿水平方向分佈；每個第一限位軸與一個第一限位孔相配合連接，以使活動部相對於第一平臺具有水平方向移動的自由度；每個支撐立柱的固定部設置有第二限位軸，第二平臺的周側設置有多個第二限位孔，且多個第二限位孔的軸線均沿水平方向分佈；每個第二限位軸與一個第二限位孔相配合連接，以使固定部相對於第二平臺具有水平方向移動的自由度。

較佳地，每個支撐立柱均固定連接有一個驅動第一限位軸和第二限位軸沿水平方向運動的第二驅動馬達。

較佳地，三維列印機更包括：至少三個滑塊，每個滑塊連接於每個支撐立柱的固定部；至少三個連接桿，每個連接桿的一端與致動器鉸接，另一端與一個滑塊鉸接。

較佳地，三維列印機更包括：至少三個傳動皮帶，每個傳動皮帶連接於每個支撐立柱的固定部，且每個傳動皮帶與連接於固定部的滑塊連接，以帶動滑塊沿豎直方向運動。

較佳地，每個傳動皮帶更連接有一用於驅動傳動皮帶轉動的第三驅動馬達。

較佳地，每個連接桿包括兩個平行設置的子連接桿。

本創作的三維列印機，在列印較大尺寸的零件時，使支撐立柱的活動部遠離固定部，並同時使第一平臺與第二平臺之間的距離增加，從而增加三維列印機的列印空間；在列印較小尺寸的零件時，使支撐立柱的活動部靠近固定部，同時使第一平臺與第二平臺之間的距離減小，從而縮小三維列印機的列印空間，以滿足不同尺寸的零件的列印需求，無需針對不同規格尺寸的零件去更換列印機，減小了三維列印機的使用成本。

並且，在不使用三維列印機時，可以使固定部與活動部貼合，從而可以使三維列印機的外形尺寸縮小，避免三維列印機過多地佔用空間。

另外，不僅三維列印機在豎直方向可以實現伸縮，每個第一限位軸與第一限位孔的連接，以及第二限位軸與第二限位孔的連接，可以使固定部 相對於第二平臺(或活動部相對於第一平臺)具有水平方向移動的自由度，從而實現三維列印機在水平方向的伸縮。

10‧‧‧支撐立柱

11‧‧‧固定部

12‧‧‧活動部

20‧‧‧連接桿

30‧‧‧第二平臺

40‧‧‧第一平臺

51‧‧‧第二限位軸

52‧‧‧第二限位孔

53‧‧‧噴頭

54‧‧‧致動器

55‧‧‧滑塊

61‧‧‧第一限位軸

62‧‧‧第一限位孔

70‧‧‧傳動皮帶

81‧‧‧第一限位部

82‧‧‧第二限位部

83‧‧‧第三限位部

84‧‧‧第四限位部

第1圖為本創作實施例的三維列印機處於未工作狀態下的結構示意圖。

第2圖為本創作實施例的三維列印機處於工作狀態下的結構示意圖一。

第3圖為本創作實施例的三維列印機處於工作狀態下的結構示意圖二。

為了使本創作的目的、技術手段及優點更加清楚明白，以下藉由具體實施例並參見圖式，對本創作進行詳細說明。

為了解決習知技術中存在的三維列印機的外形尺寸固定，無法列印尺寸比自身大的零件的技術問題，本創作實施例提供了一種三維列印機，如第1至3圖所示。其中，第1圖為三維列印機處於未工作時的狀態，此種狀態下，三維列印機在水平和豎直方向上均不會延展，其占地空間會比習知技術中的三維列印機小很多。第2圖為三維列印機在水平方向延展後的示意圖，第3圖為三維列印機在豎直方向和水平方向均延展後的示意圖。

下面詳細介紹本創作實施例的三維列印機的結構。該三維列印機包括：支撐立柱10、第一平臺40、第二平臺30、致動器54、以及噴頭53。

至少三個支撐立柱10，該至少三個支撐立柱10均沿豎直方向設置，且呈圓周陣列分佈。每個支撐立柱10均包括互相連接的固定部11和活動部12，且每個支撐立柱10的活動部12相對於固定部11沿豎直方向運動。

本實施例中，以三個支撐立柱10為例來進行說明。

需要提及的是，第1圖中示出了豎直方向和水平方向，該方向也是三維列印機正常工作時所佈置的方向。

每個支撐立柱10可以為單根支撐子立柱，也可以為多根並排的支撐子立柱的組合，本實施例中，每個支撐立柱10包括兩根平行設置且彼此固定連接的支撐子立柱，以增強三維列印機的整體強度。

作為一種具體的方式，參見第3圖，每個支撐立柱10的固定部11設置有套筒，每個支撐立柱10的活動部12設置有螺桿，套筒與螺桿配合連接。

較佳地，每個支撐立柱10均固定連接有用於驅動活動部12沿豎直方向運動的第一驅動馬達(第2圖和第3圖中均未示出)。藉由第一驅動馬達，便可以實現支撐立柱10在豎直方向的自動伸縮。

在本實施例中，如第2圖所示，在每個支撐立柱10包括兩個支撐子立柱時，每個支撐子立柱均設有一個互相連接的螺桿和一個套筒。對應地，每個支撐立柱10的第一驅動馬達為兩個，分別驅動每個支撐子立柱的螺桿相對於套筒轉動，從而實現三維列印機在豎直方向的伸縮。

藉由此結構，本實施例的三維列印機在列印前，如果需要列印的零件在豎直方向的尺寸超出三維列印機的尺寸，那麼藉由第一驅動馬達驅動螺桿轉動，便可以實現活動部12遠離固定部11，從而增加三維列印機的列印空間；在列印較小尺寸的零件時，使支撐立柱10的活動部12靠近固定部11，從而縮小三維列印機的列印空間。

並且，在不使用三維列印機時，可以使固定部11與活動部12貼合，從而可以使三維列印機的外形尺寸縮小，避免三維列印機過多地佔用空間。

第一平臺40和第二平臺30，第一平臺40和第二平臺30沿豎直方向排列，且所有支撐立柱10的活動部12均與第一平臺40連接，所有支撐立柱10的固定部11均與第二平臺30連接。

本實施例中，第一平臺40和第二平臺30均為圓柱形的平臺。其中，第一平臺40位於列印頭的下方，用於承載需要列印的零件；第二平臺30起到固定的作用。

另外，不僅三維列印機可以實現在豎直方向的伸縮，更可以實現在水平方向的伸縮。為了實現此目的，參見第2圖，每個支撐立柱10的活動部12連接有第一限位部81，第一限位部81固定連接有第一限位軸61；第一平臺40連接有第三限位部83，且第三限位部83沿第一平臺40的周側設置有多個第一限位孔62，該多個第一限位孔62的軸線均沿水平方向分佈；每個第一限位軸61與一個第一限位孔62相配合連接，以使活動部12相對於第一平臺40具有水平方向移動的自由度；每個支撐立柱10的固定部11連接有第二限位部82，第二限位部82固定連接有第二限位軸51，第二平臺30連接有第四限位部84，且第四限位部84沿第二平臺30的周側設置有多個第二限位孔52，多個第二限位孔52的軸線均沿水平方向分佈；每個第二限位軸51與一個第二限位孔52相配合連接，以使固定部11相對於第二平臺30具有水平方向移動的自由度。

其中，第一限位軸61和第二限位軸51的數量可以根據實際需要自行設置，對應地，第一限位孔62和第二限位孔52的數量也可以根據實際需要自行設置。

每個支撐立柱10均固定連接有一個驅動第一限位軸61和第二限位軸51沿水平方向運動的第二驅動馬達(第2圖和第3圖中未示出)。例如在一 種具體實現方式中，第一限位部81和第三限位部83藉由螺桿螺母連接，藉由第二驅動馬達驅動螺桿旋轉，從而實現每個支撐立柱10的活動部12相對於第一平臺40在水平方向的移動。至於此螺桿螺母的具體佈置位置，本領域具通常知識者完全可以根據實際需求而設計，本實施例便不再做限定。

收縮時，第一限位部81與第三限位部83貼合，第二限位部82與第四限位部84貼合。

致動器54位於所有支撐立柱10包圍形成的空間內，即本實施例中三個支撐立柱10包圍形成的三棱柱空間內，且致動器54分別與至少三個支撐立柱10滑動連接。

噴頭53連接於致動器54的底部。噴頭53的作用即可以實現物料的噴出，將物料噴至第一平臺40，待其凝固，便可以成形零件。

本實施例中，致動器54分別與至少三個支撐立柱10滑動連接，具體包括：至少三個滑塊55和至少三個連接桿20。

其中，滑塊55的數量與支撐立柱10的數量相同，本實施例中為三個。每個滑塊55連接於每個支撐立柱10的固定部11，並可沿固定部11在豎直方向上滑動。

連接桿20的數量與支撐立柱10的數量相同，本實施例中為三個。每個連接桿20的一端與致動器54鉸接，另一端與一個滑塊55鉸接。本實施例中，每個連接桿20包括兩個平行設置的子連接桿20，且兩個子連接桿20對稱地連接於每個滑塊55的兩端，從而有利於提高致動器54受力的穩定性。

進一步地，為了驅動滑塊55沿固定部11在豎直方向上滑動，本實施例的三維列印機更包括：至少三個傳動皮帶70。其中，傳動皮帶70的數量與 支撐立柱10的數量相同，本實施例中為三個。每個傳動皮帶70連接於每個支撐立柱10的固定部11，且每個傳動皮帶70與連接於固定部11的滑塊55連接，以帶動滑塊55沿豎直方向運動。

並且，每個傳動皮帶70更連接有一用於驅動該傳動皮帶70轉動的第三驅動馬達(第2圖和第3圖中未示出)。

第一驅動馬達、第二驅動馬達和第三驅動馬達均連接於本實施例的三維列印機的控制裝置，由控制裝置統一控制各個驅動馬達的轉動。對於控制裝置如何藉由指令控制各個驅動馬達的轉動，並非本實施例所關注的技術特徵，本實施例便不再展開贅述。

由上可見，本實施例的三維列印機，在列印較大尺寸的零件時，使支撐立柱10的活動部12遠離固定部11，並同時使第一平臺40與第二平臺30之間的距離增加，從而增加三維列印機的列印空間；在列印較小尺寸的零件時，使支撐立柱10的活動部12靠近固定部11，同時使第一平臺40與第二平臺30之間的距離減小，可以滿足不同尺寸的零件的列印需求，無需針對不同規格尺寸的零件去更換列印機，減小了三維列印機的使用成本；不僅如此，還可以藉由縮小三圍尺寸，避免過多地佔用空間。

以上所述僅為本創作的較佳實施例而已，並不用以限制本創作，凡在本創作的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本創作保護的範圍之內。

10‧‧‧支撐立柱

11‧‧‧固定部

12‧‧‧活動部

20‧‧‧連接桿

30‧‧‧第二平臺

40‧‧‧第一平臺

51‧‧‧第二限位軸

52‧‧‧第二限位孔

53‧‧‧噴頭

54‧‧‧致動器

55‧‧‧滑塊

61‧‧‧第一限位軸

62‧‧‧第一限位孔

70‧‧‧傳動皮帶

81‧‧‧第一限位部

82‧‧‧第二限位部

83‧‧‧第三限位部

84‧‧‧第四限位部

Claims (10)

1. 一種三維列印機，其包括：至少三個支撐立柱，該至少三個支撐立柱均沿豎直方向設置，且呈圓周陣列分佈，每個該支撐立柱均包括互相連接的一固定部和一活動部，且每個該支撐立柱的該活動部相對於該固定部沿豎直方向運動；一第一平臺和一第二平臺，該第一平臺和該第二平臺沿豎直方向排列，且該至少三個支撐立柱的該活動部均與該第一平臺連接，該固定部均與該第二平臺連接；一致動器，該致動器位於該至少三個支撐立柱包圍形成的空間內，且該致動器分別與該至少三個支撐立柱滑動連接；以及噴頭，該噴頭連接於該致動器的底部。
2. 如申請專利範圍第1項所述之三維列印機，其中每個該支撐立柱均固定連接有用於驅動該活動部沿豎直方向運動的一第一驅動馬達。
3. 如申請專利範圍第1項所述之三維列印機，其中每個該支撐立柱的該固定部設有套筒，該活動部設有一螺桿。
4. 如申請專利範圍第1項所述之三維列印機，其中每個該支撐立柱的該活動部設置有一第一限位軸，該第一平臺的周側設置有多個第一限位孔，且該多個第一限位孔的軸線均沿水平方向分佈，每個該第一限位軸與一個該第一限位孔相配合連接，以使該活動部相對於該第一平臺具有水平方向移動的自由度。
5. 如申請專利範圍第4項所述之三維列印機，其中每個該支撐立柱的該固定部設置有一第二限位軸，該第二平臺的周側設置有多個第二限 位孔，且該多個第二限位孔的軸線均沿水平方向分佈，每個該第二限位軸與一個該第二限位孔相配合連接，以使該固定部相對於該第二平臺具有水平方向移動的自由度。
6. 如申請專利範圍第5項所述之三維列印機，其中每個該支撐立柱均固定連接有一個驅動該第一限位軸和該第二限位軸沿水平方向運動的一第二驅動馬達。
7. 如申請專利範圍第1項所述之三維列印機，其更包括：至少三個滑塊，每個該滑塊連接於每個該支撐立柱的該固定部；以及至少三個連接桿，每個該連接桿的一端與該致動器鉸接，另一端與一個該滑塊鉸接。
8. 如申請專利範圍第7項所述之三維列印機，其更包括：至少三個傳動皮帶，每個該傳動皮帶連接於每個該支撐立柱的該固定部，且每個該傳動皮帶與連接於該固定部的該滑塊連接，以帶動該滑塊沿豎直方向運動。
9. 如申請專利範圍第8項所述之三維列印機，其中每個該傳動皮帶更連接有用於驅動該傳動皮帶轉動的一第三驅動馬達。
10. 如申請專利範圍第7項所述之三維列印機，其中每個該連接桿包括兩個平行設置的子連接桿。