CN104960208A - 3d打印机 - Google Patents

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于方军
夏侯洪涛
张永亮
丁伟
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Abstract

本发明主要应用于打印半流体状态的打印机领域，特别涉及一种3D打印机，包括支座，支座上设置横板，横板上方设置打印头，打印头顶部连接挤出机构，打印头外周通过关节轴承分别连接并联臂，并联臂的另一端分别通过关节轴承与滑车连接，滑车安装在滑轨上，并且滑车与传动带固定连接，传动带两端安装在传动轮上，传动轮连接驱动装置，滑轨安装在支座上。结构合理，便于操作；可在无需加热的条件下打印半流体状态的物料，便于打印，节约成本，成型方便，成型种类容易控制及操作。

Description

3D打印机
技术领域
本发明涉及一种3D打印机，主要应用于打印半流体状态材料的打印机领域。
背景技术
现在常用的桌面级3D打印机通常采用的是FDM工艺，这种3D打印机一般是采用热塑性材料，如ABS、尼龙等。外形通常为直径1.75MM或者3MM的圆条状，并且具有较强的抗挤压性，通过挤出机构的齿轮摩擦力的带动，送入到喷头中。材料在喷头内被加热熔化。喷头沿零件截面轮廓和填充轨迹运动，同时将熔化的材料挤出，材料迅速凝固，并与周围的材料凝结。很多材料由于自身特性，无法做成比较坚固的圆条状，比如陶泥、巧克力、奶油等，并且这类材料本身不需要加热，因此需要打印这类原料的3D打印机。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提供一种不需要加热，可打印半流体材料的3D打印机。
本发明所述的3D打印机，包括支座，支座上设置打印平台，打印平台上方设置打印头，打印头顶部连接挤出机构，打印头外周通过关节轴承分别连接并联臂，并联臂的另一端分别通过关节轴承与滑车连接，滑车安装在滑轨上，并且滑车与传动带固定连接，传动带两端安装在传动轮上，传动轮连接驱动装置，滑轨安装在支座上。
驱动装置通过传动带带动滑车上下运动，从而带动与滑车相连接的并联臂上下运动，再带动打印头精确移动，将材料准确的挤出到规定位置，并最终形成要打印的物体。挤出机构的主要作用是在控制电路的控制下，精确的将所需要的半流体打印耗材送入打印头。
所述的滑轨竖直安装在支座上，并且滑轨设置为三根，呈三角形分布。方便控制，节省空间。
所述的挤出机构包括底板，底板上设置锁具，锁具内安装料筒，料筒一端为出料口，料筒内部设置活塞，活塞连接推进筒，推进筒设置内螺纹，并通过内螺纹连接螺杆，螺杆连接蜗杆，蜗杆与蜗轮啮合，蜗轮连接电机。电机在主控板的控制下提供动力，并通过蜗轮蜗杆装置精确的将动力传送给螺杆，螺杆转动，带动推进筒前进，并带动料筒内的活塞向前运动，料筒本身由于锁具的固定作用是不动的，因此料筒内动的半流体材料就会被挤压，从出料口流出，进入进料管，然后经过进料管进入打印头，最终打印成作品。通过设置螺纹，将旋转运动变成直线运动，将半流体挤出，结构简单合理，容易实现。
所述的料筒设置为圆柱形料筒，锁具对应料筒设置为两个圆弧形锁夹，两圆弧形锁夹的端部均设置连接孔。方便固定，便于将料筒安装和取下。
所述的打印头包括打印头主体，打印头主体底部设置喷嘴，喷嘴顶部连接进料管，进料管和打印头主体之间设置快接头，快接头套在进料管的外周，打印头主体的外周分布有并联臂接头，并联臂接头通过关节轴承与并联臂相连，进料管连接挤出机构出料口。结构简单，容易制作；本发明设计到的层堆叠成型3D打印机喷头可以打印半流质材料，在打印过程中不需要加温。喷嘴本身可以根据需要设计不同的口径。并联臂连接在打印头主体的外周，可控制打印机喷头不同方向的打印，使用关节轴承，实现多方位转动连接。
所述的喷嘴内设置特氟龙管，特氟龙管顶部连接进料管。具有方便与打印机进料管进行连接，坚固耐用，流体内阻小等优点。
所述的打印头主体设置为圆形主体，圆形主体外周均匀分布并联臂接头，并联臂接头内部为空心结构。方便多方位与并联臂连接，控制多个方向的运动，打印成型种类丰富。
所述的传动带设置为同步带，传动轮设置为同步带轮，同步带轮上下布置，底部的同步带轮连接驱动装置，驱动装置设置为驱动电机。
所述的滑车设置为矩形，滑车在与滑轨连接处设置滚轮，滚轮分别安装在滑车边角处。
本发明的有益效果是：
结构合理，便于操作；可在无需加热的条件下打印半流体状态的物料，便于打印，节约成本，成型方便，成型种类容易控制及操作。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1中挤出机构的结构示意图。
图3是图2中锁具的左视结构示意图。
图4是打印头的结构示意图。
图5是图4中打印头主体的俯视结构示意图。
图中：1、滑轨 2、滑车 3、关节轴承 4、传动带 5、传动轮 6、驱动装置 7、支座 8、打印平台 9、打印头 10、并联臂 11、进料管 12、挤出机构 13、出料口 14、锁具 15、料筒 16、活塞 17、推进筒 18、螺杆 19、蜗杆 20、电机 21、蜗轮 22、打印头主体 23、喷嘴 24、特氟龙管 25、快接头 26、并联臂接头 27、底板。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述：
如图1～图5所示，本发明所述的3D打印机，包括支座7，支座7上设置打印平台8，打印平台8上方设置打印头9，打印头9顶部连接挤出机构12，打印头9外周通过关节轴承3分别连接并联臂10，并联臂10的另一端分别通过关节轴承3与滑车2连接，滑车2安装在滑轨1上，并且滑车2与传动带4固定连接，传动带4两端安装在传动轮5上，传动轮5连接驱动装置6，滑轨1安装在支座7上。并联臂10设置为两个，每边两条，共六条，滑轨1竖直安装在支座7上，并且滑轨1设置为三根，呈三角形分布。挤出机构12包括底板27，底板27上设置锁具14，锁具14内安装料筒15，料筒15一端为出料口13，料筒15内部设置活塞16，活塞16连接推进筒17，推进筒17设置内螺纹，并通过内螺纹连接螺杆18，螺杆18连接蜗杆19，蜗杆19与蜗轮21啮合，蜗轮21连接电机20。料筒15设置为圆柱形料筒，锁具14对应料筒15设置为两个圆弧形锁夹，两圆弧形锁夹的端部均设置连接孔。打印头9包括打印头主体22，打印头主体22底部设置喷嘴23，喷嘴23顶部连接进料管11，进料管11和打印头主体22之间设置快接头25，快接头25套在进料管11的外周，打印头主体22的外周分布有并联臂接头26，并联臂接头26通过关节轴承3与并联臂10相连，进料管11连接挤出机构12的出料口13。喷嘴23内设置特氟龙管24，特氟龙管24顶部连接进料管11。打印头主体22设置为圆形主体，圆形主体外周均匀分布并联臂接头26，并联臂接头26内部为空心结构。传动带4设置为同步带，传动轮5设置为同步带轮，同步带轮上下布置，底部的同步带轮连接驱动装置6，驱动装置6设置为驱动电机。滑车2设置为矩形，滑车2在与滑轨1连接处设置滚轮，滚轮分别安装在滑车2边角处。
工作过程：
驱动装置6通过传动带4带动滑车2上下运动，从而带动与滑车2相连接的并联臂10上下运动，再带动打印头9精确移动，将材料准确的挤出到规定位置，并最终形成要打印的物体。挤出机构12的主要作用是在控制电路的控制下，精确的将所需要的半流体打印耗材送入打印头9。
挤出机构12的工作过程：电机20在主控板的控制下提供动力，并通过蜗轮蜗杆装置精确的将动力传送给螺杆18，螺杆18转动，带动推进筒17前进，并带动料筒15内的活塞16向前运动，料筒15本身由于锁具14的固定作用是不动的，因此料筒15内动的半流体材料就会被挤压，从出料口13流出，进入进料管11，然后经过进料管11进入喷嘴23，最终打印成作品。
打印头9的工作过程：打印头主体22通过关节轴承3与打印机的并联臂10相连接，并联臂10另一端连接到打印机的滑车2上。滑车2运动通过并联臂10最终带动打印头9产生运动。打印材料通过进料管11输送到喷嘴23中，当打印头主体22运动时，喷嘴23喷出原料，最终成型物体。

Claims (9)

1.一种3D打印机，其特征在于：包括支座(7)，支座(7)上设置打印平台(8)，打印平台(8)上方设置打印头(9)，打印头(9)顶部连接挤出机构(12)，打印头(9)外周通过关节轴承(3)分别连接并联臂(10)，并联臂(10)的另一端分别通过关节轴承(3)与滑车(2)连接，滑车(2)安装在滑轨(1)上，并且滑车(2)与传动带(4)固定连接，传动带(4)两端安装在传动轮(5)上，传动轮(5)连接驱动装置(6)，滑轨(1)安装在支座(7)上。
2.根据权利要求1所述的3D打印机，其特征在于：滑轨(1)竖直安装在支座(7)上，并且滑轨(1)设置为三根，呈三角形分布。
3.根据权利要求1所述的3D打印机，其特征在于：挤出机构(12)包括底板(27)，底板(27)上设置锁具(14)，锁具(14)内安装料筒(15)，料筒(15)一端为出料口(13)，料筒(15)内部设置活塞(16)，活塞(16)连接推进筒(17)，推进筒(17)设置内螺纹，并通过内螺纹连接螺杆(18)，螺杆(18)连接蜗杆(19)，蜗杆(19)与蜗轮(21)啮合，蜗轮(21)连接电机(20)。
4.根据权利要求3所述的3D打印机，其特征在于：料筒(15)设置为圆柱形料筒，锁具(14)对应料筒(15)设置为两个圆弧形锁夹，两圆弧形锁夹的端部均设置连接孔。
5.根据权利要求1、2或3所述的3D打印机，其特征在于：打印头(9)包括打印头主体(22)，打印头主体(22)底部设置喷嘴(23)，喷嘴(23)顶部连接进料管(11)，进料管(11)和打印头主体(22)之间设置快接头(25)，快接头(25)套在进料管(11)的外周，打印头主体(22)的外周分布有并联臂接头(26)，并联臂接头(26)通过关节轴承(3)与并联臂(10)相连，进料管(11)连接挤出机构(12)的出料口(13)。
6.根据权利要求5所述的3D打印机，其特征在于：喷嘴(23)内设置特氟龙管(24)，特氟龙管(24)顶部连接进料管(11)。
7.根据权利要求5所述的3D打印机，其特征在于：打印头主体(22)设置为圆形主体，圆形主体外周均匀分布并联臂接头(26)，并联臂接头(26)内部为空心结构。
8.根据权利要求1所述的3D打印机，其特征在于：传动带(4)设置为同步带，传动轮(5)设置为同步带轮，同步带轮上下布置，底部的同步带轮连接驱动装置(6)，驱动装置(6)设置为驱动电机。
9.根据权利要求1所述的3D打印机，其特征在于：滑车设置为矩形，滑车(2)在与滑轨(1)连接处设置滚轮，滚轮分别安装在滑车(2)边角处。
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