CN107738443A - 一种3d打印机 - Google Patents

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丁超
黄健鹏
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    • B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • H—ELECTRICITY
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    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
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Abstract

本发明公开了一种3D打印机，它包括基座、固定机构，滑动连接于所述固定机构上的三维运动机构，所述三维运动机构包括水平移动的X/Y轴滑动导轨、X/Y轴驱动机构以及垂直移动的Z轴滑动导轨和Z轴驱动机构，Z轴滑动导轨下方安装有第一旋转机构，所述第一旋转机构的下方连接有打印喷头，在打印喷头下方设置有打印台，所述打印台的下方设置有至少三个直线伸缩电机，所述直线伸缩电机的顶端通过球头与打印台铰链，其下端直接固定在旋转板上，旋转板的下方固定有一旋转杆，旋转杆穿过基座表面后固定在基座内部的第二旋转机构上。本发明的可以360°任意调整打印平台及需要被打印的面，且打印喷头的方向是可调的，从而最大程度地扩展了二次打印的空间和面。

Description

一种3D打印机
技术领域
本发明属于3D打印设备技术领域，尤其涉及一种用于打印电极浆料的3D打印机。
背景技术
3D打印(3D printing)技术又称三维打印技术，是一种以数字模型文件为基础，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技术。它无需机械加工或任何模具，就能直接从计算机图形数据中生成任何形状的零件，从而极大地缩短产品的研制周期，提高生产率和降低生产成本。
随着3D打印技术的日益完善，3D打印技术已广泛应用于军事、电子、医学、生物、新能源等领域，尤其是新型3D打印集成锂离子电池的出现，有效实现了锂离子电池阴阳极及其封装***的有效集成，大大提高了电池电极材料中活性物质的比例，缩短了锂离子电池充放电过程中的迁移距离，提高了锂离子的扩散速率和迁移率。
锂离子电池的打印工艺一般属于二次打印工艺，即在已成型的基体上打印锂离子电池正/负极浆料。然而，现有的3D打印机使用时打印喷头固定在3D打印机的机械组件上，机械组件上设有X轴导轨、Y导轨，通过3D打印机的移动控制装置控制打印喷头在X轴导轨及Y轴导轨上移动，从而使打印材料连续地沉积多个横截面层，逐层打印、层层叠加，最终打印出完整的实物。但上述结构3D打印机打印空间有限，不适宜对已成型的产品进行二次打印。此外，锂离子电池正/负极材料一般以浆料的形式进行打印，打印过程中结构易发生坍塌，浆料缩水干燥时间过长，打印速度慢，效率低。
发明内容
本发明对现有的3D打印机进行改进，用以解决现有的3D打印机不适宜对已成型产品进行二次打印、打印效率低、成型效果差的技术问题。
为了达到上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种3D打印机，包括基座、固定机构，滑动连接于所述固定机构上的三维运动机构，所述三维运动机构包括水平移动的X/Y轴滑动导轨、X/Y轴驱动机构以及垂直移动的Z轴滑动导轨和Z轴驱动机构，Z轴滑动导轨下方安装有第一旋转机构，所述第一旋转机构的下方连接有打印喷头，在打印喷头下方设置有打印台，所述打印台的下方设置有至少三个直线伸缩电机，所述直线伸缩电机的顶端通过球头与打印台铰链，其下端直接固定在旋转板上，旋转板的下方固定有一旋转杆，旋转杆穿过基座表面后固定在基座内部的第二旋转机构上。
作为本发明改进的技术方案，所述旋转机构包括驱动电机、主动轮和从动轮，所述主动轮受驱动电机的驱使发生转动，所述从动轮在驱动电机的带动下发生转动。
作为本发明进一步改进的技术方案，所述第一驱动机构的主动轮和从动轮的旋转轴心通过连接杆固连在一起，或者所述从动轮的旋转轴心通过一个旋转杆固定在驱动电机表面。
进一步地，所述第一旋转机构的从动轮旋转角度范围为‐90°～90°，其上半部分用于旋转，下半部分用于固定打印喷头。
优选地，所述从动轮的形状为蘑菇型，即上半部分为半圆形，下半部分为连接杆。
优选地，所述连接杆至少为两根。
作为本发明进一步改进的技术方案，所述第二驱动机构的从动轮旋转轴心通过一个旋转杆固定在基座底部或驱动电机表面。
作为本发明改进的技术方案，所述打印喷头为三喷头，中间喷头打印电极浆料，两侧喷头打印支撑材料。
作为本发明改进的技术方案，所述打印喷头的打印后方设置有红外加热灯管。
进一步地，所述红外线加热灯管为红外LED灯珠线性并列而成，LED灯珠的点亮个数可以根据需要进行调节。
作为本发明改进的技术方案，所述固定机构一侧设置有储料罐和打印控制装置，所述储料罐用于储存打印浆料，所示打印控制装置用于控制打印喷头移动、打印及给第一驱动电机、第二驱动电机、直线伸缩电机和红外线加热灯管供电，储料罐和打印喷头之间通过输料管连接在一起，所述打印控制装置通过导线与第一驱动电机、第二驱动电机、直线伸缩电机和红外线加热灯管连接。
有益效果：
本发明通过改变每个直线伸缩电机的高度，可使打印台前后左右任意调整其倾斜角度和倾斜方向。启动第二旋转机构，旋转台带动直线伸缩电机及打印台一起转动，可360°旋转打印台，且本发明的打印喷头可180°左右旋转，即可以通过第一驱动机构、第二驱动机构以及直线伸缩电极的配合，使打印台上放置的待打印基体旋转到最适宜打印的位置。此外，本发明的打印喷头为三喷头，方便打印支撑材料，防止已打印的电极结构发生坍塌；在打印喷头的打印后方设置有红外加热灯管，方便对已打印的浆料和支撑浆料进行加热，加速浆料和支撑浆料的缩水干燥时间，加快打印机的打印效率。
附图说明
图1为本发明的3D打印机的结构示意图；
具体实施方式
为了使本领域的技术人员更清楚明了地理解本发明，现结合说明书附图及具体实施方式，对本发的结构进行详细说明。
如图1所示，本发明的3D打印机，包括基座1、固定机构2，滑动连接于固定机构2上的三维运动机构，三维运动机构包括水平移动的X/Y轴滑动导轨3、X/Y轴驱动机构以及垂直移动的Z轴滑动导轨4和Z轴驱动机构，Z轴滑动导轨4下方安装有第一旋转机构，第一旋转机构的下方连接有打印喷头6。打印喷头6为三喷头，中间喷头打印电极浆料，两侧喷头打印支撑材料。打印喷头6的打印后方设置有红外加热灯管(图中未示出)。红外线加热灯管为红外LED灯珠线性并列而成，并列方向水平垂直于打印喷头6的行走方向。LED灯珠的点亮个数可以根据需要进行调节。
在打印喷头6下方设置有打印台7，打印台7的下方设置有至少三个直线伸缩电机8，直线伸缩电机8的顶端通过球头81与打印台7铰链，其下端直接固定在旋转板9上，旋转板9的下方固定有一旋转杆10，旋转杆10穿过基座1表面后固定在基座1内部的第二旋转机构上。在固定机构2一侧设置有储料罐和打印控制装置(图中未示出)，储料罐用于储存打印浆料，所示打印控制装置用于控制打印喷头6移动、打印及给第一驱动电机、第二驱动电机、直线伸缩电机8和红外线加热灯管供电，储料罐和打印喷头6之间通过输料管连接在一起，打印控制装置通过导线与第一驱动电机、第二驱动电机、直线伸缩电机8和红外线加热灯管连接。
旋转机构的形式可以使一切驱动打印喷头6改变方向的驱动装置以及使旋转杆10发生转动的驱动转轴。在本发明中，旋转机构的具体结构如下：它包括驱动电机(56’)、主动轮(51’、51)和从动轮(52’、52)，主动轮(51’、51)受驱动电机的驱使发生转动，从动轮(52’、52)在主动轮(51’、51)的带动下发生转动。第一驱动机构的主动轮51和从动轮52的旋转轴心通过连接杆53固连在一起，或者从动轮52的旋转轴心通过一个旋转杆固定在驱动电机(图中未示出)表面。从动轮52的旋转角度范围为‐90°～90°，其上半部分用于旋转，下半部分54用于固定打印喷头6。优选地，从动轮的形状为蘑菇型，即上半部分为半圆形，下半部分为连接杆。为了方便固定输料管和导线，所述连接杆至少为两根。第二驱动机构的从动轮52’旋转轴心通过一个旋转杆55’固定在基座1底部或驱动电机56’(当驱动电机56’较大时，图中未示出该种情况)表面。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (10)

1.一种3D打印机，包括基座、固定机构，滑动连接于所述固定机构上的三维运动机构，所述三维运动机构包括水平移动的X/Y轴滑动导轨、X/Y轴驱动机构以及垂直移动的Z轴滑动导轨和Z轴驱动机构，Z轴滑动导轨下方安装有第一旋转机构，所述第一旋转机构的下方连接有打印喷头，在打印喷头下方设置有打印台，所述打印台的下方设置有至少三个直线伸缩电机，所述直线伸缩电机的顶端通过球头与打印台铰链，其下端直接固定在旋转板上，旋转板的下方固定有一旋转杆，旋转杆穿过基座表面后固定在基座内部的第二旋转机构上。
2.根据权利要求1所述的3D打印机，其特征在于：所述旋转机构包括驱动电机、主动轮和从动轮，所述主动轮受驱动电机的驱使发生转动，所述从动轮在驱动电机的带动下发生转动。
3.根据权利要求2所述的3D打印机，其特征在于：所述第一驱动机构的从动轮的旋转轴心通过连接杆与主动轮的旋转轴心固连在一起，或者所述从动轮的旋转轴心通过一个旋转杆固定在驱动电机表面。
4.根据权利要求2所述的3D打印机，其特征在于：所述第一旋转机构的从动轮旋转角度范围为‐90°～90°，其上半部分用于旋转，下半部分用于固定打印喷头。
5.根据权利要求4所述的3D打印机，其特征在于：所述从动轮的形状为蘑菇型，即上半部分为半圆形，下半部分为连接杆。优选地，所述连接杆至少为两根。
6.根据权利要求2所述的3D打印机，其特征在于：所述第二驱动机构的从动轮旋转轴心通过一个旋转杆固定在基座底部或驱动电机表面。
7.根据权利要求1所述的3D打印机，其特征在于：所述打印喷头为三喷头，中间喷头打印电极浆料，两侧喷头打印支撑材料。
8.根据权利要求1所述的3D打印机，其特征在于：所述打印喷头的打印后方设置有红外加热灯管。
9.根据权利要求8所述的3D打印机，其特征在于：所述红外线加热灯管为红外LED灯珠线性并列而成，LED灯珠的点亮个数可以根据需要进行调节。
10.根据权利要求1所述的3D打印机，其特征在于：所述固定机构一侧设置有储料罐和打印控制装置，所述储料罐用于储存打印浆料，所示打印控制装置用于控制打印喷头移动、打印及给第一驱动电机、第二驱动电机、直线伸缩电机供电，储料罐和打印喷头之间通过输料管连接在一起，所述打印控制装置通过导线与第一驱动电机、第二驱动电机、直线伸缩电机连接。
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