CN111497221B - 一种快速去打印支撑的3d打印机 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种快速去打印支撑的3D打印机，其包括机架、打印平台、Y轴驱动机构、X轴驱动机构、安装架、打印喷头、涂抹机构以及停放机构；其中，所述打印平台安装于机架上，其能沿机架竖直升降；所述Y轴驱动机构安装于机架上；所述X轴驱动机构连接于Y轴驱动机构上，并由Y轴驱动机构驱动；所述安装架连接于X轴驱动机构上，并由X轴驱动机构驱动；所述打印喷头、涂抹机构分别安装于安装架上，并随安装架联动；所述停放机构固定于Y轴驱动机构的一侧。本发明具有打印成本低，打印质量好，且快速去除打印支撑等诸多优点。
Description
【技术领域】
本发明涉及一种3D打印机，具体涉及一种快速去打印支撑的3D打印机，属于增材制造技术领域。
【背景技术】
随着增材制造在人们生活中越来越多的使用场景，使用3D打印机进行实体模型的建立，在生活中越来越普遍存在，但随之而来的是目前一些常见的增材制造方式中的问题也凸显出来，如何快速有效的去除打印件本体上的支撑变的越来越重要。
目前去除支撑的方式大体上分为以下几种：
1.使用同一材料之间打印支撑，所有打印完后，只用切割等方式将支撑从模型本身上去除，然后使用砂纸等方式将其打磨平整。
2.使用第二种材料打印支撑或打印支撑和模型本身的接触位置，该材料往往是水溶性的材料等。
上述去除支撑方式往往需要投入一定量的人工，工具，获得的模型表面较差，且需要使用较为昂贵的耗材。
因此，为解决上述技术问题，确有必要提供一种创新的快速去打印支撑的3D打印机，以克服现有技术中的所述缺陷。
【发明内容】
为解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种打印成本低，打印质量好，且快速去打印支撑的3D打印机。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种快速去打印支撑的3D打印机，其包括机架、打印平台、Y轴驱动机构、X轴驱动机构、安装架、打印喷头、涂抹机构以及停放机构；其中，所述打印平台安装于机架上，其能沿机架竖直升降；所述Y轴驱动机构安装于机架上；所述X轴驱动机构连接于Y轴驱动机构上，并由Y轴驱动机构驱动；所述安装架连接于X轴驱动机构上，并由X轴驱动机构驱动；所述打印喷头、涂抹机构分别安装于安装架上，并随安装架联动；所述停放机构固定于Y轴驱动机构的一侧。
本发明的快速去打印支撑的3D打印机进一步设置为：所述涂抹机构包括执行电机、驱动齿轮、被动齿条、导向滚轮以及记号笔；所述执行电机安装于安装架上，其连接并驱动驱动齿轮转动；所述驱动齿轮和被动齿条相啮合，并驱动被动齿条；所述导向滚轮枢接于安装架上；所述记号笔抵接于被动齿条和导向滚轮之间，并由被动齿条驱动而能沿竖直方向升降。
本发明的快速去打印支撑的3D打印机进一步设置为：所述记号笔能由毛刷、吸管或者蘸取机构替代。
本发明的快速去打印支撑的3D打印机进一步设置为：所述导向滚轮设置有至少两个，各导向滚轮上设有一圈导引槽，所述导引槽卡持记号笔。
本发明的快速去打印支撑的3D打印机进一步设置为：所述停放机构包括一限位座，所述限位座上开设有一空腔以及位于空腔上方的U型槽；所述空腔内放置有一笔盖；所述记号笔的头部能***笔盖，使笔盖盖于记号笔上。
本发明的快速去打印支撑的3D打印机进一步设置为：所述笔盖的直径大于U型槽的宽度，使U型槽能止挡笔盖，使记号笔从笔盖中拔出。
本发明的快速去打印支撑的3D打印机进一步设置为：所述笔盖能由蘸料槽替代。
本发明的快速去打印支撑的3D打印机进一步设置为：所述Y轴驱动机构呈对称设置，其包括支撑架、Y轴驱动电机、Y轴传动皮带以及Y轴驱动块；所述支撑架水平安装于机架上，其上安装有所述Y轴驱动电机；所述Y轴驱动电机连接并驱动Y轴传动皮带；所述Y轴驱动块固接于Y轴传动皮带上，并随Y轴传动皮带联动。
本发明的快速去打印支撑的3D打印机进一步设置为：所述X轴驱动机构包括导轨、X轴驱动电机、X轴传动皮带以及滑块；所述导轨安装于Y轴驱动块之间，并由Y轴驱动块驱动；所述X轴驱动电机固定于其中一Y轴驱动块上；所述X轴驱动电机连接并驱动X轴传动皮带；所述安装架固接于Y轴传动皮带上，并随X轴传动皮带联动；所述滑块安装于安装架上，其和导轨相配合，并沿导轨移动。
本发明的快速去打印支撑的3D打印机还设置为：所述打印平台通过一升降机构安装于机架上，所述升降机构包括丝杆电机、丝杆、竖直导轨以及竖向滑块；所述丝杆电机安装于机架的底部；所述丝杆呈竖直设置，其由丝杆电机驱动而转动；所述打印平台和丝杆相螺接，通过丝杆转而驱动打印平台升降；所述竖直导轨呈竖直状态安装于机架上；所述竖向滑块安装于打印平台的四角，其能沿竖直导轨移动。
与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：
1.本发明的快速去打印支撑的3D打印机通过在支撑上涂抹油墨，无需额外的机械工具即可去除支撑，同时避免使用较为昂贵的水溶性等材料，也不污染水资源，去除的支撑可以二次使用，再次熔融后形成可再次打印的耗材或其他产品。
2.本发明的快速去打印支撑的3D打印机通过涂抹机构和停放机构配合使用，从而实现打印和涂抹动相互切换，且互不干扰。
3.本发明的快速去打印支撑的3D打印机通过X、Y轴驱动机构实现打印喷头的X和Y向移动，Z轴驱动机构实现打印平台的Z向移动，使打印喷头和打印平台由不同机构驱动，稳定性大大提高。
【附图说明】
图1是本发明的快速去打印支撑的3D打印机的立体图。
图2是本发明的快速去打印支撑的3D打印机的局部立体图。
图3是图1中打印喷头和涂抹机构的立体图。
【具体实施方式】
请参阅说明书附图1至附图3所示，其为本发明的一种快速去打印支撑的3D打印机，该打印机由机架1、打印平台2、Y轴驱动机构3、X轴驱动机构4、安装架5、打印喷头6、涂抹机构7以及停放机构8等几部分装配而成。
其中，所述打印平台2安装于机架1上，其呈水平设置，并能沿机架1竖直升降。在本实施方式中，由于升降Y轴驱动机构3、X轴驱动机构4的体积大，升降Y轴驱动机构3、X轴驱动机构4的难度较大，因此，打印平台2通过一Z轴驱动机构9安装于机架1上，通过Z轴驱动机构9驱动打印平台2升降。
所述Z轴驱动机构9由丝杆电机91、丝杆92、竖直导轨93以及竖向滑块94等几部分组成。所述丝杆电机91安装于机架1的底部。所述丝杆92呈竖直设置，其由丝杆电机91驱动而转动。所述打印平台2和丝杆92相螺接，通过丝杆92转动而驱动打印平台1升降。所述竖直导轨93呈竖直状态安装于机架1上。所述竖向滑块94安装于打印平台2的四角，其能沿竖直导轨93移动，通过竖直导轨93和竖向滑块94的导向，实现打印平台1的平稳升降。
所述Y轴驱动机构3安装于机架1的上部。所述X轴驱动机构4连接于Y轴驱动机构3上，并由Y轴驱动机构3驱动。具体的说，所述Y轴驱动机构3呈对称设置，其由支撑架31、Y轴驱动电机32、Y轴传动皮带33以及Y轴驱动块34等几部分组成。
所述支撑架31水平安装于机架1上，其上安装有所述Y轴驱动电机32。所述Y轴驱动电机32连接并驱动Y轴传动皮带33。所述Y轴驱动块34固接于Y轴传动皮带33上，并随Y轴传动皮带33联动。所述Y轴驱动块34进一步支撑于支撑架31上。
所述支撑架31的中央设有一通孔35；所述打印平台1在初始状态时嵌入通孔35中，以便于确定初始面基准。
所述Y轴驱动机构3的工作原理如下：Y轴驱动电机32转动，驱动Y轴传动皮带33移动，Y轴传动皮带33带动固接于其上的Y轴驱动块34沿Y轴方向直线移动。当然，所述Y轴传动皮带33能替换为丝杆，通过丝杆和Y轴驱动块34相啮合，来实现Y轴驱动块34沿Y轴方向直线移动。
所述X轴驱动机构4由导轨41、X轴驱动电机42、X轴传动皮带43以及滑块44等几部分组成。所述导轨41安装于Y轴驱动块34之间，并由Y轴驱动块34驱动而沿Y轴方向移动。所述X轴驱动电机42固定于其中一Y轴驱动块34上，其连接并驱动X轴传动皮带43。所述安装架5固接于X轴传动皮带43上，并随X轴传动皮带43联动。所述滑块44安装于安装架5上，其和导轨41相配合，并沿导轨41移动。
所述X轴驱动机构4的工作原理如下：Y轴驱动块34带动整个X轴驱动机构4沿Y轴方向直线移动。同时，X轴驱动电机42驱动X轴传动皮带43，X轴传动皮带43带动固接于其上的安装架5沿X轴方向直线移动。当然，所述X轴传动皮带43能替换为丝杆，通过丝杆和安装架5相啮合，来实现安装架5沿X轴方向直线移动。
所述安装架5连接于X轴驱动机构4上，并由X轴驱动机构4和Y轴驱动机构3协同驱动。所述打印喷头6、涂抹机构7分别安装于安装架5上，并随安装架5联动。所述安装架5上安装有Z轴感应开关51，所述Z轴感应开关51和打印平台2相对设置，以探测打印平台2和打印喷头6之间的间距。
所述涂抹机构7用于将油墨涂覆于打印支撑的表面，其由执行电机71、驱动齿轮72、被动齿条73、导向滚轮74以及记号笔75等几部分组成。所述执行电机71安装于安装架5上，其连接并驱动驱动齿轮72转动。所述驱动齿轮72和被动齿条73相啮合，并驱动被动齿条73。所述导向滚轮74枢接于安装架5上。在本实施方式中，所述导向滚轮74设置有至少两个，各导向滚轮74上设有一圈导引槽76，所述导引槽76卡持记号笔75，从而限位记号笔75。所述记号笔75抵接于被动齿条73和导向滚轮74之间，并由被动齿条73驱动而能沿竖直方向升降。所述记号笔75能由毛刷、吸管或者蘸取机构替代，以现实多样化的涂抹要求。
所述停放机构8固定于Y轴驱动机构3的支撑架31一侧，其包括一限位座81，所述限位座81上开设有一空腔82以及位于空腔82上方的U型槽83。所述空腔82内放置有一笔盖84；所述记号笔75的头部能***笔盖84，使笔盖84盖于记号笔75上。当然，所述笔盖84能由蘸料槽替代，以配合涂抹机构7的毛刷、吸管或者蘸取机构使用。
进一步的，所述笔盖84的直径大于U型槽83的宽度，使U型槽83能止挡笔盖，使记号笔75能从笔盖84中拔出。
所述涂抹机构7和停放机构8的工作原理如下：当打印支撑由打印喷头6打印完毕后，Y轴驱动机构3、X轴驱动机构4驱动涂抹机构7向停放机构8运动，使记号笔75的笔盖84进入空腔82。之后启动执行电机71，执行电机71依次联动驱动齿轮72、被动齿条73，被动齿条73带动记号笔75抬升，而笔盖84被型槽83止挡，使记号笔75拔出。涂抹机构7再有Y轴驱动机构3、X轴驱动机构4带动至打印支撑的涂抹位置，与此同时。执行电机71带动记号笔75下降，从而对打印支撑进行涂抹。涂抹完毕后，在将记号笔75待会至停放机构8中，并盖好笔盖84。
采用上述3D打印机进行3D打印的方法如下：
1)，利用计算机辅助建模软件建立模型，并以OBJ/STL等格式保存。
2)，将上述零件模型导入切片软件中，识别需要添加的支撑位，提取支撑与接触位信息并标志相关位置，生成总体切片文件，并根据模型情况，设置打印机相关涂抹耗材、涂抹方式和涂抹厚度参数。总体切片文件使用数据线；网络、移动存储等方式将数据发送至打印机，打印机解析动作命令，执行正常打印流程。涂抹耗材包括但不限定纺织油墨、染料、挥发性油漆。
3)，打印软件识别到相关位置代码，通过控制X、Y驱动机构4、3，将涂抹机构7移动至相关停机位，通过停放机构8打开涂抹机构7，完成打开后，根据切片文件规划的路径对打印支撑表面进行涂抹。
4)，完成涂抹后，返回涂抹机构7至停机位，关闭涂抹机构7。
5)，X、Y驱动机构4、3将打印喷头6复位至打印位置，继续执行打印任务。
6)，打印完成之后，将零件和支撑从打印平台2快速剥落，支撑与零件之间即可自然分离。
以上的具体实施方式仅为本创作的较佳实施例，并不用以限制本创作，凡在本创作的精神及原则之内所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本创作的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种快速去打印支撑的3D打印机，其特征在于：包括机架、打印平台、Y轴驱动机构、X轴驱动机构、安装架、打印喷头、涂抹机构以及停放机构；其中，所述打印平台安装于机架上，其能沿机架竖直升降；所述Y轴驱动机构安装于机架上；所述X轴驱动机构连接于Y轴驱动机构上，并由Y轴驱动机构驱动；所述安装架连接于X轴驱动机构上，并由X轴驱动机构驱动；所述打印喷头、涂抹机构分别安装于安装架上，并随安装架联动；所述停放机构固定于Y轴驱动机构的一侧；
所述涂抹机构包括执行电机、驱动齿轮、被动齿条、导向滚轮以及记号笔；所述执行电机安装于安装架上，其连接并驱动驱动齿轮转动；所述驱动齿轮和被动齿条相啮合，并驱动被动齿条；所述导向滚轮枢接于安装架上；所述记号笔抵接于被动齿条和导向滚轮之间，并由被动齿条驱动而能沿竖直方向升降；
所述停放机构包括一限位座，所述限位座上开设有一空腔以及位于空腔上方的U型槽；所述空腔内放置有一笔盖；所述记号笔的头部能***笔盖，使笔盖盖于记号笔上；所述笔盖的直径大于U型槽的宽度，使U型槽能止挡笔盖，使记号笔从笔盖中拔出。
2.如权利要求1所述的快速去打印支撑的3D打印机，其特征在于：所述记号笔能由毛刷、吸管或者蘸取机构替代。
3.如权利要求1所述的快速去打印支撑的3D打印机，其特征在于：所述导向滚轮设置有至少两个，各导向滚轮上设有一圈导引槽，所述导引槽卡持记号笔。
4.如权利要求1所述的快速去打印支撑的3D打印机，其特征在于：所述笔盖能由蘸料槽替代。
5.如权利要求1所述的快速去打印支撑的3D打印机，其特征在于：所述Y轴驱动机构呈对称设置，其包括支撑架、Y轴驱动电机、Y轴传动皮带以及Y轴驱动块；所述支撑架水平安装于机架上，其上安装有所述Y轴驱动电机；所述Y轴驱动电机连接并驱动Y轴传动皮带；所述Y轴驱动块固接于Y轴传动皮带上，并随Y轴传动皮带联动。
6.如权利要求5所述的快速去打印支撑的3D打印机，其特征在于：所述X轴驱动机构包括导轨、X轴驱动电机、X轴传动皮带以及滑块；所述导轨安装于Y轴驱动块之间，并由Y轴驱动块驱动；所述X轴驱动电机固定于其中一Y轴驱动块上；所述X轴驱动电机连接并驱动X轴传动皮带；所述安装架固接于X轴传动皮带上，并随X轴传动皮带联动；所述滑块安装于安装架上，其和导轨相配合，并沿导轨移动。
7.如权利要求5所述的快速去打印支撑的3D打印机，其特征在于：所述打印平台通过一升降机构安装于机架上，所述升降机构包括丝杆电机、丝杆、竖直导轨以及竖向滑块；所述丝杆电机安装于机架的底部；所述丝杆呈竖直设置，其由丝杆电机驱动而转动；所述打印平台和丝杆相螺接，通过丝杆转动而驱动打印平台升降；所述竖直导轨呈竖直状态安装于机架上；所述竖向滑块安装于打印平台的四角，其能沿竖直导轨移动。
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