CN204658948U - 一种基于笛卡尔坐标结构的3d打印机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于笛卡尔坐标结构的3D打印机，包括：打印机平台面板自定位结构，其安装在打印机的中部，打印机平台面板通过三个固定件的卡槽卡紧；XY轴笛卡尔坐标运动结构，其安装在打印机的上部，由X轴电机、第一同步带、Y轴电机、第二同步带和横轴组成；挤出头组件，其安装在XY轴笛卡尔坐标运动结构的横轴上，由送丝对轮、压线材、调心块、弹簧和固定物组成，送丝对轮包括一个主动轮和一个被动轮。本实用新型的有益效果：解决3D打印机的送丝轮滑丝问题、打印机平台面板调平问题和打印物品速度慢问题，大幅提高3D打印机的效率和所打印物品的质量。

Description

一种基于笛卡尔坐标结构的3D打印机

技术领域

本实用新型涉及快速成型技术领域，具体涉及一种基于笛卡尔坐标结构的3D打印机。

背景技术

3D打印机，即快速成型技术的一种机器，它是一种以数字模型为基础，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。过去其常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，现在逐渐用于一些产品的直接制造。现有理论上坐标主要包括两种：极坐标和笛卡尔坐标。其中，基于极坐标开发的3D打印机，设备应用范围有限，加工制造成本较高，软件开发投入较大，不利于推广。基于极坐标开发的3D打印机，设备应用范围较广，便于加工制造，制造成本低廉，推广较为方便。现在主流的3D打印技术主要包括四种：光固化成型，三维粉末粘接，选择性激光烧结，熔融沉积快速成型。其中，基于光固化成型技术、三维粉末粘接技术和选择性激光烧结技术的3D打印机精度比较高，适用材料也较广泛，往往需要较的大功率，技术比较复杂，设备成本、维护成本和材料成本都比较高，所以应用范围都集中在高端制造领域。基于笛卡尔坐标开发的3D打印机，主要采用熔融沉积快速成型(FDM)又叫熔丝成型，它是将丝状热融性材料加热融化，通过带有一个微细喷嘴的喷头挤喷出来。热融性材料融化后从喷头喷出，沉积在打印工作台面板或者前一层已固化的材料上，温度低于固化温度后开始固化，通过材料的层层堆积形成最终成品。DM技术优势在于制造简便，运行维护成本较低，但是目前基于FDM技术的3D打印机普遍存在以下三个方面的缺陷，影响打印机的打印效率和所打印物品的质量。

1.送丝轮滑丝的问题。

基于笛卡尔坐标结构3D打印机，需要将丝状的打印材料(熔丝)通过送丝机构经导丝管送到加热部件使其融化后由喷嘴喷出。通常的送丝机构对轮的间距是固定的，经过一定时间使用，固定件容易产生松动，对轮的间距产生变化，存在不方便换丝和产生滑丝现象的缺陷。

2.打印机平台面板调平问题。

基于笛卡尔坐标结构3D打印机，通过挤出头挤出的丝材，按照程序指定的轨迹运动，同时在平台上打印所设计的物品。打印机平台面板水平调整，主要靠四个弹性物体加螺栓调整，现有的方式会造成平台面板左右偏移、前后滑动和平台面板不水平的问题。

3.打印物品速度慢问题。

基于笛卡尔坐标结构3D打印机，X轴电机通过联轴器把转动传递给丝杠，丝杠转动促使螺母也发生相对旋转，旋转的同时螺母产生直线运动的分力，螺母直线运动带动挤出头在X轴方向发生左右往复运动；Y轴电机通过联轴器把转动传递给丝杠，丝杠转动促使螺母也发生相对旋转，旋转的同时螺母产生直线运动的分力，螺母直线运动带动挤出头在Y轴方向发生前后往复运动，这种结构方式会造成打印速度较慢的问题。

实用新型内容

针对上述问题中存在的不足之处，本实用新型提供一种解决3D打印机的送丝轮滑丝问题、打印机平台面板调平问题和打印物品速度慢问题的基于笛卡尔坐标结构3D打印机。

为实现上述目的，本实用新型提供一种基于笛卡尔坐标结构的3D打印机，包括：

打印机平台面板自定位结构，其安装在打印机的中部，打印机平台面板的左边设有第一固定件，所述第一固定件设有第一卡槽，所述打印机平台面板的右边设有第二固定件，所述第二固定件设有第二卡槽，所述打印机平台面板的后边设有第三固定件，所述第三固定件设有第三卡槽，所述打印机平台面板通过所述第一卡槽、所述第二卡槽和所述第三卡槽卡紧；

XY轴笛卡尔坐标运动结构，其安装在打印机的上部，由X轴电机、第一同步带、Y轴电机、第二同步带和横轴组成；

挤出头组件，其安装在所述XY轴笛卡尔坐标运动结构的所述横轴上，由送丝对轮、压线材、调心块、弹簧和固定物组成，所述送丝对轮包括一个主动轮和一个被动轮，所述主动轮支架上连接所述弹簧的一端，所述弹簧的另一端连接在所述挤出头组件的固定物上，所述压线材安装在所述主动轮和所述被动轮之间，所述被动轮的外缘通过所述弹簧的作用力与所述主动轮的外缘接触，所述弹簧的作用力作用在所述调心块上，所述调心块发生偏转时带动所述主动轮发生偏转，所述主动轮可带动所述被动轮按压所述压线材；

其中，所述X轴电机通过所述第一同步带带动所述挤出头组件左右往复运动，所述Y轴电机通过所述第二同步带将转动传递给所述横轴，所述横轴通过所述第二同步带带动所述挤出头组件前后往复运动。

作为本实用新型进一步改进，所述横轴的轴线、所述X轴电机的轴线和所述Y轴电机的轴线在一个平面上。

作为本实用新型优选的，所述打印机平台面板自定位结构采用聚甲醛材料制成。

作为本实用新型优选的，所述非金属材料采用聚四氟乙烯。

作为本实用新型优选的，所述横轴由合金钢制成，所述合金钢表面镀铬。

本实用新型的有益效果为：

1、通过采用对熔丝有压紧功能的送丝对轮解决送丝轮滑丝问题；

2、采用由金属管与非金属管组成的复合导丝管解决堵塞问题；

3、采用打印机平台面板自定位结构解决了平台调平问题；

4、采用XY轴根据笛卡尔坐标往复运动的结构，大幅提高基于笛卡尔坐标结构3D打印机的打印效率、简化机器使用难度和提升所打印物品的质量。

附图说明

图1为本实用新型一种基于笛卡尔坐标结构3D打印机的整体结构示意图。

图2为本实用新型一种基于笛卡尔坐标结构3D打印机的挤出头组件示意图。

图3为本实用新型一种基于笛卡尔坐标结构3D打印机的打印机平台面板自定位结构示意图。

图4为本实用新型一种基于笛卡尔坐标结构3D打印机的XY轴笛卡尔坐标运动结构示意图。

图中：1、挤出头组件；2、打印机平台面板自定位结构；3、XY轴笛卡尔坐标运动结构；101、被动轮；102、主动轮；103、弹簧；104、压线材；105、调心块；106、固定物；201、第一固定件；202、第二固定件；203、第三固定件；301、X轴电机；302、第一同步带；303、Y轴电机；304、第二同步带；305、横轴。

具体实施方式

如图1-4所示，本实用新型实施例所述的一种基于笛卡尔坐标结构3D打印机，包括：

打印机平台面板自定位结构2，其安装在打印机的中部，打印机平台面板的左边设有第一固定件201，所述第一固定件201设有第一卡槽，所述打印机平台面板的右边设有第二固定件202，所述第二固定件202设有第二卡槽，所述打印机平台面板的后边设有第三固定件203，所述第三固定件203设有第三卡槽，所述打印机平台面板通过所述第一卡槽、所述第二卡槽和所述第三卡槽卡紧。

XY轴笛卡尔坐标运动结构3，其由X轴电机301、第一同步带302、Y轴电机303、第二同步带304和横轴305组成。

挤出头组件1，其安装在XY轴笛卡尔坐标运动结构3的横轴305上，由送丝对轮、压线材104、调心块105、固定物106和弹簧103组成，送丝对轮包括一个主动轮102和一个被动轮101，主动轮102支架上连接弹簧103的一端，弹簧103的另一端连接在所述挤出头组件1的固定物106上，压线材104安装在主动轮102和所述被动轮101之间，被动轮101的外缘通过所述弹簧103的作用力与主动轮102的外缘接触，弹簧103的作用力作用在调心块105上，调心块105发生偏转时带动主动轮102发生偏转，主动轮102可带动被动轮101按压压线材104。

打印机平台面板自定位结构2聚甲醛材料制成。

横轴305的轴线、X轴电机301的轴线和Y轴电机303的轴线在一个平面上。

横轴305由合金钢制成，合金钢表面镀铬。

具体使用时：X轴电机301通过第一同步带302带动挤出头组件1左右往复运动，Y轴电机303通过第二同步带304将转动传递给横轴305，横轴305通过第二同步带304带动挤出头组件1前后往复运动。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种基于笛卡尔坐标结构的3D打印机，其特征在于，包括：

打印机平台面板自定位结构(2)，其安装在打印机的中部，打印机平台面板的左边设有第一固定件(201)，所述第一固定件(201)设有第一卡槽，所述打印机平台面板的右边设有第二固定件(202)，所述第二固定件(202)设有第二卡槽，所述打印机平台面板的后边设有第三固定件(203)，所述第三固定件(203)设有第三卡槽，所述打印机平台面板通过所述第一卡槽、所述第二卡槽和所述第三卡槽卡紧；

XY轴笛卡尔坐标运动结构(3)，其安装在打印机的上部，由X轴电机(301)、第一同步带(302)、Y轴电机(303)、第二同步带(304)和横轴(305)组成；

挤出头组件(1)，其安装在所述XY轴笛卡尔坐标运动结构(3)的所述横轴(305)上，由送丝对轮、压线材(104)、调心块(105)、弹簧(103)和固定物(106)组成，所述送丝对轮包括一个主动轮(102)和一个被动轮(101)，所述主动轮(102)支架上连接所述弹簧(103)的一端，所述弹簧(103)的另一端连接在所述挤出头组件(1)的固定物(106)上，所述压线材(104)安装在所述主动轮(102)和所述被动轮(101)之间，所述被动轮(101)的外缘通过所述弹簧(103)的作用力与所述主动轮(102)的外缘接触，所述弹簧(103)的作用力作用在所述调心块(105)上，所述调心块(105)发生偏转时带动所述主动轮(102)发生偏转，所述主动轮(102)可带动所述被动轮(101)按压所述压线材(104)；

其中，所述X轴电机(301)通过所述第一同步带(302)带动所述挤出头组件(1)左右往复运动，所述Y轴电机(303)通过所述第二同步带(304)将转动传递给所述横轴(305)，所述横轴(305)通过所述第二同步带(304)带动所述挤出头组件(1)前后往复运动。

2.根据权利要求1所述一种基于笛卡尔坐标结构的3D打印机，其特征在于：所述横轴(305)的轴线、所述X轴电机(301)的轴线和所述Y轴电机(303)的轴线在一个平面上。

3.根据权利要求1所述一种基于笛卡尔坐标结构的3D打印机，其特征在于：所述打印机平台面板自定位结构(2)采用聚甲醛材料制成。

4.根据权利要求1所述一种基于笛卡尔坐标结构的3D打印机，其特征在于：所述横轴(305)由合金钢制成，所述合金钢表面镀铬。