CN206048830U - 一种网络化3d打印机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种网络化3D打印机，包括MCU主控模块、加热平台、送料单元和出料单元，其中，所述MCU主控模块通过内部数据总线和扩展板相连，所述出料单元位于加热平台上方，所述出料单元固定在滑块上并通过X轴电机和Y轴电机沿两根垂直分布的光轴移动，所述出料单元以及加热平台由Z轴电机驱动通过丝杆和联轴器进行Z轴平移，所述加热平台的上方设置有摄像头，所述MCU主控模块通过UART接口与路由器控制板连接,所述路由器控制板通过USB接口与摄像头相连。本实用新型在传统3D上集成了路由器控制板和USB摄像头，从而解决传统3D打印机打印时间长，且无人值守，造成耗材浪费等问题。

Description

一种网络化3D打印机

技术领域

本实用新型涉及一种3D打印机，尤其涉及一种网络化3D打印机。

背景技术

3D打印是一种快速成型技术，它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。

3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息***、土木工程、***以及其他领域都有所应用。

现有桌面级3D打印机，一个模型的打印时间一般都比较久，且打印机工作一段时间后，都需要维护。此外，现有桌面级3D打印机容易存在耗材用尽、喷头堵料、模型滑动或断层等异常现象，以至浪费耗材，甚至造成危险。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是提供一种网络化3D打印机，能够远程、实时监视打印机状态，控制打印机动作，避免打印机工作异常，导致的耗材浪费，甚至造成危险。

本实用新型为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种网络化3D打印机，包括MCU主控模块、加热平台、送料单元和出料单元，其中，所述MCU主控模块通过内部数据总线和扩展板相连，所述出料单元位于加热平台上方，所述出料单元固定在滑块上并通过X轴电机和Y轴电机沿两根垂直分布的光轴移动，所述出料单元以及加热平台由Z轴电机驱动通过丝杆和联轴器进行Z轴平移，所述加热平台的上方设置有摄像头，所述MCU主控模块通过UART接口与路由器控制板连接,所述路由器控制板通过USB接口与摄像头相连。

上述的网络化3D打印机，其中，所述摄像头通过具有转轴的固定座安装在主壳体上，所述主壳体上设置有限位开关，所述加热平台上设置有温度检测装置。

上述的网络化3D打印机，其中，所述MCU主控模块通过内部数据总线和扩展板相连；所述MCU主控模块通过UART接口与路由器控制板连接,所述路由器控制板通过USB接口与摄像头相连，所述MCU主控模块、扩展板和路由器控制板的电源端和电源模块相连。

上述的网络化3D打印机，其中，所述扩展板包含显示屏单元、旋钮和SD卡单元，所述显示屏单元和旋钮固定在亚克力门上，所述亚克力门上设有拉手。

上述的网络化3D打印机，其中，所述MCU主控模块为ATMEGA2560控制板，所述路由器控制板为MT7620核心板。

本实用新型对比现有技术有如下的有益效果：本实用新型提供的网络化3D打印机，在传统3D上集成了路由器控制板和USB摄像头实现远程查看打印机工作状态，MCU主控模块通过UART接口与路由器控制板相连，实现远程控制打印；从而解决传统3D打印机打印时间长，且无人值守，造成耗材浪费等问题。

附图说明

图1为本实用新型的网络化3D打印机的***架构示意图；

图2为本实用新型的网络化3D打印机的机械结构示意图；

图3为本实用新型的智能3D打印机的传动结构示意图；

图4为本实用新型的智能3D打印机的主要零部件在主壳体上分布示意图；

图5为本实用新型的智能3D打印机的摄像头安装结构示意图；

图6为本实用新型的智能3D打印机的打印喷头结构示意图；

图7为本实用新型的智能3D打印机的送料单元结构示意图。

图中：

1 路由器控制板 2 MCU主控模块 3 扩展板

4 摄像头 5 送料电机 6 加热平台

7 限位开关 8 温度检测装置 9 电源模块

10 主壳体 11 送料单元 12 丝杆

13 光轴 14 出料单元 15 滑块

16 亚克力门 17 拉手 18 显示屏单元

19 旋钮 20 显示屏控制板 21 X轴电机

22 Y轴电机 23 Z轴电机 24 联轴器

25 光轴固定座 401 摄像头固定座 402 转轴连接板

403 扭矩转轴 404 转轴固定座 1101 气管接头

1102 第一齿轮 1103 第二齿轮 1104 微型轴承

1105 滚花螺杆 1106 松紧调节推板 1107 底座

1401 分离式喷嘴 1402 加热铜块 1403 铝板固定座

1404 不锈钢固定座 1405 铁氟龙固定座 1406 铁氟龙管

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述。

图1为本实用新型的网络化3D打印机的***架构示意图；图2为本实用新型的网络化3D打印机的机械结构示意图；图3为本实用新型的智能3D打印机的传动结构示意图。

请参见图1、图2和图3，本实用新型提供的网络化3D打印机，包括MCU主控模块2、加热平台6、送料单元11和出料单元14，其中，所述MCU主控模块2通过内部数据总线和扩展板3相连，所述出料单元位于加热平台6上方并可沿X轴和Y轴平移，所述出料单元14以及加热平台6通过丝杆和联轴器进行Z轴平移，所述加热平台6的上方设置有摄像头4，所述MCU主控模块2通过UART接口与路由器控制板1连接,所述路由器控制板1通过USB接口与摄像头4相连。所述出料单元14固定在滑块15上并分别通过X轴电机21和Y轴电机22沿两根垂直分布的光轴13移动实现X轴和Y轴平移。加热平台上设置温度检测装置8、加热模块、加热板和耐高温玻璃板，所述出料单元14以及加热平台6由Z轴电机23驱动通过丝杆12和联轴器24进行Z轴平移。光轴13安装在光轴固定座25中，使加热平台更稳固。

本实用新型提供的的网络化3D打印机，所述MCU主控模块2选用ATMEGA2560控制板，电源端和电源模块9相连，所述路由器控制板1选用MT7620核心板，所述扩展板3包含显示屏单元18、旋钮19和SD卡单元，显示屏单元18和显示屏控制板20相连，所述显示屏单元18和旋钮19固定在亚克力门16上，所述亚克力门16上设有拉手17，主要零部件在主壳体10上的分布如图4所示。此外，主壳体10上还设有限位开关7。所述ATMEGA2560控制板通过检测温度传感器信号，控制加热平台和喷头加热，通过检测限位开关7状态，控制平台调平。

请继续参见图5，本实用新型提供的的网络化3D打印机，所述摄像头4为红外摄像头，所述摄像头4安装在摄像头固定座401中，所述摄像头固定座401固定在转轴连接板上，所述转轴连接板402通过扭矩转轴403和转轴固定座404固定相连，所述转轴固定座404安装在主壳体10的内壁上；从而将摄像头4很好的和3D打印机融合为一体。具有如下优点：1)隐蔽式安装位置，不影响外观；2)此位置摄像头和喷头位置是一个相对位置，不会随打印模型的高度而变化，可一直监视喷头打印状况；3)方便调试和后期用户维护，转轴式设计，方便左右上下调摄像头的拍摄角度。

一般3D打印机喷头结构，不锈钢固定座和喷嘴一体通过铝板固定座连接固定，然后将铁氟龙固定座***不锈钢固定座中，最后是铁氟龙送料管***铁氟龙固定座中。此方法由于经过好几个零件组装，零件本身误差和工人组装的误差，导致零件连接是有断差的，耗材通过铁氟龙导料管进入容易卡在两个零件相接的内壁上，此外耗材融化状态就会存在料黏在这个断差的空隙中，造成送料堵塞，喷嘴不能正常出料。现有3D打印机喷头结构还有一个问题是如果出现喷头堵料，不能单独更换喷嘴，比较麻烦。请继续参见图6，本实用新型提供的的网络化3D打印机，所述出料单元包括分离式喷嘴1401、铝板固定座1403、不锈钢固定座1404、铁氟龙固定座1405和铁氟龙管1406，所述铁氟龙固定座1405***不锈钢固定座1404中，所述铁氟龙管1406贯穿铁氟龙固定座1405、不锈钢固定座1404和铝板固定座1403，并通过加热铜块1402和分离式喷嘴1401相连。采用上述喷头结构，送料管直通到喷嘴，料融化即可流入喷嘴中，进料和退料更顺畅；此外，选用分离式喷嘴，可根据打印模型选择喷嘴的直径大小，以及在打印机长期使用，需要更换喷嘴时，方便更换喷嘴。

本实用新型的铝板固定座1403上设有散热风扇，所述不锈钢固定座1404上设置攻丝螺纹孔，并通过内六角螺丝固定铁氟龙管1406；不锈钢固定座改进，选取3个孔改为攻丝M3，此位置送料管开孔，用无头内六角M3顶死送料管，同时确保耗材在送料管中通过自如，防止送料管在打印过程中移动。

传统送料机为单轮送料机，力量不足，滚花螺杆咬合耗材打滑，造成送料不均匀。请继续参见图3和图7，本实用新型提供的网络化3D打印机，所述送料单元包括送料电机5、挤出机、气管接头1101和底座1107，所述送料电机5的微型轴承1103通过相互啮合的第一减速齿轮1103和第二减速齿轮1102连接挤出机上的松紧调节推板1106，所述第一减速齿轮1103和第二减速齿轮1102齿轮比为1:3。如第一减速齿轮1103为16齿齿轮，第二减速齿轮1102为2个48齿齿轮，1:3使速度减慢，进料力量变大，保证滚花螺杆1105可靠咬合耗材，并且双齿轮进料保证进料更稳定，防止出现单轮打滑，送料不均匀。

本实用新型的智能3D打印机通过互联网和远程PC机或移动设备相连，可以方便地实现SD卡内文件离线打印、PC机连接在线打印、远程无线手绘打印、远程监控打印状态以及平台集群控制。所述扩展板3包含显示屏单元、旋钮和SD卡单元，本实用新型的控制方法即可方便地获取SD卡单元内的文件进行离线打印。本实用新型可以将打印视频或打印文件集中上传至平台社区，并通过平台社区对打印视频或打印文件进行分类或分割，并将分类或分割后的文件块分发给不同打印机实现同时打印。

本实用新型的具体操作流程如下：

将3D打印机通过网线连接到能上网的路由器，在局域网内，PC端web或移动端app直接访问此3D打印机的IP，进入打印机监控页面，打开摄像头，即可查看打印机的运行状态，打印温度，速度等参数。如发现设备工作异常，可以调整打印速度，温度等参数，甚至停止打印。比如远程监视时，如果发现送料单元11的喷嘴和加热平台6上的打印物品存在0.5～1.5的落差，则判定送料单元11的喷嘴堵料，并停止打印；如果发现打印物品存在棉絮状，则判定电机失步导致移位，并停止打印。在外网，如需访问控制，只需将打印机IP映射出去或者配置动态DDNS。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然其并非用以限定本实用新型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作些许的修改和完善，因此本实用新型的保护范围当以权利要求书所界定的为准。

Claims (5)

1.一种网络化3D打印机，包括MCU主控模块(2)、加热平台(6)、送料单元(11)和出料单元(14)，其特征在于，所述MCU主控模块(2)通过内部数据总线和扩展板(3)相连，所述出料单元(14)位于加热平台(6)上方，所述出料单元(14)固定在滑块(15)上并通过X轴电机(21)和Y轴电机(22)沿两根垂直分布的光轴(13)移动，所述出料单元(14)以及加热平台(6)由Z轴电机(23)驱动通过丝杆(12)和联轴器(24)进行Z轴平移，所述加热平台(6)的上方设置有摄像头(4)，所述MCU主控模块(2)通过UART接口与路由器控制板(1)连接,所述路由器控制板(1)通过USB接口与摄像头(4)相连。

2.如权利要求1所述的网络化3D打印机，其特征在于，所述摄像头(4)通过具有转轴的固定座安装在主壳体(10)上，所述主壳体(10)上设置有限位开关(7)，所述加热平台(6)上设置有温度检测装置(8)。

3.如权利要求1所述的网络化3D打印机，其特征在于，所述MCU主控模块(2)通过内部数据总线和扩展板(3)相连；所述MCU主控模块(2)通过UART接口与路由器控制板(1)连接,所述路由器控制板(1)通过USB接口与摄像头(4)相连，所述MCU主控模块(2)、扩展板(3)和路由器控制板(1)的电源端和电源模块(9)相连。

4.如权利要求3所述的网络化3D打印机，其特征在于，所述扩展板(3)包含显示屏单元(18)、旋钮(19)和SD卡单元，所述显示屏单元(18)和旋钮(19)固定在亚克力门(16)上，所述亚克力门(16)上设有拉手(17)。

5.如权利要求1所述的网络化3D打印机，其特征在于，所述MCU主控模块(2)为ATMEGA2560控制板，所述路由器控制板(1)为MT7620核心板。