CN207630532U - 3d打印机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及3D打印技术领域，特别是涉及一种3D打印机，包括底座、打印平台，以及至少两个Z轴丝杆电机；至少两个Z轴丝杆电机设置在底座上，每个Z轴丝杆电机均与打印平台传动连接，以带动打印平台沿Z轴方向做靠近或者远离底座的直线运动；至少两个Z轴丝杆电机以打印平台的中心对称均匀分布；每个Z轴丝杆电机的两侧均分别设置有一个Z轴导向机构，每个Z轴导向机构的一端均与底座固定连接；打印平台滑动连接于Z轴导向机构上，并能够沿Z轴导向机构移动。该3D打印机，对打印平台的驱动力足够大且分布均衡，同时通过Z轴导向机构对打印平台的运动进行导向限位，提高打印平台的运动的平稳性和准确性，进而能够提高打印机的工作效率。

Description

3D打印机

技术领域

本实用新型涉及3D打印技术领域，特别是涉及一种3D打印机。

背景技术

目前市场上3D打印机普遍采用XYZ三轴运动方式打印三维实体。XY轴的传动结构固定于上方，通过Z轴逐层下降进行打印。XYZ轴归零是通过撞击微动开关进行限位。而打印机普遍支持的暂停后续打通常采用续打时先归零撞击限位微动开关使打印头及打印平台位于零点，然后根据暂停时记录的XYZ位置坐标使打印头及打印平台移动到暂停前的对应位置，继续打印。

目前市场上传统的3D打印机，一般采用单Z轴丝杆电机、双导向光轴的方式对打印平台进行驱动，导向光轴位于丝杆电机两侧。打印平台Z轴方向(平台的上下方向运动)归零是通过打印平台向上运动撞击一个微动开关来实现。

由此，传统的3D打印机Z轴升降***主要存在Z轴丝杆电机驱动力不够导致的打印模型出现断层、打印平台不够稳定出现晃动等问题。同时由于对打印平台的驱动力的不平衡，使得打印平台的水平度不佳，导致无法准确地对打印平台进行定位，因此会造成续打时由于定位出错，无法继续打印的问题。

实用新型内容

基于此，有必要针对传统3D打印机驱动力不足、打印平台无法准确定位的问题，提供一种对打印平台驱动稳定，定位准确的3D打印机。

上述目的通过以下技术方案实现：

一种3D打印机，包括底座、打印平台，以及至少两个Z轴丝杆电机；

至少两个Z轴丝杆电机设置在底座上，每个Z轴丝杆电机均与打印平台传动连接，以带动打印平台沿Z轴方向做靠近或者远离底座的直线运动；

至少两个Z轴丝杆电机以打印平台的中心对称均匀分布；每个Z轴丝杆电机的两侧均分别设置有一个Z轴导向机构，每个Z轴导向机构的一端均与底座固定连接；打印平台滑动连接于Z轴导向机构上，并能够沿Z轴导向机构移动。

在其中一个实施例中，3D打印机还包括Z轴限位开关，Z轴限位开关设置在底座上，用于定位打印平台的位置。

在其中一个实施例中，Z轴限位开关为多个；每个Z轴丝杆电机所在位置均对应布置一个Z轴限位开关。

在其中一个实施例中，打印平台上相应的设置有与Z轴导向机构相配合的滑动件。

在其中一个实施例中，Z轴导向机构为导向光轴。

在其中一个实施例中，滑动件为直线轴承。

在其中一个实施例中，Z轴导向机构为滑轨。

在其中一个实施例中，滑动件为滑块。

在其中一个实施例中，打印平台包括打印基板和打印载板，打印载板可拆卸地设置在打印基板上；螺母与打印基板连接；打印基板与Z轴导向机构滑动连接。

在其中一个实施例中，打印载板通过调平螺丝与打印基板可拆卸连接。

上述3D打印机，通过多个Z轴丝杆电机同时驱动打印平台沿Z轴方向运动，且多个Z轴打印机以打印平台的中心对称均匀分布，因此对打印平台的驱动力足够大且分布均衡，使得打印平台能够平稳地沿Z轴方向运动，不会出现打印平台晃动或者因驱动力不够导致的打印模型断层，以及定位不准确的现象。同时每个Z轴丝杆电机的两侧均设置有Z轴导向机构，用于对打印平台的运动进行导向限位，进一步提高了打印平台的运动的平稳性和准确性。

进一步地，在底座上设置有多个Z轴限位开关，例如将Z轴限位开关对应Z轴丝杆电机分布设置，由于Z轴丝杆电机是均匀分布的，则Z轴限位开关也是均匀分布的。当暂停打印之后，续打时打印平台先沿Z轴归于零点，在Z轴丝杆电机的驱动下，打印平台靠近各个Z轴丝杆电机附近的Z轴限位开关，当各Z轴限位开关均被触发时，则表示此时打印平台准确定位于零点，由此可确保打印平台水平；打印平台归零后再运动到暂停前的对应位置，由于归零位置定位准确，回到暂停位置的定位也会准确，从而保证打印机续打时打印平台的位置定位的准确性。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的3D打印机的结构立体示意图；

图2为本实用新型实施例提供的3D打印机的结构主视示意图。

其中：

100-底座；

110-Z轴限位开关；

200-打印平台；

210-滑动件；220-打印基板；230-打印载板；

240-调平螺丝；

300-Z轴丝杆电机；

400-Z轴导向机构。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下通过实施例，并结合附图，对本实用新型的3D打印机进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

如图1和图2所示，本实用新型一实施例提供的3D打印机，包括底座100、打印平台200，以及至少两个Z轴丝杆电机300；至少两个Z轴丝杆电机300设置在底座100上，每个Z轴丝杆电机300均与打印平台200传动连接，以带动打印平台200沿Z轴方向做靠近或者远离底座100的直线运动；

至少两个Z轴丝杆电机300以打印平台200的中心对称均匀分布；每个Z轴丝杆电机300的两侧均分别设置有一个Z轴导向机构400，每个Z轴导向机构400的一端均与底座100固定连接；打印平台200滑动连接于Z轴导向机构400上，并能够沿Z轴导向机构400移动。

其中，打印平台200可以呈长方形、正方形或者圆形等等规则的形状，当然也可以是其他不规则形状。Z轴丝杆电机300的数量可以两个、三个，甚至更多个。当Z轴丝杆电机300为两个时，两个Z轴丝杆电机300分布于打印平台200的中心对称的相对的两侧，当Z轴丝杆电机300为三个或者更多个的时候，Z轴丝杆电机300以打印平台200的中心对称均匀分布于打印平台200的周侧，只要保证使打印平台200所受的驱动力保持平衡即可。

而Z轴丝杆电机300的结构为较为成熟的现有技术，其可以至少包括电机、沿Z轴设置的丝杆，以及与丝杆配合的螺母。安装时，丝杆的一端穿过底座100与电机输出轴连接，螺母穿设于丝杆的另一端，打印平台200与螺母固定。当电机转动时带动丝杆转动，而由于丝杆转动带动螺母沿Z轴运动，使得打印平台200相对于底座100沿Z轴运动。当然，在其他实施例中，Z轴丝杆电机也可以是通过滚珠丝杆与轴承配合带动打印平台200沿Z轴运动。

在底座100上设置有多个Z轴丝杆电机300可以为打印平台200提供足够的驱动力，消除打印平台200的晃动，提高打印平台200的运动平稳性，提高打印机的工作效率。

另外，Z轴导向机构400的数量对应Z轴丝杆电机300的个数而设置。以Z轴丝杆电机300为两个，两个Z轴丝杆电机300分布于打印平台200的中心对称的两侧为例，每个Z轴丝杆电机300的两侧分别设有一个Z轴导向机构400，即Z轴导向机构400一共为四个。在电机两侧设置Z轴导向机构400，打印平台200滑动连接与Z轴导向机构400上，当Z轴丝杆电机300带动打印平台200沿Z轴方向运动的过程中，Z轴导向机构400起到导向限位的作用，进一步保证打印平台200运动的平稳性。

可以理解，两个Z轴丝杆电机300为相对对称设置的，则四个Z轴导向机构400也为两两相对对称设置，使得对打印平台200的两侧的作用力平衡，保证打印平台200运动的平稳性。参见图1，四个Z轴导向机构400两两相对对称设置，包括的一种情况是，同一侧的两个Z轴导向机构400与该侧的Z轴丝杆电机300形成的平面，与相对侧的两个Z轴导向机构400和Z轴丝杆电机300形成的平面是平行的，这样打印平台200的平衡性比较好。

当然，也不排除可以使同一侧的两个Z轴导向机构400与该侧的Z轴丝杆电机300形成的平面，与相对侧的两个Z轴导向机构400和Z轴丝杆电机300形成的平面呈夹角设置。甚至，还可以有其他变形，例如每个Z轴丝杆电机300与其两侧的两个Z轴导向机构400可呈三角设置。

打印平台200滑动连接于Z轴导向机构400上的方式可以有多种，作为一种可实施的方式，打印平台200上相应的设置有与Z轴导向机构400相配合的滑动件210，通过该滑动件210使打印平台200滑动连接于Z轴导向机构400上。

而上述的Z轴导向机构400以及滑动件210的结构形式可以为多种，只要能够让打印平台200平稳的沿Z轴方向运动即可，例如：Z轴导向机构400为导向光轴，而滑动件210为直线轴承。又如Z轴导向机构400为滑轨，而滑动件210为滑块。再如，Z轴导向机构400为导向槽，而滑动件210为滑块。

在其他实施例中，Z轴导向机构400可以是导向杆，而打印平台200上相应具有与导向杆配合的通孔，也可实现打印平台200滑动连接于Z轴导向机构400上，而导向杆的截面可以为方形、圆形或者三角形等等，则通孔也相应地为方形孔、圆形孔或者三角形孔。

作为一种可实施的方式，3D打印机还包括Z轴限位开关110，Z轴限位开关110设置在底座100上，用于定位打印平台200的位置。当打印平台200沿Z轴方向运动的过程中，打印突然暂停，打印平台200可沿Z轴向下运动，触发设置在底座100上的Z轴限位开关进行定位。

其中，Z轴限位开关110可以是微动开关或者光电开关等，Z轴限位开关110可以为一个、两个、三个甚至更多个。当Z轴限位开关110为多个时，多个Z轴限位开关110可任意分布在底座100上，用于对打印平台200进行定位。本实施例中，Z轴限位开关110采用微动开关。

由于Z轴限位开关110设置在底座100上，而传统的3D打印机的Z轴限位微动开关设置于上方的XY轴定位机构上，打印机暂停时，打印平台需向上运动进行归零，但是由于打印平台上有打印了一半的模型，致使打印平台无法向上运动进行准确归零。而本实施例的打印机不会出现打印平台200无法向上运动准确归零的现象，其可以正常向下运动至底座100处实现准确归零。

进一步地，多个Z轴限位开关110不是任意分布于底座100上的，而是均匀分布于底座100上的。例如，可选择地，在每个Z轴丝杆电机300所在位置处均对应布置一个上述的Z轴限位开关110。这样，当Z轴丝杆电机300为两个时，Z轴限位开关110也为两个，两个Z轴限位开关110是对称均匀分布于底座100上的。当Z轴丝杆电机300为多个时，Z轴限位开关110也为多个，且是均匀分布于底座100上。当打印平台200沿Z轴归零时，在Z轴丝杆电机300的驱动下，打印平台200分别撞击各个微动开关，可使打印平台200最终准确地定位于零点，且能够确保此时的打印平台200为水平的。打印平台200归零后再运动到暂停前的对应位置，由于归零位置定位准确，回到暂停位置的定位也会准确，有效避免暂停后继续打印时可能出现的Z轴方向断层、Z轴高度错误等问题，从而保证打印机续打时打印平台200的位置定位的准确性。

作为一种可实施的方式，打印平台200包括打印基板220和打印载板230，打印载板230可拆卸地设置在打印基板220上，上述的与Z轴丝杆电机300的丝杆配合的螺母与打印基板220连接；打印基板220与Z轴导向机构400滑动连接。打印载板230是用于承载打印物体的，其可根据打印物质的不同进行更换，由于打印载板230与打印基板220可拆卸连接，因此只需更换打印载板230而无需整体更换打印平台200，即无需将打印基板220从丝杆上拆下，也无需将打印基板220从导向机构400上拆下，使得打印机使用起来更方便。

进一步地，打印载板230通过调平螺丝240与打印基板220可拆卸连接。利用调平螺丝240对打印载板230的水平度进行调节，保证打印载板230与打印机上端打印头的运动平面平行，避免出现打印耗材无法牢固粘接在打印载板230上，而导致的翘边、打印失败等问题，这样，进一步保证了打印机打印的准确性。

可选择地，调平螺丝240可以为3个，4个或者以上。以打印平台200整体呈方形(即打印载板230与打印基板220均呈方形)，调平螺丝240为3个为例，3个调平螺丝240可以以打印载板230的中心对称呈等边三角形分布。而打印载板230与打印基板220通过调平螺丝240连接为本领域技术人员熟练掌握的技术，在此不再赘述。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种3D打印机，其特征在于，包括底座、打印平台，以及至少两个Z轴丝杆电机；

所述至少两个Z轴丝杆电机设置在所述底座上，每个所述Z轴丝杆电机均与所述打印平台传动连接，以带动所述打印平台沿Z轴方向做靠近或者远离所述底座的直线运动；

所述至少两个Z轴丝杆电机以所述打印平台的中心对称均匀分布；每个所述Z轴丝杆电机的两侧均分别设置有一个Z轴导向机构，每个所述Z轴导向机构的一端均与所述底座固定连接；所述打印平台滑动连接于所述Z轴导向机构上，并能够沿所述Z轴导向机构移动。

2.根据权利要求1所述的3D打印机，其特征在于，还包括Z轴限位开关，所述Z轴限位开关设置在所述底座上，用于定位所述打印平台的位置。

3.根据权利要求2所述的3D打印机，其特征在于，所述Z轴限位开关为多个；每个所述Z轴丝杆电机所在位置均对应布置一个所述Z轴限位开关。

4.根据权利要求1所述的3D打印机，其特征在于，所述打印平台上相应的设置有与所述Z轴导向机构相配合的滑动件。

5.根据权利要求4所述的3D打印机，其特征在于，所述Z轴导向机构为导向光轴。

6.根据权利要求5所述的3D打印机，其特征在于，所述滑动件为直线轴承。

7.根据权利要求4所述的3D打印机，其特征在于，所述Z轴导向机构为滑轨。

8.根据权利要求7所述的3D打印机，其特征在于，所述滑动件为滑块。

9.根据权利要求1所述的3D打印机，其特征在于，所述打印平台包括打印基板和打印载板，所述打印载板可拆卸地设置在所述打印基板上；

与所述Z轴丝杆电机的丝杆配合的螺母与所述打印基板连接；所述打印基板与所述Z轴导向机构滑动连接。

10.根据权利要求9所述的3D打印机，其特征在于，所述打印载板通过调平螺丝与所述打印基板可拆卸连接。