CN213472211U - 一种宏微观相结合3d打印机构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种宏微观相结合3D打印机构，旨在解决当前3D打印机打印与非打印切换时，丝材回抽量大时出现的打印断点现象和丝材回抽量小时出现的丝材流涎现象。本发明包括传动装置、张紧装置、宏观固态柱塞式送丝装置和微观压电泵式送丝装置。本发明通过使用驱动电机正转带动摩擦轮和张紧轮配合使固态丝材推动液态丝材实现3D打印机喷嘴稳定出丝，利用固态丝材回抽时驱动电机反转，带动单项滚针轴承进而驱动传动机构实现微观压电泵内固态丝材补充，同时通过压电泵内部压电陶瓷片连续变形将压电泵上方熔融腔内的丝材吸入泵腔内部，同时传送给喷嘴，实现喷嘴熔融态丝材的微补充，可实现同时解决打印断点现象和丝材流涎现象。
Description
技术领域
本发明涉及一种宏微观相结合3D打印机构，属于3D打印技术领域。
背景技术
3D打印机作为一种高科技设备，综合应用了CAD技术、CAM技术、激光学、光化学及材料科学等诸多方面的科学与技术。随着3D打印技术的不断进步，基于FDM技术的3D打印机得到广泛应用，此方法对3D打印机的核心机构——挤出机构提出了更高要求。基于FDM技术的3D打印机多采用摩擦轮与辅助轮相配合的方式实现将固体丝材运送到加热腔推动内部熔融态丝材从喷嘴挤出后重新堆积成新的工件。在3D打印机成型工件的过程中，存在着挤出机构连续出丝打印和停止出丝空走的切换过程，大部分挤出机构都采用宏观上精确控制送丝电机来实现丝材的稳定输送和停止输送，送丝电机正传实现稳定送丝，当停止时利用电机反转带动固态丝材回抽来实现停止出丝，此种方法导致固态丝材回抽量大挤出机构出现打印断点现象，固态丝材回抽量小出现丝材流涎现象。这两个现象限制了基于FDM技术在3D打印机中的发展。
发明内容
3D打印机作为一种高科技设备，综合应用了CAD技术、CAM技术、激光学、光化学及材料科学等诸多方面的科学与技术。随着3D打印技术的不断进步，基于FDM技术的3D打印机得到广泛应用，此方法对3D打印机的核心机构——挤出机构提出了更高要求。基于FDM技术的3D打印机多采用摩擦轮与辅助轮相配合的方式实现将固体丝材运送到加热腔推动内部熔融态丝材从喷嘴挤出后重新堆积成新的工件。在3D打印机成型工件的过程中，存在着挤出机构连续出丝打印和停止出丝空走的切换过程，大部分挤出机构都采用宏观上精确控制送丝电机来实现丝材的稳定输送和停止输送，送丝电机正传实现稳定送丝，当停止时利用电机反转带动固态丝材回抽来实现停止出丝，此种方法导致固态丝材回抽量大挤出机构出现打印断点现象，固态丝材回抽量小出现丝材流涎现象。这两个现象限制了基于FDM技术在3D打印机中的发展。
所述传动装置1由驱动电机1-1、顶丝1-2、长摩擦轮1-3、齿轮1-4、变速箱侧封板1-5、二级转动齿轮1-6、进丝管1-7、附加小齿轮1-8、一级转动齿轮1-9、上盖板1-10、支撑块1-11、中间转动轴1-12、固定轴1-13、单向轴承1-14、短摩擦轮1-15所组成，所述驱动电机1-1与长摩擦轮1-3通过顶丝1-2固定连接，所述长摩擦轮1-3与一级转动齿轮1-9通过顶丝1-2固定连接，所述一级转动齿轮1-9与附加小齿轮1-8相啮合，所述附加小齿轮1-8通过顶丝1-2与中间转动轴1-12固定连接，所述附加小齿轮1-8通过顶丝1-2固定在中间转动轴1-12上，所述中间转动轴1-12前后两端分别通过过盈配合固定在两个轴承上，两个轴承分别通过过盈配合固定在支撑块1-11与变速箱侧封板1-5上，所述二级转动齿轮1-6通过顶丝1-2固定在中间转动轴1-12上，所述二级转动齿轮1-6与齿轮1-4啮合，所述齿轮1-4通过顶丝1-2固定在固定轴1-13上，固定轴1-13前后两端通过过盈配合固定在两个轴承上，两个轴承分别通过过盈配合固定在支撑块1-11与变速箱侧封板1-5上，所述单向轴承1-14固定在固定轴1-13上，所述短摩擦轮1-15通过顶丝1-2固定在单向轴承1-14上，所述变速箱侧封板（1-5）与支撑块（1-11）通过螺纹紧固相连接，所述驱动电机（1-1）与支撑块（1-11）通过螺纹紧固相连接，所述上盖板（1-10）与支撑块（1-11）通过螺纹紧固相连接，所述进丝管1-7与上盖板1-10间隙配合，由驱动电机1-1控制长摩擦轮1-3及一级转动齿轮1-9其中长摩擦轮1-3，张紧轮2-3将打印物料挤入，同时一级转动齿轮1-9与附加小齿轮1-8咬合，通过中间转动轴1-12将动力传递给二级转动齿轮1-6，二级转动齿轮1-6与齿轮1-4啮合，齿轮1-4通过顶丝固定在固定轴1-13上带动齿轮1-4转动，单向轴承1-14固定在固定轴1-13上，短摩擦轮1-15通过顶丝固定在单向轴承1-14上，来实现驱动电机1-1带动打印物料进入加热块3-3内的同时，短摩擦轮1-15静止不动，当驱动电机1-1控制打印物料回抽时，短摩擦轮1-15通过齿轮组的传动将物料送入到压电泵3-9腔体内。
所述张紧装置2由张紧轮架2-1、双头螺杆2-2、张紧轮2-3、销轴2-4和球角2-5组成，所述双头螺杆2-2与球角2-5螺纹配合，所述球角2-5与张紧轮架2-1间隙配合，所述张紧轮2-3通过销轴2-4与卡簧的配合固定在支撑块1-11上，所述转动双头螺杆2-2使两个张紧轮架2-1相互远离，通过张紧轮架2-1的运动带动左右两端两个张紧轮2-3，使张紧轮2-3向摩擦轮靠拢，实现同时夹紧左右两个打印物料。
所述挤出装置3由喉管3-1，加热棒3-2，加热块3-3，喷嘴3-4，双连接管3-5，压电泵3-6，压电泵腔体3-6-1，半月孤岛3-6-1-1，压电片3-6-2，陶瓷管3-6-3，压盖3-6-4，压电泵外框3-7，压电泵喉管3-8组成，所述喉管3-1与双连接管3-5相连接，所述双连接管3-5与喷嘴3-4相连接，所述压电泵喉管3-8通过与压电泵外框3-7的过盈配合与压电泵3-6相连接，所述压电泵外框3-7与压电泵腔体3-6-1通过过盈配合连接，所述压电泵外框3-7与双连接管3-5相连接，所述陶瓷管3-6-3与压盖3-6-4通过过盈配合连接，所述压电片3-6-2通过压盖3-6-4压紧在压电泵腔体3-6-1上，所述半月孤岛3-6-1-1建立在压电泵腔体内，所述加热棒3-2通过顶丝与加热块3-3相接触。
附图说明
图1所示为本发明提出的一种宏微观相结合3D打印机构的整体结构示意图；
图2 所示为本发明提出的一种宏微观相结合3D打印机构的传动装置1的结构示意图（a）；
图3 所示为本发明提出的一种宏微观相结合3D打印机构的传动装置1的结构示意图（b）；
图4 所示为本发明提出的一种宏微观相结合3D打印机构的传动装置1的结构示意图（c）；
图5 所示为本发明提出的一种宏微观相结合3D打印机构的张紧装置2的结构示意图；
图6 所示为本发明提出的一种宏微观相结合3D打印机构的挤出装置3的结构示意图；
图7所示为本发明提出的一种宏微观相结合3D打印机构的挤出装置3的压电泵3-6结构的示意图；
图8所示为本发明提出的一种宏微观相结合3D打印机构的挤出装置3的半月孤岛3-6-1-1的结构示意图；
具体实施方式
结合图1~8说明本实施方式，本实施方式提供了一种全色单喷头3D打印机挤出机构的具体实施方式，其具体实施方式表述如下：
参与图1一种宏微观相结合3D打印机构，其特征在于：所述宏微观相结合3D打印机构由传动装置1、张紧装置2、挤出装置3组成，所述支撑块1-11与喉管3-1过盈配合连接。
参与图2、图3、图4一种宏微观相结合3D打印机构，其特征在于：所述传动装置1由驱动电机1-1、顶丝1-2、长摩擦轮1-3、齿轮1-4、变速箱侧封板1-5、二级转动齿轮1-6、进丝管1-7、附加小齿轮1-8、一级转动齿轮1-9、上盖板1-10、支撑块1-11、中间转动轴1-12、固定轴1-13、单向轴承1-14、短摩擦轮1-15，所述驱动电机1-1与长摩擦轮1-3通过顶丝1-2固定连接，所述长摩擦轮1-3与一级转动齿轮1-9通过顶丝1-2固定连接，所述一级转动齿轮1-9与附加小齿轮1-8相啮合，所述附加小齿轮1-8通过顶丝1-2与中间转动轴1-12固定连接，所述附加小齿轮1-8通过顶丝1-2固定在中间转动轴1-12上，所述中间转动轴1-12前后两端分别通过过盈配合固定在两个轴承上，两个轴承分别通过过盈配合固定在支撑块1-11与变速箱侧封板1-5上，所述二级转动齿轮1-6通过顶丝1-2固定在中间转动轴1-12上，所述二级转动齿轮1-6与齿轮1-4啮合，所述齿轮1-4通过顶丝1-2固定在固定轴1-13上，固定轴1-13前后两端通过过盈配合固定在两个轴承上，两个轴承分别通过过盈配合固定在支撑块1-11与变速箱侧封板1-5上，所述单向轴承1-14固定在固定轴1-13上，所述短摩擦轮1-15通过顶丝1-2固定在单向轴承1-14上，所述螺栓通过螺纹紧固将变速箱侧封板1-5与支撑块1-11相连接，所述螺栓通过螺纹紧固将驱动电机1-1与支撑块1-11相连接，所述螺栓通过螺纹紧固将上盖板1-10与支撑块1-11相连接，所述进丝管1-7与上盖板1-10间隙配合，由驱动电机1-1控制长摩擦轮1-3及一级转动齿轮1-9其中长摩擦轮1-3，张紧轮2-3将打印物料挤入，同时一级转动齿轮1-9与附加小齿轮1-8咬合，通过中间转动轴1-12将动力传递给二级转动齿轮1-6，二级转动齿轮1-6与齿轮1-4啮合，齿轮1-4通过顶丝固定在固定轴1-13上带动齿轮1-4转动，单向轴承1-14固定在固定轴1-13上，短摩擦轮1-15通过顶丝固定在单向轴承1-14上，来实现驱动电机1-1带动打印物料进入加热块3-3内的同时，短摩擦轮1-15静止不动，当驱动电机1-1控制打印物料回抽时，短摩擦轮1-15通过齿轮组的传动将物料送入到压电泵3-9腔体内。
参与图5一种宏微观相结合3D打印机构，其特征在于：所述张紧装置2由张紧轮架2-1、双头螺杆2-2、张紧轮2-3、销轴2-4和球角2-5组成，所述双头螺杆2-2与球角2-5螺纹配合，所述球角2-5与张紧轮架2-1间隙配合，所述张紧轮2-3通过销轴2-4与卡簧的配合固定在支撑块1-11上，所述转动双头螺杆2-2使两个张紧轮架2-1相互远离，通过张紧轮架2-1的运动带动左右两端两个张紧轮2-3，使张紧轮2-3向摩擦轮靠拢，实现同时夹紧左右两个打印物料。
参与图6、图7、图8一种宏微观相结合3D打印机构，其特征在于：所述挤出装置3由喉管3-1，加热棒3-2，加热块3-3，喷嘴3-4，双连接管3-5，压电泵3-6，压电泵腔体3-6-1，半月孤岛3-6-1-1，压电片3-6-2，陶瓷管3-6-3，压盖3-6-4，压电泵外框3-7，压电泵喉管3-8组成，所述喉管3-1与双连接管3-5相连接，所述双连接管3-5与喷嘴3-4相连接，所述压电泵喉管3-8通过与压电泵外框3-7的过盈配合与压电泵3-6相连接，所述压电泵外框3-7与压电泵腔体3-6-1通过过盈配合连接，所述压电泵外框3-7与双连接管3-5相连接，所述陶瓷管3-6-3与压盖3-6-4通过过盈配合连接，所述压电片3-6-2通过压盖3-6-4压紧在压电泵腔体3-6-1上，所述半月孤岛3-6-1-1建立在压电泵腔体内，所述加热棒3-2通过顶丝与加热块3-3相接触。
Claims (3)
1.一种宏微观相结合3D打印机构，其特征在于：所述宏微观相结合3D打印机构由传动装置（1）、张紧装置（2）、挤出装置（3）组成，所述传动装置（1）中的支撑块（1-11）与喉管(3-1)过盈配合连接，所述传动装置（1）由驱动电机（1-1）、顶丝（1-2）、长摩擦轮（1-3）、齿轮（1-4）、变速箱侧封板（1-5）、二级转动齿轮（1-6）、进丝管（1-7）、附加小齿轮（1-8）、一级转动齿轮（1-9）、上盖板（1-10）、支撑块（1-11）、中间转动轴（1-12）、固定轴（1-13）、单向轴承（1-14）、短摩擦轮（1-15）所组成，所述驱动电机（1-1）与长摩擦轮（1-3）通过顶丝（1-2）固定连接，所述长摩擦轮（1-3）与一级转动齿轮（1-9）通过顶丝（1-2）固定连接，所述一级转动齿轮（1-9）与附加小齿轮（1-8）相啮合，所述附加小齿轮（1-8）通过顶丝（1-2）与中间转动轴（1-12）固定连接，所述附加小齿轮（1-8）通过顶丝（1-2）固定在中间转动轴（1-12）上，所述中间转动轴（1-12）前后两端分别通过过盈配合固定在两个轴承上，两个轴承分别通过过盈配合固定在支撑块（1-11）与变速箱侧封板（1-5）上，所述二级转动齿轮（1-6）通过顶丝（1-2）固定在中间转动轴（1-12）上，所述二级转动齿轮（1-6）与齿轮（1-4）啮合，所述齿轮（1-4）通过顶丝（1-2）固定在固定轴（1-13）上，固定轴（1-13）前后两端通过过盈配合固定在两个轴承上，两个轴承分别通过过盈配合固定在支撑块（1-11）与变速箱侧封板（1-5）上，所述单向轴承（1-14）固定在固定轴（1-13）上，所述短摩擦轮（1-15）通过顶丝（1-2）固定在单向轴承（1-14）上，所述变速箱侧封板（1-5）与支撑块（1-11）通过螺纹紧固相连接，所述驱动电机（1-1）与支撑块（1-11）通过螺纹紧固相连接，所述上盖板（1-10）与支撑块（1-11）通过螺纹紧固相连接，所述进丝管（1-7）与上盖板（1-10）间隙配合，由驱动电机（1-1）控制长摩擦轮（1-3）及一级转动齿轮（1-9）其中长摩擦轮（1-3），张紧轮（2-3）将打印物料挤入，同时一级转动齿轮（1-9）与附加小齿轮（1-8）咬合，通过中间转动轴（1-12）将动力传递给二级转动齿轮（1-6），二级转动齿轮（1-6）与齿轮（1-4）啮合，齿轮（1-4）通过顶丝固定在固定轴（1-13）上带动齿轮（1-4）转动，单向轴承（1-14）固定在固定轴（1-13）上，短摩擦轮（1-15）通过顶丝固定在单向轴承（1-14）上，来实现驱动电机（1-1）带动打印物料进入加热块（3-3）内的同时，短摩擦轮（1-15）静止不动，当驱动电机（1-1）控制打印物料回抽时，短摩擦轮（1-15）通过齿轮组的传动将物料送入到压电泵（3-6）腔体内。
2.根据权利要求1所述一种宏微观相结合3D打印机构，其特征在于：所述张紧装置（2）由张紧轮架（2-1）、双头螺杆（2-2）、张紧轮（2-3）、销轴（2-4）和球角（2-5）组成，所述双头螺杆（2-2）与球角（2-5）螺纹配合，所述球角（2-5）与张紧轮架（2-1）间隙配合，所述张紧轮（2-3）通过销轴（2-4）与卡簧的配合固定在支撑块（1-11）上，所述转动通过转动所述双头螺杆（2-2）使两个张紧轮架（2-1）相互远离，通过张紧轮架（2-1）的运动带动左右两端两个张紧轮（2-3），使张紧轮（2-3）向摩擦轮靠拢，实现同时夹紧左右两个打印物料。
3.根据权利要求1所述一种宏微观相结合3D打印机构，其特征在于：所述挤出装置（3）由喉管(3-1)，加热棒(3-2)，加热块(3-3)，喷嘴(3-4)，双连接管(3-5)，压电泵(3-6)，压电泵腔体(3-6-1)，半月孤岛(3-6-1-1)，压电片(3-6-2)，陶瓷管(3-6-3)，压盖(3-6-4)，压电泵外框(3-7)，压电泵喉管(3-8)组成，所述喉管(3-1)与双连接管(3-5)相连接，所述双连接管(3-5)与喷嘴(3-4)相连接，所述压电泵喉管(3-8)通过与压电泵外框(3-7)的过盈配合与压电泵(3-6)相连接，所述压电泵外框(3-7)与压电泵腔体(3-6-1)通过过盈配合连接，所述压电泵外框(3-7)与双连接管(3-5)相连接，所述陶瓷管(3-6-3)与压盖(3-6-4)通过过盈配合连接，所述压电片(3-6-2)通过压盖(3-6-4)压紧在压电泵腔体(3-6-1)上，所述半月孤岛(3-6-1-1)建立在压电泵腔体内，所述加热棒(3-2)通过顶丝与加热块(3-3)相接触。
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Cited By (1)
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| CN117245915A (zh) * | 2023-10-16 | 2023-12-19 | 成都飞机工业（集团）有限责任公司 | 一种用于3d打印丝材的对接装置及对接方法 |
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