RU182905U1 - Kinematic diagram of the drive belt of the working head of a 3D printer - Google Patents

Abstract

Полезная модель относится к технологии изготовления объемного изделия по цифровой 3D-модели методом послойной печати расплавленной полимерной нитью, а именно к устройству перемещения рабочего стола по оси Z для 3D-принтера и к 3D-принтеру, содержащему такое устройство.Кинематическая схема привода ремня рабочей головки 3D-принтера включает приводной ремень, имеющий форму H и соединяющий два электродвигателя привода ремня, кронштейн рабочей головки, разворотный ролик, закрепленных неподвижно на корпусе, разворотный ролик, входящий в состав подвижного натяжителя ремня, при этом она дополнительно содержит модуль натяжителя ремня, состоящего из корпуса натяжителя, разворотного ролика, закрепленного на корпусе натяжителя, регулировочного винта, оси модуля и кронштейна, закрепленного на корпусе установки.Техническая проблема заключается в разработке технического решения, направленного на снижение массогабаритных показателей, упрощения конструкции и повышения качества обслуживания.Технический результат направлен на повышение точности регулировки приводного ремня 3D-принтера и повышение срока службы установки.The utility model relates to the manufacturing technology of a three-dimensional product using a 3D digital model by the method of layer-by-layer printing with molten polymer filament, namely, a device for moving the desktop along the Z axis for a 3D printer and to a 3D printer containing such a device. Kinematic diagram of the drive belt of the working head 3D-printer includes a drive belt having the form H and connecting two belt drive electric motors, a bracket for the working head, a reversal roller fixed motionless on the housing, a reversal roller, which is part of sliding belt tensioner, while it additionally contains a belt tensioner module, consisting of a tensioner housing, a reversal roller mounted on the tensioner housing, an adjusting screw, the axis of the module and an arm mounted on the installation housing. The technical problem is to develop a technical solution aimed at reducing overall dimensions, simplifying the design and improving the quality of service. The technical result is aimed at improving the accuracy of adjustment of the drive belt 3D-print ra and increase the service life of the installation.

Description

Область техникиTechnical field

Полезная модель относится к технологии изготовления объемного изделия по цифровой 3D-модели методом послойной печати расплавленной полимерной нитью, а именно к устройству перемещения рабочего стола по оси Z для 3D-принтера и к 3D-принтеру, содержащему такое устройство.The utility model relates to the manufacturing technology of a three-dimensional product using a digital 3D model by the method of layer-by-layer printing with molten polymer filament, namely, a device for moving the desktop along the Z axis for a 3D printer and to a 3D printer containing such a device.

Уровень техникиState of the art

Известно техническое решение Устройство перемещения рабочего стола по оси Z для 3D-принтера, характеризующееся тем, что оно включает ходовой винт, закрепленный вертикально в корпусе принтера и соединенный с приводом, обеспечивающим вращение винта, гайку, расположенную на ходовом винте и подвижно закрепленную на основании рабочего стола через узел определения нулевой координаты по оси Z, включающий датчик определения нулевой координаты по оси Z, состоящий из двух контактных плат, где одна из плат соединена с гайкой, а вторая - с основанием стола, с возможностью изменения состояния электрической цепи при достижении поверхностью рабочего стола сопла печатающей головки (патент № 2 567 318, опубл. 10.11.2015г.).A technical solution is known. A device for moving the desktop along the Z axis for a 3D printer, characterized in that it includes a lead screw mounted vertically in the printer housing and connected to a drive that rotates the screw, a nut located on the lead screw and movably mounted on the base of the working the table through the node for determining the zero coordinate on the Z axis, including a sensor for determining the zero coordinate on the Z axis, consisting of two contact boards, where one of the boards is connected to the nut, and the second to the base with Tola, with the possibility of changing the state of the electrical circuit when the surface of the desktop reaches the nozzle of the print head (patent No. 2 567 318, publ. 10.11.2015g.).

Причины, по которым нельзя достичь технического результата является, следующие: высокая сложность конструкции за счет применения большого количества элементов; увеличенные габариты установки из-за расположения 2 приводных ремней в 2 плоскостях с попеременным переходом из одной плоскости в другую и скручиванием ремня; высокая сложность конструкции; малый ресурс до отказа вследствие повышенного механического износа ремня; высокая сложность обслуживания.The reasons why it is impossible to achieve a technical result is the following: high design complexity due to the use of a large number of elements; increased installation dimensions due to the location of 2 drive belts in 2 planes with alternating transition from one plane to another and twisting of the belt; high design complexity; short life to failure due to increased mechanical wear of the belt; high complexity of service.

Известно также техническое решение, взятое за прототип 3D-принтер для послойного изготовления объемных деталей, включающий корпус, расположенную в корпусе печатающую головку, закрепленную на каретке и снабженную модулем ее перемещения в плоскости XY; рабочий стол, выполненный с возможностью подогрева рабочей поверхности, закрепленный на основании и снабженный модулем перемещения по оси Z; контроллер, выполненный с возможностью управления процессом послойного изготовления (выращивания) объемных деталей; катушку (картридж) с проволочным расходным материалом, выполненную с возможностью подачи расходного материала в печатающую головку, при этом устройство для перемещения печатающей головки в плоскости XY включает две продольные и, по крайней мере, одну поперечную направляющие для перемещения печатающей головки в плоскости XY, где продольные направляющие расположены по оси Y и жестко закреплены на основании, а поперечная направляющая расположена по оси X между двумя продольными направляющими с возможностью перемещения по ним; каретку, на которой закреплена печатающая головка, выполненная с возможностью перемещения по поперечной направляющей; приводные ремни, предназначенные для перемещения каретки с печатающей головкой в плоскости XY, отличающийся тем, что для перемещения каретки по двум осям XY используется только один ремень, а сама каретка перемещается по рельсовым направляющим, причем количество механизмов подачи расходных материалов составляет не менее двух и расположены на корпусе, который конструктивно выполнен без внутреннего каркаса и из прозрачного материала (патент 164639, опубл. 10.09.2016г.).There is also known a technical solution taken as a prototype 3D printer for the layered production of volumetric parts, including a housing, a printhead located in the housing, mounted on a carriage and equipped with a module for moving it in the XY plane; a desktop, made with the possibility of heating the working surface, mounted on the base and equipped with a module for moving along the Z axis; a controller configured to control the process of layer-by-layer manufacturing (growing) of volumetric parts; a coil (cartridge) with wire consumables, configured to supply consumables to the print head, the device for moving the print head in the XY plane includes two longitudinal and at least one transverse guides for moving the print head in the XY plane, where longitudinal guides are located on the Y axis and rigidly fixed to the base, and the transverse guide is located on the X axis between two longitudinal guides with the possibility of movement along them; a carriage on which a print head is mounted, configured to move along a transverse guide; drive belts designed to move the carriage with the print head in the XY plane, characterized in that only one belt is used to move the carriage along the two XY axes, and the carriage itself moves along the rail guides, and the number of supply mechanisms for consumables is at least two and are located on the case, which is structurally made without an inner frame and of a transparent material (patent 164639, publ. 09/10/2016).

Причины, по которым нельзя достичь, технический результат являются следующие: Высокая сложность и низкая скорость обслуживания; высокая сложность и низкая скорость сборки при производстве и обслуживании; отсутствие возможности плавной регулировки усилия натяжения приводного ремня.The reasons why it is impossible to achieve the technical result are as follows: High complexity and low speed of service; high complexity and low assembly speed during production and maintenance; the inability to smoothly adjust the tension of the drive belt.

Раскрытие сущности полезной моделиUtility Model Disclosure

Техническая проблема заключается в разработке технического решения направленного на снижении массогабаритных показателей, упрощения конструкции и повышения качества обслуживания. The technical problem is to develop a technical solution aimed at reducing overall dimensions, simplifying the design and improving the quality of service.

Технический результат направлен на повышение точности регулировки приводного ремня 3D-принтера и повышение срока службы установки The technical result is aimed at improving the accuracy of adjustment of the drive belt of the 3D printer and increasing the service life of the installation

Технический результат достигается тем, что кинематическая схема привода ремня рабочей головки 3D-принтера включает приводной ремень, имеющий форму H и соединяющий два электродвигателя привода ремня, кронштейн рабочей головки, разворотный ролик, закрепленных неподвижно на корпусе, разворотный ролик, входящий в состав подвижного натяжителя ремня, при этом она дополнительно содержит модуль натяжителя ремня, состоящего из корпуса натяжителя, разворотного ролика, закрепленного на корпусе натяжителя, регулировочного винта, оси модуля и кронштейна, закрепленного на корпусе установки.The technical result is achieved by the fact that the kinematic diagram of the drive belt of the working head of the 3D printer includes a drive belt having an H shape and connecting two belt drive electric motors, a bracket for the working head, a reversal roller fixed motionless on the housing, a reversal roller included in the movable belt tensioner moreover, it further comprises a belt tensioner module, consisting of a tensioner housing, a reversal roller mounted on the tensioner housing, an adjusting screw, the axis of the module and nshteyna fixed to the installation package.

Сущность поясняется фигурами 1, 2, 3, где:The essence is illustrated by figures 1, 2, 3, where:

На фиг.1 и 2 - общий вид кинематической схемы привода ремня рабочей головки представлен на фиг.1 и фиг.2. Где приводной ремень 2 имеет форму H и соединяет два электродвигателя привода ремня 1, кронштейн рабочей головки 4, разворотный ролик 7 и разворотный ролик, входящий в состав подвижного натяжителя ремня 6. Figure 1 and 2 is a General view of the kinematic diagram of the drive belt of the working head is presented in figure 1 and figure 2. Where the drive belt 2 has the shape H and connects two electric motors of the drive belt 1, the bracket of the working head 4, the reversal roller 7 and the reversal roller, which is part of the movable belt tensioner 6.

На фиг. 3 - конструкция натяжителя ремня и принцип его работы представлены фиг.3. Модуль натяжителя ремня состоит из корпуса натяжителя 10, закрепленного на корпусе разворотного ролика 7, вокруг которого происходит обгон ремня 2. In FIG. 3 - the design of the belt tensioner and the principle of its operation are presented in figure 3. The belt tensioner module consists of the tensioner housing 10, mounted on the housing of the reversal roller 7, around which the belt 2 is overtaken.

Осуществление полезной моделиUtility Model Implementation

Разворот движения приводного ремня по осям X и Y осуществляется за счет обгона роликов в модулях разворота ремня 5 на портале 3. Концы приводного ремня закреплены механически на кронштейне рабочей головки, за счет чего образуется замкнутый контур. Перемещение кронштейна печатающей головки осуществляется за счет взаимного знакопеременного вращения валов электродвигателей привода ремня. За счет изменения общей длины трассы ремня между точкой зацепления на валу электродвигателя и точкой фиксации на кронштейне печатающей головки, происходит перемещение кронштейна печатающей головки по оси X по порталу и портала по оси Y.The movement of the drive belt along the X and Y axes is carried out by overtaking the rollers in the belt turning modules 5 on the portal 3. The ends of the drive belt are mechanically fixed to the bracket of the working head, due to which a closed loop is formed. The movement of the bracket of the print head is due to the mutually alternating rotation of the shafts of the belt drive electric motors. By changing the total length of the belt path between the engagement point on the motor shaft and the fixation point on the print head bracket, the print head bracket moves along the X axis along the portal and the portal along the Y axis.

Модуль натяжителя ремня работает по типу качели с осью вращения – винтом 8, который в свою очередь закреплен на кронштейне 9, расположенном на корпусе установки. Кронштейн 4 также предотвращает смещение модуля натяжителя вдоль оси винта 8. В противоположную, относительно оси вращения, часть корпуса натяжителя вкручивается регулировочный винт 12, который упирается в корпус установки в зоне 11. При вращении регулировочного винта происходит поворот модуля натяжителя вокруг оси и смещение разворотного ролика вдоль оси Y. При смещении разворотного ролика происходит увеличение расстояния между точками разворота ремня, что приводит к его натяжению без изменения кинематики его перемещения (отсутствие линейного отклонения).The belt tensioner module works as a swing with the axis of rotation - screw 8, which in turn is mounted on an arm 9 located on the unit body. The bracket 4 also prevents the tensioner module from moving along the axis of the screw 8. In the opposite, relative to the axis of rotation, part of the tensioner housing, an adjustment screw 12 is screwed, which abuts the installation housing in zone 11. When the adjustment screw rotates, the tensioner module rotates around the axis and the reversal roller moves along the Y axis. When the reversal roller is shifted, the distance between the turning points of the belt increases, which leads to its tension without changing the kinematics of its movement (whether eynogo deviation).

Применение регулировочного винта позволяет произвести плавную бесступенчатую регулировку натяжения ремня.The use of an adjusting screw allows for smooth, stepless adjustment of the belt tension.

Возможность изменения усилия натяжения ремня, свободный доступ к регулировочному винту и отсутствие необходимости в предварительной частичной или полной разборки установки делает конструкцию с применением модуля натяжителя ремня легко и быстро обслуживаемой. Данный фактор напрямую влияет на качество, надежность и общий срок службы установки.The possibility of changing the belt tension force, free access to the adjusting screw and the absence of the need for preliminary partial or complete disassembly of the installation makes the design using the belt tensioner module easily and quickly serviced. This factor directly affects the quality, reliability and overall service life of the installation.

Claims (1)

Кинематическая схема привода ремня рабочей головки 3D-принтера, включающая приводной ремень, имеющий форму H и соединяющий два электродвигателя привода ремня, кронштейн рабочей головки, разворотный ролик, закрепленные неподвижно на корпусе, разворотный ролик, входящий в состав подвижного натяжителя ремня, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит модуль натяжителя ремня, состоящего из корпуса натяжителя, разворотного ролика, закрепленного на корпусе натяжителя, регулировочного винта, оси модуля и кронштейна, закрепленного на корпусе установки. The kinematic diagram of the drive belt of the working head of a 3D printer, including a drive belt having an H shape and connecting two belt drive electric motors, a working head bracket, a reversal roller fixed motionlessly on the housing, a reversal roller, which is part of the movable belt tensioner, characterized in that it additionally contains a belt tensioner module, consisting of a tensioner housing, a reversal roller mounted on the tensioner housing, an adjusting screw, the axis of the module and an arm fixed to the core Pus installation.

Images