一種五向通透熔融擠出型3d打印系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種五向通透熔融擠出型3D打印系統(tǒng)，包括外殼、以及設(shè)于外殼內(nèi)的料盤裝置、Z向傳動裝置、打印支架、XY雙向傳動裝置和打印頭；所述的料盤裝置設(shè)于外殼的底部；所述的Z向傳動裝置由Z向軸和絲桿電機(jī)構(gòu)成，所述的Z向軸沿豎直向設(shè)置，且Z向軸的底端與絲桿電機(jī)的輸出軸連接；所述的打印支架上設(shè)有螺紋通孔，所述的Z向軸上設(shè)有與該螺紋通孔匹配的外螺紋，Z向軸套在螺紋通孔內(nèi)，且Z向軸與打印支架垂直；所述的XY雙向傳動裝置設(shè)置于外殼的頂部，所述的打印頭設(shè)置于XY雙向傳動裝置上，且打印頭朝向打印支架。其結(jié)構(gòu)簡單、小巧輕便、成本低廉，且打印精度高、散熱性能好、安全性能高。
【專利說明】
一種五向通透熔融擠出型3D打印系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及3D打印領(lǐng)域，特別是涉及一種五向通透熔融擠出型3D打印系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]3D打印，是一種快速成型技術(shù)，一般使用可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。其中熔融擠出成型(FDM)大多使用ABS、PLA等作為耗材以絲狀供料。耗材在噴頭內(nèi)被加熱熔化。噴頭沿零件截面輪廓和填充軌跡運動，同時將熔化的材料擠出，材料迅速固化，并與周圍的材料粘結(jié)。每一個層片都是在上一層上堆積而成，上一層對當(dāng)前層起到定位和支撐的作用。在3D打印機(jī)構(gòu)建方面則是通過在XYZ三個維度上各安放一個步進(jìn)式電機(jī)，電腦軟件通過數(shù)字模型的分層位置確定每一個需要打印的點，來對應(yīng)的控制上述3個步進(jìn)電機(jī)的協(xié)同運作，從而實現(xiàn)了三維方向上的立體造型。
[0003 ]目前傳統(tǒng)的roM3D打印機(jī)大多采用支撐方式的粗口型結(jié)構(gòu)，大多零部件以及線路暴露在外，既不美觀，也容易損壞精密器械。同時由于局部零件高溫工作，暴露的高溫零部件也造成了嚴(yán)重的安全方面的風(fēng)險。另一種封閉的結(jié)構(gòu)方式解決了安全問題，但全封閉的結(jié)構(gòu)不利于機(jī)器本身的散熱，同時也不利于操作者實時觀測到機(jī)器狀態(tài)。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]基于此，針對上述問題，本發(fā)明提出一種五向通透熔融擠出型3D打印系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)簡單、小巧輕便、成本低廉，且打印精度高、散熱性能好、安全性能高。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種五向通透熔融擠出型3D打印系統(tǒng)，包括外殼、以及設(shè)于外殼內(nèi)的料盤裝置、Z向傳動裝置、打印支架、XY雙向傳動裝置和打印頭;所述的料盤裝置設(shè)于外殼的底部;所述的Z向傳動裝置為與電機(jī)輸出軸連接的傳動絲桿，所述的打印支架垂直設(shè)置于傳動絲桿上;所述的XY雙向傳動裝置為分別設(shè)置于外殼相鄰兩側(cè)面且互相垂直的滑動軌道，所述的滑動軌道平行設(shè)置于打印支架的上方，所述的打印頭活動設(shè)置于XY雙向傳動裝置上。
[0006]上述打印系統(tǒng)中，打印頭可通過XY雙向傳動裝置沿X向和Y向移動，以達(dá)到水平面內(nèi)的任意打印點，被打印物成型在打印支架上，通過高精度的絲桿電機(jī)精確的控制打印支架在Z方向上的運動，以最大限度的減少了整機(jī)在打印過程中的震動，從而提高了打印精度。
[0007]在優(yōu)選的實施例中，所述的XY雙向傳動裝置由X向傳動組件和Y向傳動組件構(gòu)成；所述的Y向傳動組件包括一對Y向支撐軸、X電機(jī)座、Y向滑動座、一對Y向傳動軸和Y向步進(jìn)電機(jī);所述的一對Y向支撐軸平行設(shè)置于打印支架的上方，所述的X電機(jī)座通過直線軸承設(shè)置于其中一個Y向支撐軸上，所述的Y向滑動座通過直線軸承設(shè)置于另一個Y向支撐軸上;所述的一對Y向傳動軸相互平行且分別與一對Y向支撐軸垂直相交;一對Y向傳動軸的一端通過主動皮帶連接，主動皮帶由傳動電機(jī)驅(qū)動，一對Y向傳動軸的另一端通過從動皮帶連接;所述的X電機(jī)座與從動皮帶固定連接，所述的Y向滑動座與主動皮帶固定連接;所述X向傳動組件的一端固定于X電機(jī)座上，另一端固定于Y向滑動座上，所述的打印頭活動設(shè)置于X向傳動組件上。
[0008]上述Y向傳動組件中，X電機(jī)座與Y向滑動座分別通過直線軸承可以在規(guī)定的Y方向上沿著Y向支撐軸精確的滑動。一對Y向支撐軸均是直徑為8MM的不銹鋼光滑桿，其通過位于機(jī)身四個角落的高精度CNC件精確的固定于上述外殼內(nèi)，從而大大的減少了整機(jī)在使用過程中的X方向上的震動。傳動電機(jī)出于整體結(jié)構(gòu)尺寸和美觀方面的考慮，設(shè)計到底座上的隱藏空間內(nèi)。整機(jī)程序會精確控制傳動電機(jī)的轉(zhuǎn)動，電機(jī)的運動帶動主動皮帶轉(zhuǎn)動，Y向滑動座跟隨主動皮帶一起沿Y向支撐軸運動，主動皮帶帶動Y向傳動軸轉(zhuǎn)動，Y向傳動軸帶動從動皮帶運動，X電機(jī)座跟隨從動皮帶一起沿Y向支撐軸運動，從而精確的控制X電機(jī)座與Y向滑動座在Y方向的運動。
[0009]在優(yōu)選的實施例中，所述的X向傳動組件包括X向傳動皮帶、XY雙向軸承、X向步進(jìn)電機(jī)和垂直于Y向支撐軸的X向支撐軸;所述X向支撐軸的一端固定于所述的X電機(jī)座上，X向支撐軸的另一端固定于所述的Y向滑動座上;所述的Y向滑動座上設(shè)有凹槽，XY雙向軸承套在Y向支撐軸上并位于所述的凹槽內(nèi)，且Y向滑動座上還設(shè)有擋片將XY雙向軸承檔在凹槽內(nèi)；所述的X向步進(jìn)電機(jī)固定于X電機(jī)座上，X向步進(jìn)電機(jī)的輸出軸與所述的XY雙向軸承通過X向傳動皮帶連接，且X向傳動皮帶與X向支撐軸平行;所述的打印頭通過直線軸承設(shè)置于X向支撐軸上，且打印頭與X向傳動皮帶固定連接。
[0010]上述X向傳動組件中，XY雙向軸承為一段長度為17mm的直線軸承，被限制在Y向滑動座的凹槽內(nèi)，既能跟隨Y向滑動座沿著Y向支撐軸在Y方向上滑動，同時能繞著Y向支撐軸在X方向上旋轉(zhuǎn);X向支撐軸是直徑為8mm的不銹鋼光滑桿并設(shè)置有兩根，兩根X向支撐軸的兩端分別固定于X電機(jī)座和Y向滑動座上，從而大大的減少了整機(jī)在使用過程中的Y方向上的震動;打印頭通過直線軸承可以在規(guī)定的X方向上沿著X向支撐軸精確的滑動，X向傳動皮帶為跑道型，當(dāng)X向步進(jìn)電機(jī)帶動X向傳動皮帶運動時，打印頭跟隨X向傳動皮帶一起沿X向運動。
[0011]在優(yōu)選的實施例中，所述X向步進(jìn)電機(jī)的輸出軸上設(shè)置有X向同步輪，所述X向傳動皮帶的兩端分別套在X向同步輪和所述的XY雙向軸承上，且X向傳動皮帶為帶齒的膠帶，X向傳動皮帶與X向同步輪之間齒合傳動。整機(jī)程序會精確控制X向步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動，電機(jī)的運動通過精確控制X向同步輪的轉(zhuǎn)動從而帶動X向傳動皮帶的沿X方向運動，從而帶動打印頭通過直線軸承可以在規(guī)定的X方向上沿著X向支撐軸精確的滑動;X向傳動皮帶與X向同步輪之間齒合傳動，可以減小傳動誤差。
[0012]在優(yōu)選的實施例中，所述的X電機(jī)座上設(shè)有X向限位開關(guān)和Y向限位開關(guān)，所述的X向限位開關(guān)朝向打印頭設(shè)置。Y向限位開關(guān)的作用是確定打印頭在Y方向上的初始位置Yo，當(dāng)整個Y向傳動組件運動到Y(jié)o位置時，Y向限位開關(guān)會剛好觸碰到一個固定座的邊緣，從而確定打印頭的Yci值;X向限位開關(guān)的作用是確定打印頭在X方向上的初始位置Xq，打印頭在X方向上運動的過程中，當(dāng)靠近X電機(jī)座時，一旦觸碰到X向限位開關(guān)，就能確定整個打印頭的Xo值。通過Xo、Yo這樣的初始值，就能精確控制打印頭在預(yù)定的區(qū)域內(nèi)工作。
[0013]在優(yōu)選的實施例中，所述的打印頭包括打印頭基座以及設(shè)置于打印頭基座上的擠出電機(jī)、壓頭、喉管固定座、壓緊彈簧、加熱模塊和風(fēng)扇;所述的壓頭通過螺絲設(shè)置在打印頭基座上，且壓頭上設(shè)有可供絲狀打印耗材穿過的通孔;所述的喉管固定座位于壓頭的下方，所述擠出電機(jī)的輸出軸上設(shè)有擠出電機(jī)軸，擠出電機(jī)軸和壓緊彈簧均位于壓頭與喉管固定座之間，且壓緊彈簧的一端固定在壓頭上，另一端固定在喉管固定座上;所述的壓頭上設(shè)有耗材輪，耗材輪和壓緊彈簧分別位于所述螺絲的兩側(cè)，壓緊彈簧處于緊張狀態(tài)，使穿過壓頭通孔的絲狀耗材被壓緊在耗材輪和擠出電機(jī)軸之間；所述的喉管固定座內(nèi)設(shè)有通孔，該通孔內(nèi)設(shè)有供絲狀耗材穿過的喉管，且喉管的一端延伸至所述的加熱模塊內(nèi)，加熱模塊上設(shè)有噴嘴，噴嘴朝向所述的打印支架設(shè)置;所述風(fēng)扇的出風(fēng)口正對噴嘴設(shè)置。
[0014]對于上述打印頭，各部件為鋁合金材料經(jīng)過CNC技術(shù)精雕而成，既精確又堅固耐用而且能對置于其中的擠出電機(jī)起到散熱和保護(hù)的作用。耗材輪可在壓頭上旋轉(zhuǎn)，壓頭可通過螺絲在打印頭基座上旋轉(zhuǎn)，壓緊彈簧處于緊張狀態(tài)，給壓頭一個向上的推力，使位于壓頭另一端的耗材輪不斷地靠近擠出電機(jī)軸，當(dāng)絲狀耗材穿過壓頭的通孔后，被夾緊在耗材輪與擠出電機(jī)軸之間；然后耗材穿過喉管，經(jīng)過喉管固定座，進(jìn)入加熱模塊，加熱模塊內(nèi)置加熱元器件以及熱敏電阻，熱敏電阻實時檢測溫度并將數(shù)據(jù)傳回系統(tǒng)，從而實時精確控制打印頭的溫度;耗材在加熱模塊內(nèi)由固態(tài)經(jīng)高溫融化為液態(tài)并從噴嘴擠出；風(fēng)扇將風(fēng)口對準(zhǔn)噴嘴，輔助耗材經(jīng)過噴嘴打印后迅速凝固，重新變回固態(tài)。通過精確控制擠出電機(jī)的轉(zhuǎn)速即可精確控制耗材的擠出量和擠出速度。
[0015]在優(yōu)選的實施例中，所述的料盤裝置包括底座、固定軸、軸承、耗材座和料盤，所述的底座固定于外殼的底部，底座上設(shè)有用于安裝耗材座的安裝槽，所述的固定軸固定于安裝槽內(nèi)并與底座垂直，所述的耗材座通過軸承設(shè)置于固定軸上，所述的料盤固定于耗材座上。
[0016]耗材為均勻絲狀纏繞于料盤上，料盤是一個標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的圓柱形，圓柱形中間的孔剛好可以緊配耗材座。耗材當(dāng)受到擠出電機(jī)的拉力時，耗材就能拉動料盤繞軸承自動旋轉(zhuǎn)。
[0017]在優(yōu)選的實施例中，所述的外殼上設(shè)有外殼裝飾件，所述的外殼與外殼裝飾件的間隙內(nèi)設(shè)有四氟管，所述安裝槽的側(cè)壁上設(shè)有軟管孔，四氟管的一端設(shè)置于軟管孔內(nèi)，四氟管的另一端連接打印頭。纏繞在料盤上的絲狀耗材通過四氟管送達(dá)打印頭。
[0018]在優(yōu)選的實施例中，所述的Z向傳動裝置還包括Z向?qū)驐U和法蘭;所述的Z向?qū)驐U與Z向軸平行，Z向?qū)驐U的一端固定于外殼的底部，所述的打印支架通過直線軸承套在Z向?qū)驐U上;所述的法蘭固定于所述打印支架的通孔內(nèi)，法蘭的內(nèi)圈設(shè)有與Z向軸上的外螺紋匹配的內(nèi)螺紋，Z向軸套在法蘭內(nèi)；所述的打印支架上設(shè)有打印平臺，打印平臺與打印支架平行，且二者通過彈簧連接。Z向?qū)驐U起支撐平衡作用，使打印支架在Z向上的運行更平穩(wěn);通過控制絲桿電機(jī)的轉(zhuǎn)動從而控制了 Z向軸的精確轉(zhuǎn)動，通過法蘭的傳動，就可以精確的控制打印平臺的精確升降運動;通過彈簧將打印平臺設(shè)于打印支架上，調(diào)節(jié)彈簧的松緊度可以方便的調(diào)節(jié)打印平臺，此時被打印物成型在打印平臺上。
[0019]在優(yōu)選的實施例中，所述的外殼為金屬制鏤空結(jié)構(gòu)，外殼的側(cè)面和頂部均設(shè)有觀察窗。使得使用者可以從前后左右和頂部全方位觀察整機(jī)運作情況。
[0020]本發(fā)明的有益效果是:
[0021](1)、使用鋁合金材料制作一個五向通透的立方體結(jié)構(gòu)的外殼，將所有零部件以及線路置于所述立方體外殼之內(nèi)，得到一個安全通透的內(nèi)部空間以及整潔的外觀，以方便家庭學(xué)校以及兒童的使用，同時也利于散熱；
[0022](2)、將耗材料盤內(nèi)置于整機(jī)底部，通過一根軟管從整機(jī)內(nèi)部將耗材直接輸送到打印頭部位，以使整機(jī)結(jié)構(gòu)更整潔、節(jié)約空間并減少了使用中的風(fēng)險，提高了安全性，同時擠出電機(jī)靠近加熱模塊設(shè)置，給加熱模塊以近程擠出的方式送料，近程出絲精度高，回抽準(zhǔn)確，不堵頭，控制更精確；
[0023](3)、所有的關(guān)鍵部件全部采用CNC技術(shù)精加工而成，從而將整機(jī)的打印精度提高到100微米級別;通過高精度的絲桿電機(jī)精確的控制打印平臺在Z方向上的運動，以最大限度的減少了整機(jī)在打印過程中的震動，從而進(jìn)一步地確保打印精度；
[0024](4)、整個3D打印機(jī)結(jié)構(gòu)系統(tǒng)設(shè)計新穎，與傳統(tǒng)3D打印相比，整機(jī)體積更小，在使用中占用的工作空間更小，五向通透的半封閉結(jié)構(gòu)，既堅固，安全，結(jié)構(gòu)整潔簡單，同時方便使用者隨時從各個角度全方位直觀立體的觀察到打印機(jī)工作的進(jìn)度;全套CNC技術(shù)的使用，有效的控制了成本和整機(jī)體積，同時提高了打印精度。
【附圖說明】
[0025]圖1是本發(fā)明實施例中五向通透熔融擠出型3D打印系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2是圖1中Y向傳動組件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖3是圖1中X向傳動組件的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖4是圖3中X電機(jī)座的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖5是圖1中打印頭的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖6是圖1中料盤裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]10-打印頭，20-外殼裝飾件，30-外殼，40-傳動絲桿，50-打印支架，60-打印平臺，70-耗材，80-底座，90-絲桿電機(jī)，110-X電機(jī)座，111-X向同步輪，112-Y向傳動皮帶固定螺絲，113-X向步進(jìn)電機(jī)，114-Y向限位開關(guān)，115-X向限位開關(guān)，120-Y向支撐軸，130-Y向傳動軸，140-主動皮帶，141-從動皮帶，150-Y向滑動座，151-XY雙向軸承，160-Y向步進(jìn)電機(jī)，170-X向支撐軸，180-打印頭基座，181-擠出電機(jī)，182-壓頭，183-耗材輪，184-擠出電機(jī)軸，185-喉管，186-喉管固定座，187-加熱模塊，188-噴嘴，189-風(fēng)扇，190-X向傳動皮帶，710-耗材座，720-軸承，730-固定軸，810-軟管孔。
【具體實施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0033]實施例:
[0034]參考圖1，一種五向通透恪融擠出型3D打印系統(tǒng)，包括外殼30、以及設(shè)于外殼30內(nèi)的料盤裝置、Z向傳動裝置、打印支架50、XY雙向傳動裝置和打印頭10;所述的料盤裝置設(shè)于外殼30的底部;所述的Z向傳動裝置為與絲桿電機(jī)90輸出軸連接的傳動絲桿40，所述的打印支架50垂直設(shè)置于傳動絲桿40上;所述的XY雙向傳動裝置為分別設(shè)置于外殼相鄰兩側(cè)面且互相垂直的滑動軌道，所述的滑動軌道平行設(shè)置于打印支架50的上方，所述的打印頭活動設(shè)置于XY雙向傳動裝置上。
[0035]上述打印系統(tǒng)中，打印頭1可通過XY雙向傳動裝置沿X向和Y向移動，以達(dá)到水平面內(nèi)的任意打印點，被打印物成型在打印支架50上，通過高精度的絲桿電機(jī)90精確的控制打印支架50在Z方向上的運動，以最大限度的減少了整機(jī)在打印過程中的震動，從而提高了打印精度。
[0036]在另一個實施例中，參考圖2和圖4，所述的XY雙向傳動裝置由X向傳動組件和Y向傳動組件構(gòu)成;所述的Y向傳動組件包括一對Y向支撐軸120、X電機(jī)座110、Y向滑動座150、一對Y向傳動軸130和Y向步進(jìn)電機(jī)160;所述的一對Y向支撐軸120平行設(shè)置于打印支架50的上方，所述的X電機(jī)座110通過直線軸承設(shè)置于其中一個Y向支撐軸120上，所述的Y向滑動座150通過直線軸承設(shè)置于另一個Y向支撐軸120上;所述的一對Y向傳動軸130相互平行且分別與一對Y向支撐軸120垂直相交;一對Y向傳動軸130的一端通過主動皮帶140連接，主動皮帶140由傳動電機(jī)160驅(qū)動，一對Y向傳動軸130的另一端通過從動皮帶141連接;所述的X電機(jī)座110與從動皮帶141通過Y向傳動皮帶固定螺絲112固定連接，所述的Y向滑動座150與主動皮帶140固定連接;所述X向傳動組件的一端固定于X電機(jī)座110上，另一端固定于Y向滑動座150上，所述的打印頭10活動設(shè)置于X向傳動組件上。
[0037]上述Y向傳動組件中，X電機(jī)座110與Y向滑動座150分別通過直線軸承可以在規(guī)定的Y方向上沿著Y向支撐軸120精確的滑動。一對Y向支撐軸120均是直徑為8MM的不銹鋼光滑桿，其通過位于機(jī)身四個角落的高精度CNC件精確的固定于上述外殼30內(nèi)，從而大大的減少了整機(jī)在使用過程中的X方向上的震動。傳動電機(jī)160出于整體結(jié)構(gòu)尺寸和美觀方面的考慮，設(shè)計到底座上的隱藏空間內(nèi)。整機(jī)程序會精確控制傳動電機(jī)160的轉(zhuǎn)動，電機(jī)的運動帶動主動皮帶140轉(zhuǎn)動，Y向滑動座跟150隨主動皮帶140—起沿Y向支撐軸120運動，主動皮帶140帶動Y向傳動軸130轉(zhuǎn)動，Y向傳動軸130帶動從動皮帶141運動，X電機(jī)座110跟隨從動皮帶141 一起沿Y向支撐軸120運動，從而精確的控制X電機(jī)座110與Y向滑動座150在Y方向的運動。
[0038]在另一個實施例中，參考圖3和圖4，所述的X向傳動組件包括X向傳動皮帶190、XY雙向軸承151、Χ向步進(jìn)電機(jī)113和垂直于Y向支撐軸120的X向支撐軸170;所述X向支撐軸170的一端固定于所述的X電機(jī)座110上，X向支撐軸170的另一端固定于所述的Y向滑動座150上;所述的Y向滑動座150上設(shè)有凹槽，XY雙向軸承151套在Y向支撐軸120上并位于所述的凹槽內(nèi)，且Y向滑動座150上還設(shè)有擋片將XY雙向軸承151檔在凹槽內(nèi)；所述的X向步進(jìn)電機(jī)113固定于X電機(jī)座110上，X向步進(jìn)電機(jī)113的輸出軸與所述的XY雙向軸承151通過X向傳動皮帶190連接，且X向傳動皮帶190與X向支撐軸170平行;所述的打印頭10通過直線軸承設(shè)置于X向支撐軸170上，且打印頭10與X向傳動皮帶190固定連接。
[0039]上述X向傳動組件中，XY雙向軸承151為一段長度為17mm的直線軸承，被限制在Y向滑動座150的凹槽內(nèi)，XY雙向軸承151既能跟隨Y向滑動座150沿著Y向支撐軸120在Y方向上滑動，同時能繞著Y向支撐軸120在X方向上旋轉(zhuǎn);X向支撐軸170是直徑為8mm的不銹鋼光滑桿并設(shè)置有兩根，兩根X向支撐軸170的兩端分別固定于X電機(jī)座110和Y向滑動座150上，從而大大的減少了整機(jī)在使用過程中的Y方向上的震動;打印頭10通過直線軸承可以在規(guī)定的X方向上沿著X向支撐軸170精確的滑動，X向傳動皮帶190為跑道型，當(dāng)X向步進(jìn)電機(jī)113帶動X向傳動皮帶190運動時，打印頭1跟隨X向傳動皮帶190—起沿X向運動。
[0040]在另一個實施例中，所述X向步進(jìn)電機(jī)113的輸出軸上設(shè)置有X向同步輪111，所述X向傳動皮帶190的兩端分別套在X向同步輪111和所述的XY雙向軸承151上，且X向傳動皮帶190為帶齒的膠帶，X向傳動皮帶190與X向同步輪111之間齒合傳動。整機(jī)程序會精確控制X向步進(jìn)電機(jī)113的轉(zhuǎn)動，電機(jī)的運動通過精確控制X向同步輪111的轉(zhuǎn)動從而帶動X向傳動皮帶190沿X方向運動，進(jìn)而帶動打印頭10通過直線軸承可以在規(guī)定的X方向上沿著X向支撐軸170精確的滑動;X向傳動皮帶190與X向同步輪111之間齒合傳動，可以減小傳動誤差。
[0041 ]在另一個實施例中，所述的X電機(jī)座110上設(shè)有X向限位開關(guān)115和Y向限位開關(guān)114，所述的X向限位開關(guān)115朝向打印頭10設(shè)置。Y向限位開關(guān)114的作用是確定打印頭10在Y方向上的初始位置Yq，當(dāng)整個Y向傳動組件運動到Y(jié)o位置時，Y向限位開關(guān)114會剛好觸碰到一個固定座的邊緣，從而確定打印頭10的Yo值;X向限位開關(guān)115的作用是確定打印頭10在X方向上的初始位置Xo，打印頭1在X方向上運動的過程中，當(dāng)靠近X電機(jī)座110時，一旦觸碰至IjX向限位開關(guān)115，就能確定整個打印頭10的Xo值。通過XckYo這樣的初始值，就能精確控制打印頭10在預(yù)定的區(qū)域內(nèi)工作。
[0042]在另一個實施例中，參考圖5，所述的打印頭10包括打印頭基座180以及設(shè)置于打印頭基座180上的擠出電機(jī)181、壓頭182、喉管固定座186、壓緊彈簧、加熱模塊187和風(fēng)扇189;所述的壓頭182通過螺絲設(shè)置在打印頭基座180上，且壓頭182上設(shè)有可供絲狀打印耗材穿過的通孔;所述的喉管固定座186位于壓頭182的下方，所述擠出電機(jī)181的輸出軸上設(shè)有擠出電機(jī)軸184，擠出電機(jī)軸184和壓緊彈簧均位于壓頭182與喉管固定座186之間，且壓緊彈簧的一端固定在壓頭182上，另一端固定在喉管固定座186上;所述的壓頭182上設(shè)有耗材輪183，耗材輪183和壓緊彈簧分別位于所述螺絲的兩側(cè)，壓緊彈簧處于緊張狀態(tài)，使穿過壓頭182通孔的絲狀耗材被壓緊在耗材輪183和擠出電機(jī)軸184之間;所述的喉管固定座186內(nèi)設(shè)有通孔，該通孔內(nèi)設(shè)有供絲狀耗材穿過的喉管185，且喉管185的一端延伸至所述的加熱模塊187內(nèi)，加熱模塊187上設(shè)有噴嘴188，噴嘴188朝向所述的打印支架50設(shè)置;所述風(fēng)扇189的出風(fēng)口正對噴嘴188設(shè)置。
[0043]對于上述打印頭10，各部件為鋁合金材料經(jīng)過CNC技術(shù)精雕而成，既精確又堅固耐用，而且能對置于其中的擠出電機(jī)181起到散熱和保護(hù)的作用。耗材輪183可在壓頭182上旋轉(zhuǎn)，壓頭182可通過螺絲在打印頭基座180上旋轉(zhuǎn)，壓緊彈簧處于緊張狀態(tài)，給壓頭182—個向上的推力，使位于壓頭182另一端的耗材輪183不斷地靠近擠出電機(jī)軸184，當(dāng)絲狀耗材穿過壓頭182的通孔后，被夾緊在耗材輪183與擠出電機(jī)軸184之間；然后耗材穿過喉管185，經(jīng)過喉管固定座186，進(jìn)入加熱模塊187，加熱模塊187內(nèi)置加熱元器件以及熱敏電阻，熱敏電阻實時檢測溫度并將數(shù)據(jù)傳回系統(tǒng)，從而實時精確控制打印頭10的溫度;耗材在加熱模塊187內(nèi)由固態(tài)經(jīng)高溫融化為液態(tài)并從噴嘴188擠出；風(fēng)扇189將出風(fēng)口對準(zhǔn)噴嘴188，輔助耗材經(jīng)過噴嘴188打印后迅速凝固，重新變回固態(tài)。通過精確控制擠出電機(jī)184的轉(zhuǎn)速即可精確控制耗材的擠出量和擠出速度;擠出電機(jī)181靠近加熱模塊187設(shè)置，給加熱模塊187以近程擠出的方式送料，近程出絲精度高，回抽準(zhǔn)確，不堵頭，控制更精確。
[0044]在另一個實施例中，參考圖6，所述的料盤裝置包括底座80、固定軸730、軸承720、耗材座710和料盤，所述的底座80固定于外殼30的底部，底座80上設(shè)有用于安裝耗材座710的安裝槽，所述的固定軸730固定于安裝槽內(nèi)并與底座80垂直，所述的耗材座710通過軸承720設(shè)置于固定軸730上，所述的料盤固定于耗材座710上。
[0045]其中，耗材70為均勻絲狀纏繞于料盤上，料盤是一個標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格的圓柱形，圓柱形中間的孔剛好可以緊配耗材座710 ο當(dāng)耗材70受到擠出電機(jī)181的拉力時，耗材就能拉動料盤繞軸承720自動旋轉(zhuǎn)，進(jìn)而不斷地為打印頭10供料。
[0046]在另一個實施例中，所述的外殼30上設(shè)有外殼裝飾件20，所述的外殼30與外殼裝飾件20的間隙內(nèi)設(shè)有四氟管，所述安裝槽的側(cè)壁上設(shè)有軟管孔810，四氟管的一端設(shè)置于軟管孔810內(nèi)，四氟管的另一端連接打印頭10。纏繞在料盤上的絲狀耗材通過四氟管送達(dá)打印頭10。通過將送料的四氟管埋設(shè)在外殼30與外殼裝飾件20之間的間隙內(nèi)，即節(jié)約了空間，又安全，同時保證送料的正常運行。
[0047]在另一個實施例中，所述的Z向傳動裝置還包括Z向?qū)驐U和法蘭;所述的Z向?qū)驐U與Z向軸40平行，Z向?qū)驐U的一端固定于外殼30的底部，所述的打印支架50通過直線軸承套在Z向?qū)驐U上;所述的法蘭固定于所述打印支架50的螺紋通孔內(nèi)，法蘭的內(nèi)圈設(shè)有與Z向軸40上的外螺紋匹配的內(nèi)螺紋，Z向軸40套在法蘭內(nèi)；所述的打印支架50上設(shè)有打印平臺60，打印平臺60與打印支架50平行，且二者通過彈簧連接。Z向?qū)驐U起支撐平衡作用，使打印支架50在Z向上的運行更平穩(wěn);通過控制絲桿電機(jī)90的轉(zhuǎn)動從而控制了 Z向軸40的精確轉(zhuǎn)動，通過法蘭的傳動，就可以精確的控制打印平臺60的精確升降運動;通過彈簧將打印平臺60設(shè)于打印支架50上，調(diào)節(jié)彈簧的松緊度可以方便的調(diào)節(jié)打印平臺60，此時，被打印物成型在打印平臺60上。
[0048]在另一個實施例中，所述的外殼30為金屬制鏤空結(jié)構(gòu)，外殼30的側(cè)面和頂部均設(shè)有觀察窗。使得使用者可以從前后左右和頂部全方位觀察整機(jī)運作情況。
[0049]以上所述實施例僅表達(dá)了本發(fā)明的【具體實施方式】，其描述較為具體和詳細(xì)，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應(yīng)當(dāng)指出的是，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干變形和改進(jìn)，這些都屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項】
1.一種五向通透熔融擠出型3D打印系統(tǒng)，其特征在于:包括外殼、以及設(shè)于外殼內(nèi)的料盤裝置、Z向傳動裝置、打印支架、XY雙向傳動裝置和打印頭;所述的料盤裝置設(shè)于外殼的底部;所述的Z向傳動裝置為與電機(jī)輸出軸連接的傳動絲桿，所述的打印支架垂直設(shè)置于傳動絲桿上;所述的XY雙向傳動裝置為分別設(shè)置于外殼相鄰兩側(cè)面且互相垂直的滑動軌道，所述的滑動軌道平行設(shè)置于打印支架的上方，所述的打印頭活動設(shè)置于XY雙向傳動裝置上。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的五向通透熔融擠出型3D打印系統(tǒng)，其特征在于:所述的XY雙向傳動裝置由X向傳動組件和Y向傳動組件構(gòu)成;所述的Y向傳動組件包括一對Y向支撐軸、X電機(jī)座、Y向滑動座、一對Y向傳動軸和Y向步進(jìn)電機(jī);所述的一對Y向支撐軸平行設(shè)置于打印支架的上方，所述的X電機(jī)座通過直線軸承設(shè)置于其中一個Y向支撐軸上，所述的Y向滑動座通過直線軸承設(shè)置于另一個Y向支撐軸上;所述的一對Y向傳動軸相互平行且分別與一對Y向支撐軸垂直相交;一對Y向傳動軸的一端通過主動皮帶連接，主動皮帶由傳動電機(jī)驅(qū)動，一對Y向傳動軸的另一端通過從動皮帶連接;所述的X電機(jī)座與從動皮帶固定連接，所述的Y向滑動座與主動皮帶固定連接;所述X向傳動組件的一端固定于X電機(jī)座上，另一端固定于Y向滑動座上，所述的打印頭活動設(shè)置于X向傳動組件上。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的五向通透熔融擠出型3D打印系統(tǒng)，其特征在于:所述的X向傳動組件包括X向傳動皮帶、XY雙向軸承、X向步進(jìn)電機(jī)和垂直于Y向支撐軸的X向支撐軸;所述X向支撐軸的一端固定于所述的X電機(jī)座上，X向支撐軸的另一端固定于所述的Y向滑動座上;所述的Y向滑動座上設(shè)有凹槽，XY雙向軸承套在Y向支撐軸上并位于所述的凹槽內(nèi)，且Y向滑動座上還設(shè)有擋片將XY雙向軸承檔在凹槽內(nèi)；所述的X向步進(jìn)電機(jī)固定于X電機(jī)座上，X向步進(jìn)電機(jī)的輸出軸與所述的XY雙向軸承通過X向傳動皮帶連接，且X向傳動皮帶與X向支撐軸平行;所述的打印頭通過直線軸承設(shè)置于X向支撐軸上，且打印頭與X向傳動皮帶固定連接。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的五向通透熔融擠出型3D打印系統(tǒng)，其特征在于:所述X向步進(jìn)電機(jī)的輸出軸上設(shè)置有X向同步輪，所述X向傳動皮帶的兩端分別套在X向同步輪和所述的XY雙向軸承上，且X向傳動皮帶為帶齒的膠帶，X向傳動皮帶與X向同步輪之間齒合傳動。5.根據(jù)權(quán)利要求2-4任一所述的五向通透熔融擠出型3D打印系統(tǒng)，其特征在于:所述的X電機(jī)座上設(shè)有X向限位開關(guān)和Y向限位開關(guān)，所述的X向限位開關(guān)朝向打印頭設(shè)置。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的五向通透熔融擠出型3D打印系統(tǒng)，其特征在于:所述的打印頭包括打印頭基座以及設(shè)置于打印頭基座上的擠出電機(jī)、壓頭、喉管固定座、壓緊彈簧、加熱模塊和風(fēng)扇；所述的壓頭通過螺絲設(shè)置在打印頭基座上，且壓頭上設(shè)有可供絲狀打印耗材穿過的通孔;所述的喉管固定座位于壓頭的下方，所述擠出電機(jī)的輸出軸上設(shè)有擠出電機(jī)軸，擠出電機(jī)軸和壓緊彈簧均位于壓頭與喉管固定座之間，且壓緊彈簧的一端固定在壓頭上，另一端固定在喉管固定座上;所述的壓頭上設(shè)有耗材輪，耗材輪和壓緊彈簧分別位于所述螺絲的兩側(cè)，壓緊彈簧處于緊張狀態(tài)，使穿過壓頭通孔的絲狀耗材被壓緊在耗材輪和擠出電機(jī)軸之間;所述的喉管固定座內(nèi)設(shè)有通孔，該通孔內(nèi)設(shè)有供絲狀耗材穿過的喉管，且喉管的一端延伸至所述的加熱模塊內(nèi)，加熱模塊上設(shè)有噴嘴，噴嘴朝向所述的打印支架設(shè)置；所述風(fēng)扇的出風(fēng)口正對噴嘴設(shè)置。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的五向通透熔融擠出型3D打印系統(tǒng)，其特征在于:所述的料盤裝置包括底座、固定軸、軸承、耗材座和料盤，所述的底座固定于外殼的底部，底座上設(shè)有用于安裝耗材座的安裝槽，所述的固定軸固定于安裝槽內(nèi)并與底座垂直，所述的耗材座通過軸承設(shè)置于固定軸上，所述的料盤固定于耗材座上。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的五向通透熔融擠出型3D打印系統(tǒng)，其特征在于:所述的外殼上設(shè)有外殼裝飾件，所述的外殼與外殼裝飾件的間隙內(nèi)設(shè)有四氟管，所述安裝槽的側(cè)壁上設(shè)有軟管孔，四氟管的一端設(shè)置于軟管孔內(nèi)，四氟管的另一端連接打印頭。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的五向通透熔融擠出型3D打印系統(tǒng)，其特征在于:所述的Z向傳動裝置還包括Z向?qū)驐U和法蘭;所述的Z向?qū)驐U與Z向軸平行，Z向?qū)驐U的一端固定于外殼的底部，所述的打印支架通過直線軸承套在Z向?qū)驐U上;所述的法蘭固定于所述打印支架的通孔內(nèi)，法蘭的內(nèi)圈設(shè)有與Z向軸上的外螺紋匹配的內(nèi)螺紋，Z向軸套在法蘭內(nèi)；所述的打印支架上設(shè)有打印平臺，打印平臺與打印支架平行，且二者通過彈簧連接。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的五向通透熔融擠出型3D打印系統(tǒng)，其特征在于:所述的外殼為金屬制鏤空結(jié)構(gòu)，外殼的側(cè)面和頂部均設(shè)有觀察窗。
【文檔編號】B29C67/00GK106042394SQ201610607274
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年7月29日
【發(fā)明人】馬強(qiáng)
【申請人】深圳市加維科技有限公司