一種桌面型3d打印機多功能底板的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種桌面型3D打印機多功能底板，包括加熱板、保溫感應(yīng)板、絕熱板、支撐板以及托板和支架；最上層為保溫感應(yīng)板，保溫感應(yīng)板下面是加熱板，加熱板下面是絕熱板，絕熱板下面是支撐板，支撐板下面是托板和支架；保溫感應(yīng)板上安裝LED燈，加熱板為網(wǎng)狀空心結(jié)構(gòu)內(nèi)部安裝電阻絲，支撐板內(nèi)部設(shè)置測重感應(yīng)裝置和定位系統(tǒng)；本實用新型能夠在打印3D制品時，對底板進行溫度測量和控制，對制品的重量進行稱量，控制打印速度，同時能夠跟蹤底板坐標，有效控制打印精度。
【專利說明】
一種桌面型3D打印機多功能底板
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實用新型屬于3D打印增材制造技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種桌面型3D打印機多功能底板。
【背景技術(shù)】
[0002]3D打印技術(shù)，即增材制造技術(shù)，是近年來迅速發(fā)展起來的革命性先進綠色智能制造技術(shù)。它是一種基于離散和堆積原理的制造技術(shù)，它將零件的三維計算機輔助設(shè)計(CAD)模型按一定方式離散，成為可加工的離散面、離散線和離散點，而后采用物理或化學(xué)手段，將這些離散的面、線段和點堆積而成零件形狀。3D打印技術(shù)通過疊加成型方法能夠自動而迅速地將設(shè)計的三維CAD模型轉(zhuǎn)化為具有一定結(jié)構(gòu)和功能的原型或直接制造零件。3D打印技術(shù)的實現(xiàn)，可以大大拓展產(chǎn)品創(chuàng)意與創(chuàng)新空間；極大縮短新產(chǎn)品研發(fā)周期，降低研發(fā)成本;簡化制造環(huán)節(jié)，提高產(chǎn)品質(zhì)量與可靠性;可以制造出一些傳統(tǒng)工藝無法加工的零部件，甚至能夠支撐個性化定制等高級創(chuàng)新模式的實現(xiàn)。與傳統(tǒng)的制造方法相比，該技術(shù)具有生產(chǎn)周期短、精密程度高、成本低的優(yōu)勢，并且可以靈活地改變設(shè)計方案，實現(xiàn)柔性生產(chǎn)，在新產(chǎn)品的開發(fā)中具有廣闊的應(yīng)用前景。目前，3D打印技術(shù)主要應(yīng)用于傳統(tǒng)制造業(yè)、醫(yī)療行業(yè)、文物保護行業(yè)、建筑設(shè)計行業(yè)和配件飾品行業(yè)，在航空、航天、兵器、醫(yī)療、生物、考古、電子產(chǎn)品、藝術(shù)設(shè)計、動漫等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
[0003]隨著3D打印技術(shù)的發(fā)展，3D打印設(shè)備也快速發(fā)展。桌面型3D打印機是一種利用ABS、PLA等作為原材料的熱熔成形方法的打印設(shè)備。該技術(shù)利用普通打印機的原理，利用計算機處理好數(shù)據(jù)，把原料裝入機身，通過控制主板的控制，用打印頭將原料一層一層累積起來，最后將計算機上的設(shè)計圖變成實物。桌面3D打印機中的底板是成形制品的工作平臺，是3D打印機內(nèi)部的重要零部件。3D打印機工作時，底板的溫度，底板上制品的重量，底板的坐標等對成形制品的質(zhì)量具有重要影響。
[0004]目前桌面型3D打印機底板仍然存在以下缺陷:
[0005](I)桌面型3D打印機底板只有加熱功能，而且加熱溫度穩(wěn)定性差，制品與底板接觸位置容易產(chǎn)生取翹；
[0006](2)桌面型3D打印機底板沒有制品重量測量裝置，不能實現(xiàn)對產(chǎn)品質(zhì)量進行實時監(jiān)控；
[0007](3)桌面型3D打印機底板沒有定位系統(tǒng)，不能實時跟蹤底板的坐標，難以控制打印精度。
[0008]因此開發(fā)桌面型3D打印機多功能底板，實現(xiàn)3D打印過程中底板溫度的精確控制，解決3D打印過程中制品與底板接觸位置制品邊部翹曲的難題;實時監(jiān)控產(chǎn)品重量和底板的坐標，控制產(chǎn)品打印精度，對提高產(chǎn)品質(zhì)量具有重要意義。
【實用新型內(nèi)容】
[0009]本實用新型的目的是提供一種桌面型3D打印機多功能底板，具有加熱、感應(yīng)稱重、測量定位、LED照明等功能，實現(xiàn)了 3D過程中底板的準確定位，解決了 3D打印過程中制品與底板接觸位置制品邊部翹曲的難題，提高了制品的打印質(zhì)量。
[0010]本實用新型為了實現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是:
[0011]—種桌面型3D打印機多功能底板，包括加熱板、保溫感應(yīng)板、絕熱板、支撐板以及托板和支架;所述加熱板為網(wǎng)狀空心結(jié)構(gòu)內(nèi)部安裝電阻絲，用于底板加熱，所述加熱板上面安裝保溫感應(yīng)板，保溫感應(yīng)板內(nèi)部安裝有電阻測溫系統(tǒng)，主要由測溫?zé)犭娕冀z和溫度轉(zhuǎn)換器組成，用于底板保溫和測溫，保溫感應(yīng)板上還安裝有用于照明的LED燈，加熱板下面安裝用于隔熱和保溫的絕熱板，絕熱板下面安裝支撐板，支撐板內(nèi)部設(shè)置測重感應(yīng)裝置和定位系統(tǒng)，所述測重感應(yīng)裝置主要由稱重傳感器彈性體、應(yīng)變計橋路以及重量轉(zhuǎn)換器組成，用于測量底板上產(chǎn)品的實時重量，所述定位系統(tǒng)主要包括激光發(fā)射器、光電式傳感器和坐標轉(zhuǎn)換器，用于調(diào)整底板坐標，支撐板下面設(shè)置有用于支撐和固定的托板和支架；
[0012]所述加熱板為鋁、陶瓷玻璃或鑄鐵材質(zhì);所述加熱板外部的長度為50-2000mm，寬度為 50-2000mm，厚度為 5_20mm ；
[0013]所述保溫感應(yīng)板內(nèi)部安裝電阻測溫系統(tǒng)，與3D打印機的控制系統(tǒng)連接，實現(xiàn)對加熱板溫度的測量與控制;所述電阻測溫系統(tǒng)主要由測溫?zé)犭娕紭?gòu)成;所述保溫感應(yīng)板的長度為 50-2000mm，寬度為 50-2000mm，厚度為 5_20mm ；
[0014]所述絕熱板為硅酸鋁或耐高溫樹脂材質(zhì)；所述絕熱板長度為50-2000mm，寬度為50-2000mm，厚度為 5_20mm ；
[0015]所述支撐板采用鋁、樹脂或塑料材質(zhì);所述支撐板的長度為50-2000mm，寬度為50-2000mm，厚度為 5_20mm ；
[0016]所述托板和支架采用45號鋼或不銹鋼材質(zhì)。
[0017]本實用新型的有益效果為:
[0018](I)能夠準確控制桌面型3D打印機底板溫度，避免了制品與底板接觸位置產(chǎn)生翹曲；
[0019](2)實現(xiàn)了桌面型3D打印機底板對制品的稱重功能，能夠?qū)Υ蛴≈破分亓窟M行實時監(jiān)控，調(diào)節(jié)打印速度；
[0020](3)實現(xiàn)了桌面型3D打印機底板的精確定位，能夠?qū)崟r跟蹤底板坐標，有效控制打印精度。
【附圖說明】
[0021]圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)不意圖；
[0022]圖2是本實用新型中加熱板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖3是本實用新型中保溫感應(yīng)板的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖4是本實用新型中支撐板結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖5是本實用新型中測重感應(yīng)裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖6是本實用新型中光電式傳感器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖中:1、加熱板;2、保溫感應(yīng)板;3、絕緣板;4、支撐板;5、托板;6、支架;7、LED燈;8、控制系統(tǒng);9、測重感應(yīng)裝置；10電阻絲；11、測溫?zé)犭娕冀z；12、溫度轉(zhuǎn)換器；13、稱重傳感器彈性體；14、應(yīng)變計橋路；15、重量轉(zhuǎn)換器；16、激光發(fā)射器；17、光電式傳感器；18、坐標轉(zhuǎn)換器。
【具體實施方式】
[0028]下面結(jié)合附圖對本實用新型做進一步闡述，
[0029]如圖1所示，本實用新型包括加熱板1、保溫感應(yīng)板2、絕熱板3、支撐板4以及托板5和支架6;所述加熱板I為網(wǎng)狀空心結(jié)構(gòu)內(nèi)部安裝電阻絲10，用于底板加熱，所述加熱板I上面安裝保溫感應(yīng)板2，用于底板保溫和測溫，保溫感應(yīng)板2上安裝用于照明的LED燈7，加熱板I下面安裝用于隔熱和保溫的絕熱板3，絕熱板3下面安裝支撐板4，支撐板4內(nèi)部設(shè)置測重感應(yīng)裝置9和定位系統(tǒng)，所述測重感應(yīng)裝置9用于測量底板上產(chǎn)品的實時重量，所述定位系統(tǒng)用于調(diào)整底板坐標，支撐板4下面設(shè)置有用于支撐和固定的托板5和支架6。
[0030]如圖2所示，加熱板I內(nèi)部為空心的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，且安裝有電阻絲10用于給底板進行快速高效的加熱，加熱板I的材質(zhì)可選鋁、陶瓷玻璃面板、鑄鐵，加熱板I的外部尺寸長度為50-2000_，寬度為 50-2000_，厚度為 5_20mm。
[0031]加熱板I上面的保溫感應(yīng)板2，如圖3所示，內(nèi)部安裝有電阻測溫系統(tǒng)，主要由測溫?zé)犭娕冀z11和溫度轉(zhuǎn)換器12組成，當(dāng)加熱板溫度變化時，測溫?zé)犭娕冀z11電阻發(fā)生變化，從而引起電流變化，經(jīng)過溫度轉(zhuǎn)化器12將電信號轉(zhuǎn)化為溫度信號，實現(xiàn)對加熱板I溫度的測量，同時將溫度信號反饋到打印機的控制系統(tǒng)8，從而實現(xiàn)對加熱板I溫度的控制;保溫感應(yīng)板2的外部尺寸為:長度為50-2000mm;寬度為50-2000mm;厚度為5-20mm;保溫感應(yīng)板2上還裝有LED燈7，對打印機的箱體內(nèi)部進行照明。
[0032]加熱板I下面安裝有絕熱板3，實現(xiàn)對加熱板I的保溫，絕熱板3的材質(zhì)可選用硅酸鋁、耐高溫樹脂等材料，絕熱板3外部尺寸為:長度50-2000mm;寬度50-2000mm;厚度5_20mm。
[0033]絕熱板3下面安裝支撐板4，如圖4所示，支撐板4內(nèi)部為空心結(jié)構(gòu)，安裝有測重感應(yīng)裝置9和定位系統(tǒng)，測重感應(yīng)裝置9如圖5所示，主要由稱重傳感器彈性體13、應(yīng)變計橋路14以及重量轉(zhuǎn)換器15等零部件組成，在重力作用下稱重傳感器彈性體13產(chǎn)生形變，貼附于稱重傳感器彈性體13上的應(yīng)變計橋路14失去平衡，輸出與重量數(shù)值成正比例的電信號，電信號經(jīng)過重量轉(zhuǎn)換器15轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字信號，實現(xiàn)對底板上產(chǎn)品重量進行實時測量，并將信號及時反饋給打印機的控制系統(tǒng)8，從而調(diào)節(jié)打印速度;定位系統(tǒng)主要包括激光發(fā)射器16、光電式傳感器17和坐標轉(zhuǎn)換器18，支撐板4前面和側(cè)面同時安裝激光發(fā)射器16，發(fā)出的激光照射到打印機機箱內(nèi)部固定的光電式傳感器17，光電式傳感器17為板片狀，如圖6所示，光電式傳感器17內(nèi)部安裝光感應(yīng)元件，當(dāng)激光束移動時，激光束照到不同位置的光感應(yīng)元件，受到激光照射的元件將坐標信號發(fā)送到坐標轉(zhuǎn)換器18，完成對激光坐標的定位，進而實時對底板進行定位，并將底板坐標信息反饋到控制系統(tǒng)8，從而準確調(diào)整底板的坐標，實現(xiàn)制品的高精度打印；支撐板4材質(zhì)可選用塑料板、樹脂板、鋁板等，支撐板4外部尺寸為:長度50-2000mm;寬度 50-2000mm;厚度 5_20mm。
[0034]托板5和支架6對底板起支撐和固定作用，托板5和支架6的材質(zhì)可選45號鋼、不銹鋼等。
[0035]最后說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案而非限制，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本實用新型的技術(shù)方案所做的其他修改或者等同替換，只要不脫離本實用新型技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本實用新型的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項】
1.一種桌面型3D打印機多功能底板，其特征在于:包括加熱板、保溫感應(yīng)板、絕熱板、支撐板以及托板和支架;所述加熱板為網(wǎng)狀空心結(jié)構(gòu)內(nèi)部安裝電阻絲，用于底板加熱，所述加熱板上面安裝保溫感應(yīng)板，保溫感應(yīng)板由測溫?zé)犭娕冀z和溫度轉(zhuǎn)換器組成，用于底板的測溫和保溫，保溫感應(yīng)板上還安裝有用于照明的LED燈，加熱板下面安裝用于隔熱和保溫的絕熱板，絕熱板下面安裝支撐板，支撐板內(nèi)部設(shè)置測重感應(yīng)裝置和定位系統(tǒng)，所述測重感應(yīng)裝置由稱重傳感器彈性體、應(yīng)變計橋路以及重量轉(zhuǎn)換器組成，用于測量底板上產(chǎn)品的實時重量，所述定位系統(tǒng)主要包括激光發(fā)射器、光電式傳感器和坐標轉(zhuǎn)換器，用于調(diào)整底板坐標，支撐板下面設(shè)置有用于支撐和固定的托板和支架。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種桌面型3D打印機多功能底板，其特征在于:所述加熱板為鋁、陶瓷玻璃或鑄鐵材質(zhì);所述加熱板外部的長度為50-2000mm，寬度為50-2000mm，厚度為5-20mmo3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種桌面型3D打印機多功能底板，其特征在于:所述保溫感應(yīng)板內(nèi)部安裝電阻測溫系統(tǒng)，與3D打印機的控制系統(tǒng)連接，實現(xiàn)對加熱板溫度的測量與控制；所述保溫感應(yīng)板的長度為50-2000mm，寬度為50-2000mm，厚度為5_20mm。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種桌面型3D打印機多功能底板，其特征在于:所述絕熱板為硅酸鋁或耐高溫樹脂材質(zhì)；所述絕熱板長度為50-2000mm，寬度為50-2000mm，厚度為5-20mm ο5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種桌面型3D打印機多功能底板，其特征在于:所述支撐板采用鋁、樹脂或塑料材質(zhì);所述支撐板的長度為50-2000mm，寬度為50-2000mm，厚度為5-20mm。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種桌面型3D打印機多功能底板，其特征在于:所述托板和支架采用45號鋼或不銹鋼材質(zhì)。
【文檔編號】B29C67/00GK205615017SQ201620356995
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年4月26日
【發(fā)明人】白培康, 趙占勇, 李玉新, 韓冰, 黨驚知, 王建宏, 劉斌, 閆喜斌
【申請人】中北大學(xué)