3D打印机制造技术

本实用新型专利技术涉及一种3D打印机，包括打印室及安装于打印室的打印头、打印平台和位移装置，位移装置包括竖向位移机构、纵向位移机构及横向位移机构，纵向位移机构及横向位移机构驱动打印头位移，竖向位移机构驱动打印平台位移，竖向位移机构、纵向位移机构及横向位移机构均由丝杆及伺服电机组成，且各伺服电机均位于打印室外。采用上述方案，本实用新型专利技术提供一种提高打印精度、打印速度及打印室最大打印体积、降低打印成本、稳定的3D打印机。

3D printer

【技术实现步骤摘要】
3D打印机
本技术涉及3D打印领域，具体涉及一种3D打印机。
技术介绍
3D打印机，即快速成形技术的一种机器，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。过去其常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，现正逐渐用于一些产品的直接制造。传统打印机包括打印室及安装于打印室内的打印头、打印平台和位移装置，打印头位于打印平台的上方并在位移装置的驱动下沿XYZ轴调整打印头位置，从而将打印头移动至设定的与打印平台的相对位置，打印头内的打印材料加热后喷至打印平台，逐渐完成打印工作。然而该种打印机存在如下弊端：位移装置的各组件均位于打印室内，占据一定打印室的上部空间，从而局限了打印头的移动范围，进而限制了单位体积的打印室所能打印的最大物体体积，只能通过更换更大规格的3D打印机，造成打印成本的增加；此外，传统的位移装置采用安装于打印头外周的三个可升降的摆动臂进行控制，三个摆动臂呈三角排布，各摆动臂一端为驱动端沿立柱竖向移动，另一端为联动端铰接于打印头，三个摆动臂的驱动端分别进行升降调节打印头与打印平台的相对位置，该种方式调节精度有限，不适合高精度产品的打印。
技术实现思路
针对现有技术存在的不足，本技术的目的在于提供一种提高打印精度、打印速度及打印室最大打印体积、降低打印成本、稳定的3D打印机。为实现上述目的，本技术提供了如下技术方案：包括打印室及安装于打印室的打印头、打印平台和位移装置，所述的位移装置驱动打印头与打印平台相对横向、纵向及竖向移动，其特征在于：所述的位移装置包括竖向位移机构、纵向位移机构及横向位移机构，所述的纵向位移机构及横向位移机构位于打印平台上方，所述的纵向位移机构包括纵向导向件、纵向伺服电机、纵向传动件、两个纵向位移座及两个纵向丝杆，所述的纵向丝杆沿打印平台纵向放置并分别位于打印平台内的横向两侧，所述的纵向丝杆与打印室转动配合，所述的纵向导向件与各纵向丝杆平行设置并固定于打印室内，所述的纵向位移座沿纵向导向件移动并与纵向丝杆螺纹配合，各所述的纵向丝杆其中一端设置有延伸至打印室外的纵向延伸段，所述的纵向伺服电机固定于打印室并位于打印室外，通过纵向传动件同时驱动两个纵向延伸段转动，所述的横向位移机构包括横向伺服电机、横向丝杆、横向导向件及横向位移座，所述的横向丝杆沿打印平台横向放置且两端分别与两个纵向位移座转动配合，所述的横向导向件与横向丝杆平行设置并固定于各纵向位移座，所述的打印头安装于横向位移座，所述的横向位移座沿横向导向件移动并与横向丝杆螺纹配合，所述的横向丝杆其中一端设置有延伸至打印室外的横向延伸段，所述的横向伺服电机固定于纵向位移座并位于打印室外，所述的横向伺服电机驱动横向延伸段转动，所述的竖向位移机构包括竖向导向件、竖向伺服电机、竖向传动件及两个竖向丝杆，所述的竖向丝杆沿打印平台竖向放置并分别位于打印平台横向两侧，所述的竖向丝杆与打印室转动配合，所述的竖向导向件与各竖向丝杆平行设置并固定于打印室，所述的打印平台沿竖向导向件移动并与竖向丝杆螺纹配合，各所述的竖向丝杆的下端设置有延伸至打印室外的竖向延伸段，所述的竖向伺服电机固定于打印室并位于打印室外，通过竖向传动件同时驱动两个竖向延伸段转动。通过采用上述技术方案，采用均由丝杆与伺服电机组成的竖向位移机构、纵向位移机构及横向位移机构，提高打印头的打印精确度，而且，作为驱动源且体积较大的伺服电机移至打印室外，为打印头提供更大的位移空间，从而使相同大小的打印室能够打印体积更大的物体，从而降低了的加工成本，此外，将位移装置进行分体，一部分用于驱动打印头位移，另一部分驱动打印平台位移，大大简化了位移装置的结构复杂程度，提高了位移装置的拆装便捷性，同时提高了位移的稳定程度，降低了故障率，而且，伺服电机相较其他驱动方式具有更快的启动速度及稳定性。本技术进一步设置为：所述的打印室由机架及覆盖机架外周的保温壳体组成，所述的保温壳体由隔热材质制成，所述的纵向伺服电机及竖向伺服电机均固定于保温壳体的外侧壁，所述的纵向位移座设置有延伸至保温壳体外并与横向伺服电机固定的固定杆，所述的保温壳体开设有供固定杆和横向丝杆沿打印平台纵向移动的滑移槽。通过采用上述技术方案，增设保温壳体使打印室在打印过程中处于封闭状态，避免外界气流对打印材料的喷出产生影响，使打印位置偏移，也避免打印材料各部分冷却不同步，造成打印产品的形变，保证打印质量，保温壳体由隔热材质制成使打印室内的温度保持恒定，此外，开设滑移槽，避免保温壳体阻碍横向位移机构的运行。本技术进一步设置为：所述的滑移槽内设置有填充槽壁与固定杆及横向丝杆之间间隙的可形变隔热件。通过采用上述技术方案，增设可形变隔热件，避免热量从滑移槽处泄露，进一步提高打印室的恒温能力。本技术进一步设置为：所述的保温壳体开设有开启及封闭打印室的透明门体。通过采用上述技术方案，增设透明门体，在打印过程中能够对打印情况进行实时观察，同时便于打印产品从打印室内取出。本技术进一步设置为：所述的纵向导向件包括第一导杆及导向平台，所述的导向平台位于纵向位移座下方并固定于打印室内，所述的导向平台位于纵向丝杆的两端分别对应设置有转动座，各所述的转动座设置有构成转动座与纵向丝杆转动配合的第一轴承，所述的第一导杆两端插入转动座内并穿过纵向位移座。通过采用上述技术方案，导向平台配合第一导杆使纵向位移座能够沿单一方向往复移动，还对纵向位移座进行支撑，使位移更加稳定，且减少纵向丝杆所承受的负载，此外，由两个转动座即可实现纵向位移机构的装配，结构简单，操作方便。本技术进一步设置为：所述的纵向传动件包括第一同步带及第一同步轮，所述的第一同步轮安装于纵向丝杆延伸至打印室外的端部及纵向伺服电机的电机轴，所述的第一同步带绕设于各第一同步轮构成纵向伺服电机与纵向丝杆的驱动配合。通过采用上述技术方案，采用同步轮及同步带，使纵向伺服电机能够同时驱动两个纵向丝杆，并使两个纵向丝杆的转动更为同步，提高位移的准确性。本技术进一步设置为：所述的打印室的底部设置有万向轮，所述的万向轮使3D打印机与地面之间形成容纳竖向传动件的容纳空间。通过采用上述技术方案，万向轮一方面使打印室具有行走的功能，另一方面为竖向传动件提供了容纳空间，使结构更加紧凑。附图说明图1为本技术具体实施方式的立体图；图2为本技术具体实施方式去除保温壳体的立体图；图3为本技术具体实施方式打印室底部的结构示意图。具体实施方式下面将结合附图对本技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”“纵向”“横向”“竖向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。此外，术语“第一”、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种3D打印机，包括打印室及安装于打印室的打印头、打印平台和位移装置，所述的位移装置驱动打印头与打印平台相对横向、纵向及竖向移动，其特征在于：所述的位移装置包括竖向位移机构、纵向位移机构及横向位移机构，所述的纵向位移机构及横向位移机构位于打印平台上方，所述的纵向位移机构包括纵向导向件、纵向伺服电机、纵向传动件、两个纵向位移座及两个纵向丝杆，所述的纵向丝杆沿打印平台纵向放置并分别位于打印平台横向内的两侧，所述的纵向丝杆与打印室转动配合，所述的纵向导向件与各纵向丝杆平行设置并固定于打印室内，所述的纵向位移座沿纵向导向件移动并与纵向丝杆螺纹配合，各所述的纵向丝杆其中一端设置有延伸至打印室外的纵向延伸段，所述的纵向伺服电机固定于打印室并位于打印室外，通过纵向传动件同时驱动两个纵向延伸段转动，所述的横向位移机构包括横向伺服电机、横向丝杆、横向导向件及横向位移座，所述的横向丝杆沿打印平台横向放置且两端分别与两个纵向位移座转动配合，所述的横向导向件与横向丝杆平行设置并固定于各纵向位移座，所述的打印头安装于横向位移座，所述的横向位移座沿横向导向件移动并与横向丝杆螺纹配合，所述的横向丝杆其中一端设置有延伸至打印室外的横向延伸段，所述的横向伺服电机固定于纵向位移座并位于打印室外，所述的横向伺服电机驱动横向延伸段转动，所述的竖向位移机构包括竖向导向件、竖向伺服电机、竖向传动件及两个竖向丝杆，所述的竖向丝杆沿打印平台竖向放置并分别位于打印平台横向两侧，所述的竖向丝杆与打印室转动配合，所述的竖向导向件与各竖向丝杆平行设置并固定于打印室，所述的打印平台沿竖向导向件移动并与竖向丝杆螺纹配合，各所述的竖向丝杆的下端设置有延伸至打印室外的竖向延伸段，所述的竖向伺服电机固定于打印室并位于打印室外，通过竖向传动件同时驱动两个竖向延伸段转动。...

【技术特征摘要】
1.一种3D打印机，包括打印室及安装于打印室的打印头、打印平台和位移装置，所述的位移装置驱动打印头与打印平台相对横向、纵向及竖向移动，其特征在于：所述的位移装置包括竖向位移机构、纵向位移机构及横向位移机构，所述的纵向位移机构及横向位移机构位于打印平台上方，所述的纵向位移机构包括纵向导向件、纵向伺服电机、纵向传动件、两个纵向位移座及两个纵向丝杆，所述的纵向丝杆沿打印平台纵向放置并分别位于打印平台横向内的两侧，所述的纵向丝杆与打印室转动配合，所述的纵向导向件与各纵向丝杆平行设置并固定于打印室内，所述的纵向位移座沿纵向导向件移动并与纵向丝杆螺纹配合，各所述的纵向丝杆其中一端设置有延伸至打印室外的纵向延伸段，所述的纵向伺服电机固定于打印室并位于打印室外，通过纵向传动件同时驱动两个纵向延伸段转动，所述的横向位移机构包括横向伺服电机、横向丝杆、横向导向件及横向位移座，所述的横向丝杆沿打印平台横向放置且两端分别与两个纵向位移座转动配合，所述的横向导向件与横向丝杆平行设置并固定于各纵向位移座，所述的打印头安装于横向位移座，所述的横向位移座沿横向导向件移动并与横向丝杆螺纹配合，所述的横向丝杆其中一端设置有延伸至打印室外的横向延伸段，所述的横向伺服电机固定于纵向位移座并位于打印室外，所述的横向伺服电机驱动横向延伸段转动，所述的竖向位移机构包括竖向导向件、竖向伺服电机、竖向传动件及两个竖向丝杆，所述的竖向丝杆沿打印平台竖向放置并分别位于打印平台横向两侧，所述的竖向丝杆与打印室转动配合，所述的竖向导向件与各竖向丝杆平行设置并固定于打印室，所述的打印平台沿竖向导向件移动并与竖向丝杆螺纹配合，各...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永健，
申请(专利权)人：张永健，
类型：新型
国别省市：上海,31