[發明專利]3D打印機數控定位系統之四

有效

• 申請號: 201410713624.8
• 申請日: 2014-11-29
• 公開（公告）號: CN104325646A
• 公開（公告）日: 2015-02-04
• 發明（設計）人: 胡振邦;胡達廣
• 申請（專利權）人: 胡達廣
• 主分類號: B29C67/00
• 分類號: B29C67/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬3D打印機數控定位系統的一個技術領域。

背景技術

市售的一般的熱熔堆積類3D打印機,由于結構相對簡單，耗材價廉等原因而發展較快。熱熔堆積類3D打印機主要運用了熱熔堆積等成形技術，使計算機上虛擬的三維圖像變成了現實的立體模型。這一類的3D打印機主要由X軸、Y軸和Z軸，三軸數控定位系統、控制電路和噴頭等組成。三軸數控定位系統根據切片軟件產生的數字切片打印數據和指令，不斷地改變噴咀與模型或工作臺之間的水平位置和相對高度，配合噴頭的動作就能實現熱熔材料的堆積成形。在這個過程中，X軸和Y軸數控定位系統的運動最頻繁，而且運動量也最大，同時它對打印精度的影響也最大。所以它是3D打印機中最重要的組成部份。

然而，現有技術下的這類3D打印機的三軸數控定位系統中，使用的都是直線滑動導軌。在3D打印過程中，X軸和Y軸不斷配合動作，才能形成模型中的各條曲線或直線。也就是說，3D打印過程中的各條曲線或直線的產生，都要導軌與滑臺之間產生滑動磨擦才能實現。本領域的技術人員都知道，滑動導軌不但對零件的材質、加工精度和安裝精度的要求非常苛刻，而且最令人頭痛的是它在使用過程中會產生嚴重磨擦磨損，這種磨損是它的結構所造成的。由于它的磨擦行程的幅度大，而且各部件都直接暴露在空氣中，使這種情況雪上加霜。在這樣的工作環境下，導軌上的潤滑劑極容易吸附空氣中的灰塵，這樣更加速了導軌的磨損。導軌的磨損影響最大的是三軸定位系統的定位和重復定位精度，它的表現為打印出來的平面表面粗糙。嚴重時，打印出來的模型的幾何形狀和尺寸也受影響。所以滑動導軌的使用，間接影響了打印精度和縮短了3D打印機的使用壽命。另一方面，在設計和制造3D打印機的過程中，滑動導軌的長度必須要大于X軸和Y軸的工作行程，這樣就要求支撐導軌的支架更大更強。它必然導致使3D打印機的整機結構非常龐大。而面對龐大的結構，為保證剛度又不得不增加構件的厚度。這樣就大大增整機的重量。

發明內容

為了簡化3D打印機的X軸和Y軸數控定位系統的結構、消除滑動導軌磨損對打印精度的影響，延長3D打印機的使用壽命，本發明采取了如下技術措施：在搖臂9的一端固定安裝有工作臺驅動電機10和活動安裝有螺紋套11，工作臺驅動電機10的轉軸上裝有工作臺2，工作臺驅動電機10在計算機的控制下可驅動工作臺2轉動，搖臂9的另一端鉸接在支架1或活動安裝在Z軸導軌6上，搖臂驅動電機14通過彈簧片12和電機支架13裝在支架1上，搖臂驅動電機14的轉軸上裝有螺桿15，螺桿15與螺紋套11螺紋連接在一起，搖臂驅動電機14在計算機的控制下可通過螺桿15、螺紋套11驅動搖臂9、工作臺驅動電機10和工作臺2一起擺動（轉動）；搖臂9和支架1上裝有位置傳感器用于工作臺2和搖臂9的復位，位置傳感器連接計算機；工作臺驅動電機10和搖臂驅動電機14連接各自的電機控制器，電機控制器連接計算機。

這樣做的好處是：本發明把3D打印機工作時，運動最頻繁、運動量最大的X軸和Y軸的數控定位系統，由使用滑動導軌機構來實現3D打印機的水平面的數控定位，改為通過搖臂9帶著工作臺2的平擺和工作臺2的自身旋轉，來實現3D打印機的水平面的數控定位。由于本發明采用了磨損小，定位精度高的轉動替代導軌的直線滑動（即取消了滑動導軌機構），消除了導軌滑動磨損所帶來的不良影響。同時也大大簡化了結構、提高了定位精度，降低了生產成本和提高了可靠性，延長了3D打印機的使用壽命。

附圖說明

圖1是本發明結構示意圖,前側俯視面圖。

圖2是本發明結構示意圖,后側面俯視圖。

圖中：支架1、工作臺2、噴頭3、耗材4、噴頭支架5、Z軸導軌6、Z軸驅動電機7、Z軸螺桿8、搖臂9、工作臺驅動電機10、螺紋套11、彈簧片12、電機支架13、搖臂驅動電機14、螺桿15。

具體實施方式