[發明專利]一種龍門式3D打印機

在審

• 申請號: 201510830232.4
• 申請日: 2015-11-25
• 公開（公告）號: CN105252778A
• 公開（公告）日: 2016-01-20
• 發明（設計）人: 董明望;楊婷婷
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: B29C67/00
• 分類號: B29C67/00;B22F3/00;B28B1/00;B33Y30/00
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 鐘鋒

技術領域

本發明涉及一種打印設備，具體涉及一種龍門式3D打印機。

背景技術

3D打印技術是以計算機三維設計模型為藍本，用軟件將其離散分解成若干層平面切片，然后由數控成型系統利用激光束、熱熔噴嘴等方式將粉末狀、液狀或絲狀金屬、陶瓷、塑料、細胞組織等材料進行逐層堆積黏結，最終疊加成型，制造出實體產品。3D打印機是3D打印的核心裝備，它是集機械、控制及計算機技術等為一體的復雜機電一體化系統，主要由高精度機械系統、數控系統、噴射系統和成型環境等子系統組成。與傳統制造業的“減材制造技術”相反，3D打印遵從的是加法原則，即“逐層疊加”原則，不再需要傳統的刀具、夾具和機床，就能實現設計制造一體化，從而大幅降低了生產成本和縮短了加工周期，提高了原材料和能源的利用率，減少了對環境的影響，并且能實現復雜結構產品的設計制造，成型產品的密度也更加均勻。

不同種類的快速成型系統因所用成形材料不同，成形原理和系統特點也各有不同。但都是基于離散堆積原理，即分層制造，逐層疊加的方法。其基本流程是：先用計算機軟件設計三維模型，然后把三維數字模型離散為面、線和點，再通過3D打印設備分層堆積，最后變成一個三維的實物。3D打印好比一層層蓋房子和蓋金字塔，不同的是，蓋房子是在人的操作下完成的，增材制造是在計算機的控制下進行的。

目前的3D打印設備存在打印精度不高，打印速度慢的問題。現有的3D打印機三向運動機構主要以同步帶、漸開線齒條為主，這些零部件采購方便，但傳動過程不穩定，精度不高，有回程間隙，易出現滯后現象。

發明內容

本發明的目的在于提供一種龍門式3D打印機，該3D打印機的傳動不僅平穩，而且迅速，因此具有打印精度高，打印速度快的特點。

本發明所采用的技術方案是：

一種龍門式3D打印機，包括外殼、平臺機構、X軸移動機構、Y軸移動機構和送絲機構，所述平臺機構、X軸移動機構、Y軸移動機構和送絲機構置于外殼內；

所述平臺機構包括第一電機、絲桿、立柱和平臺，第一電機與絲桿連接，絲桿通過絲桿套與平臺連接；所述立柱固定在外殼內，且通過軸承與平臺連接；第一電機帶動絲桿運動，從而使平臺上下移動；

所述X軸移動機構包括第一直線導軌、第二直線導軌、第一滑塊、第二滑塊、第一弧形齒條組、第一支座、第二電機，第一滑塊具有與第一直線導軌相適配的凹槽，第一滑塊能在第一直線導軌上滑動；第二滑塊能在第二直線導軌上滑動；第二電機固定在第二滑塊上，且第二電機與第一弧形齒條組連接，第二電機帶動第一弧形齒條組運動，從而帶動第二滑塊在第二直線導軌上滑動；第一支座與第一弧形齒條組連接；

所述第一弧形齒條組包括第一弧形齒條、兩個第一單盤、第一圓柱滾銷、第一法蘭盤，兩個第一單盤通過第一法蘭盤連接，第一圓柱滾銷通過角接觸軸承與兩個第一單盤上的若干均布的通孔配合；第一弧形齒條的齒位于兩個第一單盤之間，第一圓柱滾銷的曲面與第一弧形齒條的齒形輪廓相嚙合；第二電機帶動兩個第一單盤轉動，從而使第一圓柱滾銷與第一弧形齒條嚙合運動，帶動第二滑塊在第二直線導軌上滑動；

所述Y軸移動機構包括第三直線導軌、第三滑塊、第三電機、第二弧形齒條組、第二支座、第一支腿、第二支腿，第三滑塊能在第三直線導軌上滑動，第三電機固定在第三滑塊上，且第三電機與第二弧形齒條組連接；第三電機帶動第二弧形齒條組運動，從而使第三滑塊在第三直線導軌上滑動；第二支座通過第一支腿與第一滑塊連接，第二支座通過第二支腿與第二滑塊連接；第二支座與第二弧形齒條組、第三直線導軌連接；

所述第二弧形齒條組包括第二弧形齒條、兩個第二單盤、第二圓柱滾銷、第二法蘭盤，兩個第二單盤通過第二法蘭盤連接，第二圓柱滾銷通過角接觸軸承與兩個第二單盤上的若干均布的通孔配合；第二弧形齒條的齒位于兩個第二單盤之間，第二圓柱滾銷的曲面與第二弧形齒條的齒形輪廓相嚙合；第三電機帶動兩個第二單盤轉動，從而使第二圓柱滾銷與第二弧形齒條嚙合運動，帶動第三滑塊在第三直線導軌上滑動；

所述送絲機構包括與第三滑塊連接的送絲電機，所述送絲電機與打印頭連接。

更進一步的方案是，所述第一支座呈L型，其兩側上都設有通孔，螺釘穿過通孔將第一支座的一側和第一弧形齒條連接，螺釘穿過通孔將第一支座的另一側和外殼固定連接；所述第二支座呈L型，其兩側上都設有通孔，螺釘穿過通孔將第二支座的一側和第二弧形齒條連接，螺釘穿過通孔將第二支座的另一側和第三直線導軌連接。

更進一步的方案是，所述第一支座上設有用于放置第一弧形齒條的凹槽，所述第二支座上設有用于放置第二弧形齒條的凹槽。