[實用新型]一種合成運動式結構的3D打印機

有效

• 申請號: 201520450607.X
• 申請日: 2015-06-26
• 公開（公告）號: CN204894519U
• 公開（公告）日: 2015-12-23
• 發明（設計）人: 李旺;陳波
• 申請（專利權）人: 西南石油大學
• 主分類號: B29C67/00
• 分類號: B29C67/00;B29C35/16;B33Y30/00
• 代理公司: 成都正華專利代理事務所(普通合伙) 51229
• 代理人: 李林合

技術領域

本實用新型屬于3D打印機領域，具體為一種合成運動式結構的3D打印機。

背景技術

3D打印是對傳統制造業的一種顛覆性變革，它作為第三次工業革命的標志性技術，引領著未來全球制造業的發展。現有3D打印機X軸、Y軸采用單電機獨立驅動，運動精度差，打印速度慢、效率低，結構復雜，成本高，安裝維修困難。冷卻效果差甚至不采用冷卻裝置，這使得打印時散熱器溫度高，擠出絲不能及時冷卻，最終導致打印精度低，效果差。

實用新型內容

專利號為201420588104.4公開的一種類似的3D打印機，其同步帶穿過移動座時，移動座上的導輪為上下布置，同步帶發生傾斜，打印機工作時有原理誤差，同步帶磨損嚴重，這種布置方式也會造成力不平衡，使打印導軌傾斜，造成誤差。專利號為201420337419.1公開的一種3D打印機傳動裝置，其運動方式與本發明類似，但其同步帶布置方式為H型布置，通過理論分析和實驗驗證發現，這種布置方式在僅有其專利中所述的第一電機或第二電機驅動時，會導致噴頭組件導軌受到扭矩而傾斜，最終造成打印誤差，影響打印精度。上述兩個專利公開的打印機均未設置冷卻風道，這也會導致打印精度差、效果不好。

本實用新型為克服上述問題，提出一種合成運動式結構的3D打印機，具體技術方案如下：

Z軸步進電機安裝在打印機下部，通過聯軸器將扭矩傳遞給絲桿，Z軸平臺支架上安裝直線軸承座導向，通過塑料螺母將絲桿旋轉運動轉換為Z軸平臺的升降運動。

熱床安裝在Z軸平臺支架上，熱床和支架間通過螺釘螺母和彈簧的組合來連接，以實現熱床的調平。

第一光軸和第二光軸分別通過光軸支撐座安裝于打印機左右兩側，第一光軸和第二光軸上分別安裝有可來回移動的第一移動座和第二移動座，移動座和光軸之間安裝有直線軸承；第一移動座上安裝有第一導輪和第二導輪，第二移動座上安裝有第三導輪和第四導輪。

第一步進電機和第二步進電機分別通過電機支架安裝于整體支架后側左右兩根鋁型材上。

第五導輪和第六導輪安裝于整體支架前側左邊鋁型材上，且第五導輪在上、第六導輪在下；第七導輪和第八導輪安裝于整體支架前側右邊鋁型材上，且第七導輪在上、第八導輪在下。

第一同步帶一端固定在噴頭組件左后邊，另一端固定在碰頭右前邊，中間通過第一導輪、第五導輪、第七導輪、第四導輪導向，并與第一步進電機上的同步輪嚙合；第二同步帶一端固定在噴頭組件左前邊，另一端固定在噴頭組件右后邊，中間通過第二導輪、第六導輪、第八導輪、第三導輪導向，并與第二步進電機上的同步輪嚙合。

散熱風道安裝于噴頭組件上，風道導出的風分為兩部分，一部分冷卻散熱器，一部分冷卻擠出絲。

擠絲機構安裝在噴頭組件上，其包括擠絲電機、大齒輪、小齒輪、擠絲輪、張緊機構；小齒輪安裝在擠絲電機輸出軸上，大齒輪和擠絲輪同軸安裝，通過齒輪的嚙合將擠絲電機的運動傳遞到擠絲輪上，張緊機構將料絲壓向擠絲輪槽內。

與現有打印機相比，本實用新型具有以下優點：整體支架使用鋁型材，安裝、維修、調試方便，平行度、垂直度要求容易得到保證，打印機整體剛度好，穩定性好；移動座和同步帶布置在機頂鋁型材之下，極大的節約了Z軸方向的空間，增大了打印行程；X軸、Y軸的運動由第一步進電機和第二步進電機通過差動的方式合成，提高了電機的驅動效率；利用風道冷卻，提高了打印精度。

附圖說明

圖1為本實用新型整體示意圖

圖2為移動座示意圖

圖3為噴頭組件示意圖

圖4為風道示意圖

附圖中：1-Z軸步進電機，2-絲桿，3-Z軸平臺支架，4-直線軸承座，5-螺母，6-第一步進電機支座，7-第一步進電機，8-第一同步輪，9-第一移動座，

901-第一導輪，902-第一通孔，903-第二通孔，904-第二導輪，905-半圓套，10-噴頭組件，1001-散熱風道，1002-擠絲輪，1003-大齒輪，1004-張緊器，1005-壓緊軸承，1006-小齒輪，1007-散熱器，1008-熱頭，11-擠絲電機，12-第二移動座，13-第七導輪，14-第八導輪，15-第二導輪支座，16-第一同步帶，17-第二同步帶；部分同類型零件未注明。

具體實施方式

參照附圖1到圖4，一種合成運動式結構的3D打印機，包括型材機架、Z軸平臺支架、Z軸傳動機構、XY并聯傳動機構、擠絲及風道冷卻機構、各軸步進電機、同步帶、同步輪、同步帶導輪以及各軸連接架。