[發明專利]一種用于打印碳纖維的3D打印機

有效

• 申請號: 201610804775.3
• 申請日: 2015-01-27
• 公開（公告）號: CN106239776B
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發明（設計）人: 馬李斌;蘇文勇;徐波峰;賀笈
• 申請（專利權）人: 大理鉑駿科技有限公司
• 主分類號: B29C31/04
• 分類號: B29C31/04;B33Y30/00
• 代理公司: 北京名華博信知識產權代理有限公司11453
• 代理人: 李中強

1.一種用于打印碳纖維的3D打印機，包括一底座(1)，在該底座(1)上并且位于底座(1)朝向上的一側設置有一用于承載打印物的載物臺(11)；一驅動機構(2)，該驅動機構(2)設置在所述的底座(1)上；一打印機構(3)，該打印機構(3)設置在所述的驅動機構(2)上，其特征在于：所述的打印機構(3)包括打印頭(31)、用于向打印頭(31)喂送碳纖維絲的送絲裝置(32)和用于將由送絲裝置(32)送出的碳纖維絲剪斷的碳纖維絲剪切裝置(33)，打印頭(31)設置在所述的驅動機構(2)上，送絲裝置(32)在對應于打印頭(31)的上方的位置設置在驅動機構(2)上，碳纖維絲剪切裝置(33)伴隨于送絲裝置(32)并且在對應于送絲裝置(32)的一側的位置設置在驅動機構(2)上；所述的驅動機構(2)包括直線電機座(21)、直線電機(22)、旋轉電機座(23)、近端旋轉電機(24)、近端旋轉臂(25)、遠端旋轉電機(26)和遠端旋轉臂(27)，直線電機座(21)以縱向狀態固定在所述底座(1)上，直線電機(22)設置在直線電機座(21)朝向近端旋轉臂(25)的一側，旋轉電機座(23)固定在直線電機(22)上，近端旋轉電機(24)固定在旋轉電機座(23)上，并且該近端旋轉電機(24)的近端旋轉電機軸(241)與近端旋轉臂(25)左端固定連接，遠端旋轉電機(26)與近端旋轉臂(25)的右端固定，并且該遠端旋轉電機(26)的遠端旋轉電機軸(261)與遠端旋轉臂(27)的左端固定連接，而遠端旋轉臂(27)的右端以水平懸臂狀態對應于所述載物臺(11)的上方，所述的打印機構(3)的打印頭(31)設置在所述遠端旋轉臂(27)的右端朝向下的一側，而所述的送絲裝置(32)以及碳纖維絲剪切裝置(33)設置在遠端旋轉臂(27)的右端朝向上的一側；所述遠端旋轉臂(27)的右端并且在對應于所述打印機構(3)的打印頭(31)的位置開設有一打印頭固定柱孔(271)，所述的打印頭(31)包括壓輪架(311)、壓輪(312)、加熱器固定座(313)、加熱器(314)和風扇(315)，壓輪(312)通過壓力輪軸(3121)轉動地支承在壓輪架(311)上，在該壓輪(312)的長度方向的居中位置并且圍繞壓輪(312)的圓周方向構成有一凹陷于壓輪(312)的表面的碳纖維絲槽(3122)，加熱器固定座(313)固定在壓輪架(311)朝向所述遠端旋轉臂(27)的一側，在該加熱器固定座(313)的上端以窄縮狀態構成有一直徑小于加熱器固定座(313)的直徑的打印頭固定柱(3131)，藉由該打印頭固定柱(3131)探入所述打印頭固定柱孔(271)內而將壓輪架(311)與所述遠端旋轉臂(27)的右端朝向下的一側固定，在打印頭固定柱(3131)的軸向中央開設有一碳纖維導引孔(31311)，該碳纖維導引孔(31311)途經開設在加熱器固定座(313)的軸向中央的孔與壓輪架(311)的壓輪架腔(3111)相通，藉由該碳纖維導引孔(31311)將由所述送絲裝置(32)送出的并且由所述碳纖維剪切裝置(33)剪斷的碳纖維絲引入所述的壓輪(312)，加熱器(314)的中央位置構成有一加熱器固定孔(3141)，該加熱器固定孔(3141)套置在所述加熱器固定座(313)上，風扇(315)固定在遠端旋轉臂(27)的右端朝向下的一側，并且該風扇(315)的風扇出風口(3151)與所述壓輪(312)的側面相對應，所述的送絲裝置(32)與所述打印頭固定柱孔(271)的上方相對應，而所述的碳纖維絲剪切裝置(33)對應于打印頭固定柱孔(271)的左側；所述的加熱器(314)上配設有一根或以上的加熱棒(3142)和一溫度信號采集器(3143)；所述的風扇(315)為壓電噴射風扇；所述的溫度信號采集器(3143)為溫度傳感器；所述的送絲裝置(32)包括基座(321)、壓電陶瓷固定座架(322)、上限位壓電陶瓷(323)、驅動壓電陶瓷(324)、下限位壓電陶瓷(325)、碳纖維絲導向柱(326)、定位套(327)和彈簧(328)，基座(321)固定在所述遠端旋轉臂(27)的右端朝向上的一側，并且同時對應于所述打印頭固定柱孔(271)的右側，壓電陶瓷固定座架(322)固定在基座(321)的頂部，在該壓電陶瓷固定座架(322)朝向所述碳纖維絲剪切裝置(33)的一側自上而下以水平懸臂狀態依次固定有一上限位壓電陶瓷支承臂(3221)、一第一柔性鉸鏈(3222)和一第二柔性鉸鏈(3223)，該上限位壓電陶瓷支承臂(3221)、第一柔性鉸鏈(3222)和第二柔性鉸鏈(3223)彼此處于同一縱軸線上，上限位壓電陶瓷(323)設置在上限位壓電陶瓷支承臂(3221)上，驅動壓電陶瓷(324)在對應于上限位壓電陶瓷(323)的下方的位置設在第一柔性鉸鏈(3222)上并且與上限位壓電陶瓷(323)接觸，下限位壓電陶瓷(325)在對應于驅動壓電陶瓷(324)的下方的位置設置在第二柔性鉸鏈(3223)上并且與驅動壓電陶瓷(324)接觸，碳纖維導向柱(326)的頂部構成有一導向柱固定臂(3261)，該導向柱固定臂(3261)與所述基座(321)的頂部固定，而碳纖維導向柱(326)的下部與定位套(327)相配合，并且在碳纖維導向柱(326)的高度方向的中央位置開設有一導向柱導絲孔(3262)，定位套(327)位于基座(321)的左側，并且對應于所述打印頭固定柱孔(271)的上方，該定位套(327)的上端構成有一彈簧腔(3271)，下端的中央位置開設有一定位套導絲孔(3272)，該定位套導絲孔(3272)的上端與彈簧腔(3271)相通，下端構成為與外界相通的導絲孔出口(32721)，該導絲孔出口(32721)與所述的打印頭固定柱孔(271)相對應，并且同時與所述的碳纖維導引孔(31311)相對應，彈簧(328)位于彈簧腔(3271)內并且套置在碳纖維導向柱(326)的下部，所述碳纖維絲導向柱(326)的下部探入所述彈簧腔(3271)內與定位套(327)相配合。