[實(shí)用新型]3D打印激光雕刻一體機(jī)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201620024862.2
• 申請(qǐng)日: 2016-01-12
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN205272625U
• 公開(kāi)（公告）日: 2016-06-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 殷書(shū)寶
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 南京工程學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): B29C67/00
• 分類(lèi)號(hào): B29C67/00;B22F3/115;B33Y30/00;B23K26/36;B23K26/08
• 代理公司: 南京鐘山專(zhuān)利代理有限公司 32252
• 代理人: 戴朝榮

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及3D打印技術(shù)及激光雕刻技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

3D打印（3Dprinting）為快速成型技術(shù)的一種，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料來(lái)構(gòu)造立體物體。激光雕刻加工是以數(shù)控技術(shù)為基礎(chǔ)，激光為加工媒介,利用加工材料在激光照射下瞬間熔化和氣化的物理變性，達(dá)到加工的目的。目前，3D打印技術(shù)包括熔融沉積式(FDM）、選擇性激光熔化成型(SLM)、選擇性激光燒結(jié)（SLS）、立體平板印刷（SLA）等眾多方案。市售常見(jiàn)的家庭桌面級(jí)3D打印機(jī)多基于FDM技術(shù)，功能單一，使用率低，對(duì)其精密的數(shù)字3D定位及運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)產(chǎn)成資源浪費(fèi)。激光雕刻機(jī)控制原理與3D打印機(jī)類(lèi)似，但不再產(chǎn)生Z向進(jìn)給，僅在XY平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的技術(shù)目的是提供一種3D打印激光雕刻一體機(jī)，可實(shí)現(xiàn)基于熔融堆積快速成型工藝的3D打印功能，并擴(kuò)展激光灼燒雕刻功能，該一體機(jī)可在兩種工作模式之間自由切換，實(shí)現(xiàn)機(jī)電結(jié)構(gòu)的高效利用。

為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案為：

一種3D打印激光雕刻一體機(jī)，其特征在于，設(shè)有并聯(lián)臂機(jī)架、成型工作臺(tái)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、熔融擠出裝置、激光雕刻裝置以及主控制盒：

所述并聯(lián)臂機(jī)架設(shè)有頂板、底板、支撐在頂板與底板之間的三組滑桿導(dǎo)軌以及懸空設(shè)置在三組滑桿導(dǎo)軌之間的安裝平臺(tái)，三組滑桿導(dǎo)軌豎直設(shè)置，排列呈正三角形，各滑桿導(dǎo)軌上均安裝有滑塊，所述滑塊通過(guò)并聯(lián)臂與安裝平臺(tái)連接，在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制下沿滑桿導(dǎo)軌上下移動(dòng)，一個(gè)滑塊由一個(gè)驅(qū)動(dòng)單元單獨(dú)控制；所述并聯(lián)臂的上端通過(guò)關(guān)節(jié)軸承與滑塊鉸接，下端通過(guò)球頭球窩結(jié)構(gòu)與安裝平臺(tái)連接；

所述成型工作臺(tái)設(shè)置在并聯(lián)臂機(jī)架的底板上，位于安裝平臺(tái)的下方；

所述熔融擠出裝置包括分別與主控制盒連接的遠(yuǎn)程送料單元和加熱擠出單元，熔融擠出裝置工作時(shí)，所述加熱擠出單元以可拆卸的方式固定安裝在所述安裝平臺(tái)上；

所述激光雕刻裝置包括激光控制盒和激光器，激光雕刻裝置工作時(shí)，激光器亦以可拆卸的方式固定安裝在所述安裝平臺(tái)上，通過(guò)激光器供電線(xiàn)與所述激光控制盒連接，所述激光控制盒內(nèi)設(shè)有邏輯控制模塊和穩(wěn)壓、穩(wěn)流模塊，所述邏輯控制模塊與所述主控制盒通過(guò)控制線(xiàn)連接，激光控制盒另接電源。

在上述方案基礎(chǔ)上，進(jìn)一步改進(jìn)或優(yōu)選的技術(shù)方案還包括：

所述遠(yuǎn)程送料單元包括擠出用步進(jìn)電機(jī)，所述步進(jìn)電機(jī)安裝在并聯(lián)臂機(jī)架的頂板上，通過(guò)送料喉管與加熱擠出單元連接；所述加熱擠出單元包括加熱棒、熱敏電阻、散熱風(fēng)扇與擠出噴嘴。所述主控制盒內(nèi)設(shè)有連接加熱棒的供電接口，連接驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)線(xiàn)接口，加熱棒電源線(xiàn)與供電接口固定連接，各驅(qū)動(dòng)單元與對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)線(xiàn)接口固定連接；主控制盒操作面板上設(shè)有加熱棒控制線(xiàn)接口、散熱風(fēng)扇電源線(xiàn)接口、熱敏電阻接線(xiàn)接口、擠出用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)接口，加熱棒控制線(xiàn)、散熱風(fēng)扇電源線(xiàn)、熱敏電阻接線(xiàn)與擠出用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)線(xiàn)均以熱插拔的方式與主控制盒操作面板上的相應(yīng)接口連接。

所述驅(qū)動(dòng)單元采用步進(jìn)電機(jī)通過(guò)皮帶輪與同步帶帶動(dòng)滑塊上下運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)單元步進(jìn)電機(jī)安裝在并聯(lián)臂機(jī)架底板的下方。

所述激光控制盒與主控制盒通過(guò)兩根控制線(xiàn)連接，一根接地，激光控制盒通過(guò)響應(yīng)另一根控制線(xiàn)接收的高低電平實(shí)現(xiàn)激光雕刻裝置開(kāi)與關(guān)的控制。

所述滑桿導(dǎo)軌由兩根平行的豎桿并列組成，滑塊兩端分別固定在兩豎桿上；所述并聯(lián)臂由兩根平行的單元臂并排組成，兩單元臂上端均設(shè)有連接滑塊的關(guān)節(jié)軸承，下端均設(shè)有球頭結(jié)構(gòu)，所述安裝平臺(tái)上對(duì)應(yīng)各球頭結(jié)構(gòu)設(shè)有六個(gè)窩形磁鐵構(gòu)成的球窩結(jié)構(gòu)，所述安裝平臺(tái)呈六角形。

有益效果：

本實(shí)用新型一體機(jī)既可作為熔融層積的3D打印機(jī)使用，打印工件、工藝品等，又可作為激光雕刻機(jī)使用，在木材、皮革、塑料等材質(zhì)上運(yùn)行雕刻，加工出用戶(hù)喜歡的圖案，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的多功能化，達(dá)成了機(jī)電結(jié)構(gòu)的高效利用。同時(shí)，通過(guò)對(duì)接口的進(jìn)一步合理配置，使本實(shí)用新型在兩種工作模式之間可自由切換，操作簡(jiǎn)便，且易于實(shí)現(xiàn)，例如在進(jìn)行3D打印機(jī)工作模式時(shí)，通過(guò)簡(jiǎn)單接換線(xiàn)和拆裝工作，即可作為激光雕刻機(jī)使用，反之亦然。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型一實(shí)施例中的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是主控制盒及其面板接口的示意圖；

圖3是安裝平臺(tái)的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是并聯(lián)臂與安裝平臺(tái)的連接結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是3D打印工作模式的接線(xiàn)示意圖；

圖6是激光雕刻工作模式的接線(xiàn)示意圖；