[實用新型]一種3D打印機

有效

• 申請號: 201620083545.8
• 申請日: 2016-01-27
• 公開（公告）號: CN205343832U
• 公開（公告）日: 2016-06-29
• 發明（設計）人: 徐開明;吳桐;李葉輝;陳銘
• 申請（專利權）人: 徐開明;吳桐;李葉輝;陳銘
• 主分類號: B29C67/00
• 分類號: B29C67/00;B33Y30/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 付茵茵

技術領域

本發明涉及一種3D打印機，具體的說，涉及一種不同于傳統打印頭運動方式的3D打印機。

背景技術

目前市面上的3D打印機主要有三種機械結構，分別為：直角坐標型、三角爪(并聯臂)型、舵機轉動型(極坐標型)。下面對這幾種分別進行介紹：

(1)直角坐標型：

XYZ軸成互為直角，XY軸通常是由同步帶接步進電機來定位的，Z軸則是由絲桿控制。直角坐標型又可以分為兩種具體結構，分別為矩形盒式結構和矩形桿(龍門)式結構。

1.矩形盒式結構：

該機器的特點是熱床移動是沿Z軸移動的，物體定在熱床上不會有XY軸方向的移動，所以基本不用擔心打印物體在打印過程中出現位移情況，而且由于只需對噴頭做XY軸移動，減輕噴頭重量就可以調打印速度和打印精度。缺點：安裝過程較為復雜、維修也較為困難；整機成本較高；皮帶易老化、松弛且有空回誤差(突出缺點)。

2.矩形桿式結構：

X軸在兩個Z軸步進電機構成的平面上活動，而Z軸則與機身三角形的中垂線重合。在打印機是由于熱床在Y軸上前后移動會帶著打印物體也前后移動，所以需要特別留意打印物體與熱床的粘合。由于桿式結構與工作平臺的接觸面積較小，所以將較重的步進電機放在底部以降低中心。缺點：打印時，打印物體隨熱床在Y軸前后移動導致被打印物體抖動，影響打印質量(突出缺點)。

(2)三角爪型：

這種結構是開源3D打印機的一個重要分支，其數學原理實際上還是笛卡爾坐標系，只是通過三角函數將XY坐標映射到三臺垂直的軸上去，這種結構的有對噴頭的重量有較高的要求，因此通常采用較輕的J-head噴嘴遠端齒輪式擠出機。這種結構的機械復雜程度要比傳統的直角坐標系結構簡單很多，但是固件調試就復雜多了。這種結構有一個很大的不足就是Z軸方向的體積較大(因為要容納爪的長度)，例如有效打印高度為20CM的該打印機，整體高度至少達60cm，所以這種結構適合在有固定場所使用。缺點：固件調試復雜；打印相同大小的物體所需機器體積較大(突出缺點)；3對臂與效應器通過3對球鉸、強磁魚眼或者萬向節連接，在較高速度打印時，效應器上的打印頭振動很大，限制了其打印精度和打印速度(突出缺點)。

3.舵機轉動型(極坐標型)：

XY軸坐標采用極坐標系，跟笛卡爾坐標系不同，所以在控制程序上有完全不同的代碼。在進行3D打印時，打印平臺旋轉，而擠出機則來回移動打印。缺點：打印平臺旋轉，打印物易受離心力影響而發生變形(突出缺點)。

發明內容

針對現有技術中存在的技術問題，本發明的目的是：提供一種移動更快、精確度更高的的具有全新打印頭移動方式的3D打印機。

為了達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種3D打印機，包括機架、打印頭和驅動打印頭在水平面上運動的平面驅動機構；所述平面驅動機構包括：固定端與機架通過轉動部連接、自由端在水平面上擺動的第一擺臂，固定端與機架通過轉動部連接、自由端在水平面上擺動的第二擺臂，安裝打印頭的連接體，調整第一擺臂擺動位置的第一位置調整機構，調整第二擺臂擺動位置的第二位置調整機構；連接體包括第一滑動座和位于第一滑動座正下方的第二滑動座，第一滑動座和第二滑動座繞同一豎直轉軸自轉；第一滑動座沿著第一擺臂滑移，第二滑動座沿著第二擺臂滑移。

作為一種優選，第一位置調整機構為調整第一滑動座與第一擺臂的固定端距離的平移驅動機構，第二位置調整機構為調整第二滑動座與第二擺臂的固定端距離的平移驅動機構。

作為一種優選，第一位置調整機構為調整第一擺臂相對于機架擺動角度的擺動驅動機構，第二位置調整機構為調整第二擺臂相對于機架擺動角度的擺動驅動機構。

作為一種優選，轉動部包括擺軸和擺動座，豎直的擺軸固定在機架上，擺動座繞擺軸擺動；第一/第二擺臂的固定端固定在擺動座上；平移驅動機構包括電機、傳動齒輪組、絲桿，電機、傳動齒輪組、絲桿均安裝在擺動座上；電機通過傳動齒輪組驅動絲桿轉動，絲桿和第一/第二滑動座構成絲桿滑塊機構。