[發(fā)明專利]料筒與噴嘴分離式高儲(chǔ)料并聯(lián)臂3D打印機(jī)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710736666.7
• 申請(qǐng)日: 2017-08-24
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107486984A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-12-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 徐志楠;王進(jìn);陸國(guó)棟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類號(hào): B29C64/106
• 分類號(hào): B29C64/106;B29C64/205;B29C64/20;B29C64/295;B29C64/321;B29C64/232;B29C64/236;B33Y30/00;B33Y40/00
• 代理公司: 杭州求是專利事務(wù)所有限公司33200
• 代理人: 林超

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種能對(duì)食品、藥品、石膏等加熱后可得到高粘度流體材料進(jìn)行3D打印的設(shè)備，尤其是一種料筒與噴嘴分離式高儲(chǔ)料并聯(lián)臂3D打印機(jī)。

背景技術(shù)

隨著數(shù)字技術(shù)的迅猛發(fā)展，3D打印技術(shù)得以實(shí)現(xiàn)，并且在各個(gè)領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用。針對(duì)3D打印的技術(shù)的研究多集中在金屬以及塑料方面，對(duì)加熱食材，藥材等得到高粘度流體的打印研究并不多。目前市面上的高粘度材料3D打印機(jī)為了送料方便，多將料筒與噴嘴設(shè)計(jì)為一體式，在并聯(lián)臂結(jié)構(gòu)中，料筒與噴嘴設(shè)計(jì)為一體式會(huì)增加打印頭的負(fù)載，導(dǎo)致打印頭的運(yùn)動(dòng)慣性變大，同時(shí)會(huì)使打印機(jī)的定位精度變差，打印頭的響應(yīng)速度與靈活度變低，并且料筒的大小受到了打印機(jī)結(jié)構(gòu)尺寸的限制，降低了能打印物體體積的大小。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有高粘度材料3D打印機(jī)的不足，本發(fā)明提供一種料筒與噴嘴分離式高儲(chǔ)料并聯(lián)臂3D打印機(jī)，能夠有效減少打印頭的負(fù)載，在提高打印精度與提升打印頭靈敏度的同時(shí)增加打印物體體積的大小。

本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是：

本發(fā)明包括外框架部件、三個(gè)運(yùn)動(dòng)副部件、驅(qū)動(dòng)部件、擠出頭部件和存儲(chǔ)送料部件；三個(gè)運(yùn)動(dòng)副部件均布地安裝在外框架部件的三角處，存儲(chǔ)送料部件安裝在外框架部件頂部，驅(qū)動(dòng)部件安裝在外框架部件底部，擠出頭部件分別與存儲(chǔ)送料部件和運(yùn)動(dòng)副部件連接。

所述外框架部件包括三個(gè)下連接塊、下連接件、三個(gè)上連接塊、上連接件和三根豎直連接件；下連接件為正三角形結(jié)構(gòu)，三個(gè)下連接塊分別安裝在下連接件的三個(gè)角端外壁，上連接件為正三角形結(jié)構(gòu)，三個(gè)上連接塊分別安裝在上連接件的三個(gè)角端外壁，利用螺釘螺母將上連接塊與上連接件固定；上連接件的三角端和下連接塊的三角端之間分別通過(guò)三根豎直連接件支撐連接固定成一體，構(gòu)成外框架部件。

每根豎直連接件上安裝有一組運(yùn)動(dòng)副部件，所述運(yùn)動(dòng)副部件包括兩個(gè)限位塊、光軸、移動(dòng)滑塊、直線軸承和臂帶連接件，兩個(gè)限位塊分別固定在豎直連接件上端和下端，光軸豎直地連接在兩個(gè)限位塊之間，移動(dòng)滑塊經(jīng)直線軸承套裝在光軸外并沿光軸上下移動(dòng)，臂帶連接件固定安裝在移動(dòng)滑塊靠近外框架部件中心的一側(cè)面。

所述的驅(qū)動(dòng)部件包括三個(gè)運(yùn)動(dòng)控制步進(jìn)電機(jī)和同步輪；三個(gè)運(yùn)動(dòng)控制步進(jìn)電機(jī)分別安裝在下連接件中，每個(gè)運(yùn)動(dòng)控制步進(jìn)電機(jī)的輸出軸均與一底同步輪同軸固定連接，每個(gè)底同步輪正上方的上連接件連接有頂同步輪，底同步輪和頂同步輪軸線平行，底同步輪和頂同步輪之間安裝同步帶，運(yùn)動(dòng)副部件的臂帶連接件和同步帶固定連接。

所述存儲(chǔ)送料部件包括送料步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)保持架、聯(lián)軸器、絲杠、絲杠螺母、傳動(dòng)桿、料筒保持架、活塞桿、料筒和料筒加熱件；送料步進(jìn)電機(jī)經(jīng)步進(jìn)電機(jī)保持架固定安裝在上連接件上，送料步進(jìn)電機(jī)輸出軸朝向正下方布置，送料步進(jìn)電機(jī)輸出軸的下端穿上連接件通過(guò)聯(lián)軸器與絲杠同軸相連，絲杠上經(jīng)絲杠螺母副套裝有絲杠螺母；料筒保持架固定在上連接件的底面，料筒固定在料筒保持架底面，料筒加熱件固定在料筒外壁，絲杠螺母通過(guò)傳動(dòng)桿與活塞桿頂部固定連接，活塞桿底部連接活塞頭，活塞頭置放在料筒腔內(nèi)，構(gòu)成所述存儲(chǔ)送料部件。

所述擠出頭部件包括動(dòng)平臺(tái)、擠出頭連接件、擠出頭、擠出頭加熱件、連桿和保溫管；動(dòng)平臺(tái)頂端經(jīng)連桿連接到各個(gè)臂帶連接件，每個(gè)臂帶連接件通過(guò)兩根平行的連桿連接到動(dòng)平臺(tái)頂端，擠出頭連接件固定在動(dòng)平臺(tái)底面中心，擠出頭安裝在擠出頭連接件的末端，擠出頭加熱件固定套在擠出頭連接件外的下部，擠出頭連接件進(jìn)料口通過(guò)保溫管與料筒出料口連接相通，從而構(gòu)成所述擠出頭部件。

通過(guò)所述運(yùn)動(dòng)控制步進(jìn)電機(jī)運(yùn)行帶動(dòng)同步帶進(jìn)而臂帶連接件隨移動(dòng)滑塊沿光軸上下移動(dòng)，三個(gè)運(yùn)動(dòng)副部件的移動(dòng)滑塊移動(dòng)各自通過(guò)連桿分別從三個(gè)方向拉動(dòng)動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)動(dòng)平臺(tái)上擠出頭的水平和升降移動(dòng)，實(shí)現(xiàn)打印位置的3D移動(dòng)。

還包括打印平臺(tái)和平臺(tái)夾具，平臺(tái)夾具固定在下連接件上，打印平臺(tái)固定在平臺(tái)夾具上。

所述的連桿的兩端分別與臂帶連接件和動(dòng)平臺(tái)鉸接。

本發(fā)明的有益效果是：

本發(fā)明克服了市面上料筒與噴嘴一體式打印機(jī)的運(yùn)動(dòng)慣性大、動(dòng)態(tài)性能差等缺點(diǎn)，并具有定位精度較高、打印頭響應(yīng)速度快、打印速度較快等優(yōu)點(diǎn)，料筒與噴嘴分離式設(shè)計(jì)提高了噴嘴運(yùn)動(dòng)的靈活性，同時(shí)料筒的大小不再受3D打印結(jié)構(gòu)尺寸的限制，增大了可打印目標(biāo)物體的體積。

附圖說(shuō)明

下面結(jié)合附圖和實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說(shuō)明。

圖1是本發(fā)明3D打印機(jī)結(jié)構(gòu)正視圖；

圖2是本發(fā)明3D打印機(jī)結(jié)構(gòu)左視圖；