[實用新型]一種3D打印設備

有效

• 申請號: 201720285687.7
• 申請日: 2017-03-22
• 公開（公告）號: CN206678403U
• 公開（公告）日: 2017-11-28
• 發明（設計）人: 張二浩;張凱
• 申請（專利權）人: 貴州歐亞成電子科技有限公司
• 主分類號: B29C64/245
• 分類號: B29C64/245;B29C64/227;B33Y30/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明實施例涉及3D打印技術領域，具體涉及一種3D打印設備。

背景技術

本部分向讀者介紹可能與本發明的各個方面相關的背景技術，相信能夠向讀者提供有用的背景信息，從而有助于讀者更好地理解本發明的各個方面。因此，可以理解，本部分的說明是用于上述目的，而并非構成對現有技術的承認。

3D打印機又稱三維打印機(3DP)，是一種累積制造技術，即快速成形技術的一種機器，它是一種數字模型文件為基礎，運用特殊蠟材、粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過打印一層層的粘合材料來制造三維的物體?，F階段三維打印機被用來制造產品。逐層打印的方式來構造物體的技術。它能克服傳統機械加工無法實現的特殊結構障礙。可以實現任意復雜結構部件的簡單化生產。3D打印機的原理是把數據和原料放進3D打印機中，機器會按照程序把產品一層層造出來。3D打印機與傳統打印機最大的區別在于它使用的“墨水”是實實在在的原材料，堆疊薄層的形式有多種多樣，可用于打印的介質種類多樣，從繁多的塑料到金屬、陶瓷以及橡膠類物質。有些打印機還能結合不同介質，令打印出來的物體一頭堅硬而另一頭柔軟。

現有的3D打印技術分為，熱熔塑膠基礎技術FDM、激光燒結成型技術及光固化液態樹脂選擇區域固化成型技術。3D打印機為了精確控制打印頭位置，通常必須使用步進電機為其提供動力，目前常見步進電機一般步進角多在1.8度左右，精度更高的約0.9度也很多，步進電機通過帶動同步輪轉動進而帶動同步帶運動，同步帶就會將其轉換為帶上部件的直線運動或是帶動從動輪轉動，而實際生產中，同步帶多是尼龍夾層橡膠復合材料，各種同步帶均具有一定的彈性和伸長率，同步帶的彈性會在步進電機動力變化時候吸收其動能，進而損失精度，當0.9度步進電機搭配20齒2GT同步輪時候，理論上步進電機每步轉動0.9度可以帶動相關同步帶上直線運動的部件行走0.1mm，這要求當皮帶總長超過20公分時候，在打印機上的彈性伸長率不能超過0.5％，當皮帶彈性模量不夠大時候，實驗多數3D打印機由于皮帶彈性問題會損失掉這部分傳動精度，如果要提高其精度，必須將打印速度放置到足夠慢。

當設備運轉時候，由于電機會產生振動，當設備重心相對放置平面較高的時候，如果設備較輕，電機產生的針對就會對設備產生相對較大的干擾，最終影響到設備工作精度，要想降低這種影響，通常一種做法是增加設備緊固件，增加設備重量，但這種做法最終會影響到設備的平穩。

在工業設備中，當設備結構部件在設備上朝向一個方向運動后，轉換方向朝相反方向運動時候，由于部件加工精度等原因，通常不會立即反方向運動，而是在相關電機反轉一定角度之后才會發生真正的反向運動，這個現象叫做回向間隙，回向間隙會出現在各類加工設備的機械結構中，比如機床、雕刻機、3D打印機等，回向間隙會直接損失設備相關的工作精度，但一般可以通過優化其控制軟件減小間隙帶來的影響，但目前常見的3D打印機由于其X、Y軸結構不一樣，導致相關控制電機的載荷不一樣，進而導致其工作時候相關軸移動的回向間隙、彈性誤差等都不一樣，由于變量太多，如果希望通過軟件減小相關誤差就十分麻煩。

步進電機一般外殼為硅鋼、鐵等，包裹銅制勵磁線圈，中心為永磁鋼轉子，一般3D打印機結構中，幾個步進電機的重量要占據40％以上，結構比較精簡提及比較小的結構中電機還有可能占據整機60％的重量，由于FDM 3D打印機是依靠打印頭和被打印工件的相對運動逐層成型的，整個成型過程中對運動精度要求較高，所以對整個打印機穩定性要求也比較高，步進電機在向外提供轉動動力時候，自身也會收到反向轉動力作用。常見3D打印機通常會忽視電機收到反作用力帶來的影響，當打印工件結構比較復雜，電機運動方向頻繁改變時候，電機收到反作用力波動比較大，對安裝部位帶來的振動就比較大，這種振動會沿著打印機結構通過振動波的形式傳動到工件成型平臺和打印頭，尤其當打印機重心較高時候，很容易進一步放大這種振動帶來的影響，振動波會導致打印頭在一定程度上偏離預定打印路線，走直線時候有波紋，畫圓圈時候變成橢圓，這種情況在很多3D打印機上尤為常見。

目前主流的FDM 3D打印機基本上需要至少4個步進電機實現打印擠出頭在相對打印工件的X Y Z方向的移動以及耗材的擠出，多個電機通常安裝在不同位置，通過同步帶等進行傳動，不同位置的電機通常會占用到額外的用戶桌面空間，布置不整齊也會影響到設備的美觀性，而且通常目前市場上的3D打印機不會把其需要的所有電機安裝在最底部，較高的電機安裝位置會影響到設備的穩定性。

發明內容

要解決的技術問題是如何提3D打印機的穩定性。