[實用新型]一種通過強制同步器進(jìn)行熱床水平控制的3D打印機(jī)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720370758.3
• 申請日: 2017-04-10
• 公開（公告）號: CN207072122U
• 公開（公告）日: 2018-03-06
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 馬曉楠
• 申請（專利權(quán)）人: 馬曉楠
• 主分類號: B29C64/118
• 分類號: B29C64/118;B29C64/245;B29C64/30;B33Y30/00;B33Y40/00
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技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于3D打印制造領(lǐng)域，具體涉及一種通過強制同步器進(jìn)行熱床水平控制的3D打印機(jī)。

背景技術(shù)

3D打印機(jī)按成型的原理分為FDM技術(shù)(熔融沉積)、SLA(光固化)、 SLS(激光燒結(jié))；FDM 3D打印機(jī)的熱床在打印過程中需要沿Z軸方向上下移動，主要采用滾珠絲杠旋轉(zhuǎn)帶動熱床運動的方式。由于打印機(jī)大小不一，有單絲杠到多絲杠不等的配置，現(xiàn)有的多絲杠運動采用一個絲杠配一個步進(jìn)電機(jī)的模式進(jìn)行控制；大型FDM 3D打印機(jī)，例如JMT800型FDM 3D打印機(jī)的設(shè)備尺寸為：1600*1200*1630mm，類似的大型FDM 3D打印機(jī)，都有兩個或者兩個以上的滾珠絲杠。步進(jìn)電機(jī)作為執(zhí)行元件，是機(jī)電一體化的關(guān)鍵部件，它將電脈沖信號轉(zhuǎn)變?yōu)榻俏灰苹蚓€位移的開環(huán)控制元步進(jìn)電機(jī)件。在非超載的情況下，步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)速、停止的位置取決于脈沖信號的頻率和脈沖數(shù)，而不受負(fù)載變化的影響，當(dāng)步進(jìn)驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進(jìn)電機(jī)按審定的方向轉(zhuǎn)動一個角度，稱為“步距角”，它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運行的。現(xiàn)有的多絲杠運動采用一個絲杠配一個步進(jìn)電機(jī)的模式進(jìn)行控制的方式，在突然斷電或者設(shè)備急停模式下步進(jìn)電機(jī)是不受控制器驅(qū)動的，即在受到外力干擾的情況下，造成兩個或者兩個以上步進(jìn)電機(jī)，瞬間轉(zhuǎn)動角度不一致，從而使得絲杠之間受力不均勻?qū)е履硞€絲杠受重力下降的情況產(chǎn)生，且每個絲杠下降高度不一致，從而導(dǎo)致熱床不平衡的狀況出現(xiàn)。

對于FDM 3D機(jī)型來說，開始打印的第一層能否均勻穩(wěn)固地附著于熱床上，決定了整體打印的成功與否，也就是說，如果第一層能夠很好地粘接在熱床上，后續(xù)的打印如果不出意外，就可以順利的完成了。但是，第一層的打印并沒有那么容易，其中一個原因就是打印機(jī)熱床是否水平的問題，如果熱床處于傾斜狀態(tài)，哪怕是很細(xì)微的傾斜，就可能導(dǎo)致模型的第一層在一個位置非常牢固，在另一個位置卻根本沒有粘接上；一般打印的第一層的層厚為 0.35mm，打印頭過低會導(dǎo)致材料擠出困難，第一層凹凸不平甚至碰頭剮蹭到打印平臺，會損壞打印頭，打印頭過高會導(dǎo)致粘接不牢甚至凌空吐絲。因此，打印機(jī)的調(diào)平就顯得尤為重要。

目前多數(shù)的FDM 3D打印機(jī)的調(diào)節(jié)方法為手動調(diào)節(jié)，包括使用調(diào)節(jié)螺栓，水平儀等設(shè)備，由于受人為主觀因素的影響，調(diào)平的速度和精度得不到保證，其過程步驟繁瑣落后，效果往往也不可靠，從而使得對精細(xì)模型的打印效果不理想。不僅如此，手動調(diào)平裝置僅適用于體積較小的FDM 3D打印機(jī)。相對而言，打印物體的尺寸越大，對于FDM 3D打印機(jī)機(jī)器的制造技術(shù)、工藝以及機(jī)器的穩(wěn)定性等各項參數(shù)的要求都會越高。特別需要指出的是，對于大型FDM 3D 打印機(jī)來說，在突然斷電的情況下造成的熱床瞬間失衡，比操作失誤造成的失衡更加難以調(diào)整和修復(fù)，因為它牽扯到控制系統(tǒng)的恢復(fù)和步進(jìn)電機(jī)是否具備記憶功能。在實際工作中，熱床調(diào)整需要專業(yè)人員長時間的調(diào)整才能確保其平整度；不容忽視的是，現(xiàn)有的多絲杠獨立運行系統(tǒng)，熱床平整度很容易遭到破壞，甚至每次打印完斷電后都需要重新調(diào)整。

綜上所述，目前大型的、配有兩個以上滾珠絲杠的FDM 3D打印機(jī)，受到外力影響后(每次斷電后開機(jī)前)，都需要對熱床重新進(jìn)行整平，才能正常運作。

實用新型內(nèi)容

本實用新型所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種通過強制同步器進(jìn)行熱床水平控制的3D打印機(jī)；以解決大型FDM 3D 打印機(jī)外力作用下，需要對熱床重新進(jìn)行調(diào)平的問題。為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本實用新型的技術(shù)方案如下：

一種通過強制同步器進(jìn)行熱床水平控制的3D打印機(jī)；包括固定框架、滾珠絲杠、光軸、第一步進(jìn)電機(jī)、第二步進(jìn)電機(jī)、熱床、噴頭、齒帶、感應(yīng)器、第一帶齒同步輪、第二帶齒同步輪；還包括強制同步器，所述強制同步器由同步器底座、第一導(dǎo)向輪、第二導(dǎo)向輪，滑塊、第三帶齒同步輪、第一調(diào)節(jié)螺桿、第二調(diào)節(jié)螺桿、定位桿、蓋板構(gòu)成；所述同步器底座，由底板和上蓋組成；所述滑塊，設(shè)置于同步器底座后端之上；所述第三帶齒同步輪處于滑塊一端的第一螺桿座與第二螺桿座之間，固定于蓋板和滑塊之間；所述定位桿兩端分別連接著同步器底座和滑塊；所述強制同步器固定連接在固定框架下方中部的橫桿上。

進(jìn)一步的，所述同步器底座為長方形，所述同步器底座前端與上蓋一端為一體，開模壓制或者3D打印成型；所述同步器底座后端兩側(cè)設(shè)置有第一條形塊，第二條形塊，兩個條形塊上均開有絲孔；所述上蓋下方中部設(shè)置有定位桿前座套，定位桿前座套上開有定位桿連接孔；所述條形塊之間設(shè)置有凹槽。