[發明專利]一種3D打印機的快速弧邊打印設備及打印方法

有效

• 申請號: 201810411211.2
• 申請日: 2018-05-02
• 公開（公告）號: CN108748991B
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發明（設計）人: 張陽
• 申請（專利權）人: 蕪湖市智行天下工業設計有限公司
• 主分類號: B29C64/205
• 分類號: B29C64/205;B29C64/241;B29C64/295;B29C64/118;B33Y30/00;B33Y10/00
• 代理公司: 蕪湖思誠知識產權代理有限公司 34138
• 代理人: 楊濤

1.一種3D打印機的快速弧邊打印設備，包括有定軸旋轉裝置(1)，所述定軸旋轉裝置(1)下端的左右兩側均設置有展臂調節裝置(2)，所述展臂調節裝置(2)的下端連接有弧邊打印頭(5)，所述展臂調節裝置(2)與所述弧邊打印頭(5)之間設置有弧邊打印頭伸縮裝置(3)，兩個所述弧邊打印頭(5)連線的中心處設置有一個打印中心主頭(4)； 所述定軸旋轉裝置(1)包括有伺服電機罩(101)，所述伺服電機罩(101)內設置有伺服電機(108)，所述伺服電機(108)的下端設置有矩形固定安裝橫板(102)，所述固定安裝橫板(102)的正下方設置有鎖緊底板(104)，所述鎖緊底板(104)與所述固定安裝橫板(102)之間固定連接有四根立柱(103)，所述伺服電機(108)的下端連接有電機聯軸器(105)，所述電機聯軸器(105)的下端連接有兩個左右對稱的驅動橫塊(106)，兩個所述驅動橫塊(106)的外端均連接有連動轉桿(107)； 所述展臂調節裝置(2)包括有固定在所述連動轉桿(107)下端的滑動橫軌(201)，所述滑動橫軌(201)的下端連接有浮起滑動塊(202)，所述浮起滑動塊(202)的本體上設置有傳動齒輪空心槽(209)，所述傳動齒輪空心槽(209)內固定設置有傳動齒輪(210)，所述傳動齒輪(210)水平方向外側設置有換向齒鏈輪(208)，所述傳動齒輪(210)水平方向內側設置有驅動齒鏈輪(206)，所述驅動齒鏈輪(206)、所述換向齒鏈輪(208)以及所述傳動齒輪(210)共同連接在傳動齒鏈(203)上，所述驅動齒鏈輪(206)的上端連接有豎直驅動轉桿(205)，所述豎直驅動轉桿(205)的上端連接有齒鏈驅動電機(204)，所述換向齒鏈輪(208)的上端連接有輔助轉桿(207)； 所述弧邊打印頭伸縮裝置(3)包括有設置在所述浮起滑動塊(202)內部的可控氣缸(301)，所述可控氣缸(301)的下端連接有活塞伸縮板(302)。

2.根據權利要求1所述的一種3D打印機的快速弧邊打印設備，其特征在于：兩個所述可控氣缸(301)是兩個獨立單元，可受軟件程序單獨控制且互不干擾。

3.根據權利要求1所述的一種3D打印機的快速弧邊打印設備，其特征在于：所述打印中心主頭(4)包括有鐵氧龍管(401)，所述鐵氧龍管(401)的下端連接有喉管(403)，所述喉管(403)與所述鐵氧龍管(401)的連接處設置有耐高溫密封圈(402)，所述喉管(403)外端設置有通風散熱主外殼(405)，所述通風散熱主外殼(405)下端連接有主加熱頭(404)。

4.根據權利要求3所述的一種3D打印機的快速弧邊打印設備，其特征在于：所述弧邊打印頭(5)包括有連接在所述活塞伸縮板(302)下端的伸縮板連接座(501)，所述伸縮板連接座(501)的上表面設置有一層防沖壓軟墊(502)，所述伸縮板連接座(501)下端設置有散熱副外殼(503)，所述散熱副外殼(503)的底端連接有副加熱頭(504)。

5.根據權利要求1所述的一種3D打印機的快速弧邊打印設備，其特征在于：兩個所述齒鏈驅動電機(204)為兩個相同的步進電機，且采用同時同步的控制方式控制兩個所述齒鏈驅動電機(204)轉動。

6.根據權利要求1所述的一種3D打印機的快速弧邊打印設備，其特征在于：所述浮起滑動塊(202)底端表面上設置有兩條橫向平行的超導磁體座(2022)，所述超導磁體座(2022)上設置有若干緊密排列的條狀超導磁體(2021)，所述超導磁體(2021)的底端設置有若干與所述超導磁體(2021)N-S磁極對應放置的電磁體(2023)，若干所述電磁體(2023)共同連接有驅動電源(2024)。

7.根據權利要求4所述的一種3D打印機的快速弧邊打印設備，其特征在于：所述通風散熱主外殼(405)與所述散熱副外殼(503)的表面均設置有風葉式通風孔(406)。

8.一種3D打印機的快速弧邊打印方法，其特征在于，包括如下步驟：

S100、在開始打印之前首先需要進行校準，先校準展臂調節裝置(2)的高度，保持展臂調節裝置(2)兩端高度一致，然后校準浮起滑動塊(202)距離，保證兩浮起滑動塊(202)關于中心嚴格對稱，最后校準弧邊打印頭伸縮裝置(3)的高度，保證在弧邊打印前左右兩側的弧邊打印頭(5)等高且高度高于打印中心主頭(4)的高度；

S200、當需要做弧邊打印操作時，首先進行判定弧邊的半徑大小，當弧邊的半徑大于兩側弧邊打印頭(5)距離二者間中心的最短距離，即采用兩側的弧邊打印頭(5)旋轉打印方式，此時保證打印底板固定，當弧邊的半徑小于兩側弧邊打印頭(5)距離二者間中心的最短距離，則繼續采用打印中心主頭(4)配合打印底板移動的打印方式；

S300、其次判定其是否為規則的完整圓弧，如果是規則圓弧，則控制兩側弧邊打印頭(5)共同配合打印，此時弧邊打印頭伸縮裝置(3)控制其下降保證兩側弧邊打印頭(5)高度低于打印中心主頭(4)，如果不是完整的圓弧，判定為較近一側的弧邊打印頭(5)打印，另一個弧邊打印頭(5)不做下降操作，僅僅配合另一個打印的弧邊打印頭(5)左右移動，保證打印過程的嚴格對稱，此時僅一端的弧邊打印頭伸縮裝置(3)下降保證一側的弧邊打印頭(5)高度低于打印中心主頭(4)，另一側的弧邊打印頭(5)不做伸縮運動保持其高位不變；

S400、弧邊打印開始，利用磁懸浮原理控制浮起滑動塊(202)與滑動橫軌(201)非接觸固定，各個電機均采用軟件程序控制其工作步驟，保證打印流程準確穩定；

S500、打印結束，弧邊打印頭伸縮裝置(3)控制兩側弧邊打印頭(5)回到高位，浮起滑動塊(202)回到校準的零點，伺服電機(108)關閉，打印底板回到打印起點，待溫度降低后取下產品，完成打印。