[發明專利]可變半徑的多打印頭一體式桁架3D打印機及其使用方法

有效

• 申請號: 202110482681.X
• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113263723B
• 公開（公告）日: 2022-04-05
• 發明（設計）人: 田小永;康友偉;張明杰;劉騰飛;周佐新;丁繼鋒;高峰;李滌塵
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: B29C64/20
• 分類號: B29C64/20;B33Y30/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 賀建斌

1.一種可變半徑的多打印頭一體式桁架3D打印機，其特征在于：包括機架(4)、棱邊成形模塊(1)、環繞成形模塊和角度調節模塊，環繞成形模塊、角度調節模塊連接在機架(4)上，環繞成形模塊、角度調節模塊和棱邊成形模塊(1)連接；

所述的環繞成形模塊由三組相同機械結構的子模塊組成，自下而上分別是第一順周期環繞子模塊(21)、第二順周期環繞子模塊(22)、逆周期環繞子模塊(23)；

所述的角度調節模塊由上調節模塊(31)和下調節模塊(32)組成，上調節模塊(31)固定安裝在機架(4)上部，下調節模塊(32)固定安裝在機架(4)下部，上調節模塊(31)和下調節模塊(32)共有三組，沿機架(4)中軸線等距陣列分布，下調節模塊(32)與對應的上調節模塊(31)處于同一豎直平面內；

所述的棱邊成形模塊(1)共有三組，沿機架(4)中軸線等距陣列分布；

所述的上調節模塊(31)包括和第一伸縮模塊(5-1)連接的懸臂支架(311)，懸臂支架(311)與棱邊成形模塊(1)的上部鉸接；下調節模塊(32)包括和第二伸縮模塊(5-2)連接的鉸接底座(321)，鉸接底座(321)與電動推拉桿(322)一端鉸接，電動推拉桿(322)另一端與棱邊成形模塊(1)的下部鉸接。

2.根據權利要求1所述的一種可變半徑的多打印頭一體式桁架3D打印機，其特征在于：所述的第一伸縮模塊(5-1)和第二伸縮模塊(5-2)均包括步進電機(51)，步進電機(51)固定安裝于底座(52)上，底座(52)上平行安裝有兩相同光桿(54)，光桿(54)與絲桿(55)平行，絲桿(55)一端與步進電機(51)轉軸通過聯軸器連接，另一端與底座(52)通過軸承連接，光桿(54)和絲桿(55)上活動安裝有滑塊(53)，步進電機(51)通過絲桿(55)帶動滑塊(53)實現單方向的往復平移，滑塊(53)和上調節模塊(31)的懸臂支架(311)連接，或滑塊(53)和下調節模塊(32)的鉸接底座(321)連接。

3.根據權利要求1所述的一種可變半徑的多打印頭一體式桁架3D打印機，其特征在于：所述的棱邊成形模塊(1)包括支架(11)，支架(11)上依次連接有加熱模具(12)、第一主動輪副(14-1)、被動輪組(15)、第二主動輪副(14-2)，鋪帶(171)從鋪帶盤(17)中引出，依次穿過加熱模具(12)、第一主動輪副(14-1)、被動輪組(15)、第二主動輪副(14-2)；加熱模具(12)固定安裝于隔熱支架(13)上，隔熱支架(13)固定安裝于支架(11)上，加熱模具(12)用于將平直鋪帶(171)折彎變形；第一主動輪副(14-1)、第二主動輪副(14-2)通過第一步進電機(16-1)、第二步進電機(16-2)提供拖拽動力，第一步進電機(16-1)、第二步進電機(16-2)安裝于支架(11)上；被動輪組(15)用于支撐鋪帶(171)。

4.根據權利要求3所述的一種可變半徑的多打印頭一體式桁架3D打印機，其特征在于：所述的第一主動輪副(14-1)、第二主動輪副(14-2)均包括凸輪(141)和凹輪(142)，凸輪(141)和第一步進電機(16-1)、第二步進電機(16-2)輸出軸連接，凸輪(141)和凹輪(142)表面摩擦系數大，間距可調。

5.根據權利要求2所述的一種可變半徑的多打印頭一體式桁架3D打印機，其特征在于：所述的第一順周期環繞子模塊(21)、第二順周期環繞子模塊(22)、逆周期環繞子模塊(23)均包括打印頭(201)、打印頭支架(202)、絲盤(203)、環形導軌滑塊(204)、環形導軌(205)和第三伸縮模塊(5)，打印頭(201)和絲盤(203)固定安裝于打印頭支架(202)上，打印頭支架(202)固定安裝于第三伸縮模塊(5)的滑塊(53)上，第三伸縮模塊(5)固定安裝于環形導軌滑塊(204)上，環形導軌滑塊(204)與環形導軌(205)配合連接，環形導軌(205)固定安裝在機架(4)上；復合材料預浸絲(2031)從絲盤(203)引出，穿過打印頭(201)并被擠出。