[實用新型]基于Stewart并聯機構的五軸3D打印機

有效

• 申請號: 202223343924.0
• 申請日: 2022-12-14
• 公開（公告）號: CN219044135U
• 公開（公告）日: 2023-05-19
• 發明（設計）人: 孟超;田相克;馬保聰;田麗雯
• 申請（專利權）人: 臨沂大學
• 主分類號: B29C64/20
• 分類號: B29C64/20;B29C64/227;B29C64/321;B29C35/16;B33Y30/00;B33Y40/00
• 代理公司: 臨沂超禾專利代理事務所(普通合伙) 37403
• 代理人: 李文培

本實用新型公開了一種基于Stewart并聯機構的五軸3D打印，其屬于3D打印機技術領域。它主要包括機架，機架內底部鉸接有Stewart并聯機構，Stewart并聯機構上端鉸接有浮空動平臺，浮空動平臺上方設有Delta并聯機構，Delta并聯機構下端鉸接有送料板，送料板底部設有擠出噴頭，機架上設有多組與Delta并聯機構配合的導向機構，Delta并聯機構上端與導向機構中的滑動組件鉸接，機架內頂部設有耗材擠出機以及與滑動組件配合的動力機構一，耗材擠出機通過送絲管與擠出噴頭連接。本實用新型底部增設Stewart并聯機構進行輔助打印，提高了打印支撐強度，提高了打印速度與打印精度。

技術領域

本實用新型屬于3D打印機技術領域，具體地說，尤其涉及一種基于Stewart并聯機構的五軸3D打印機。

背景技術

3D打印是快速成形技術的一種，其以數字模型文件為基礎，運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構造實際物體的技術。過去3D打印常在模具制造、工業設計等領域被用于特殊零件的定制，而現如今正逐漸被運用于一些產品的直接制造，尤其是一些特殊的領域，如人體關節、骨骼牙齒或航空航天特殊設備的零部件的加工。

現有的3D打印機主要采用的打印方式是三軸打印，打印原理是在X、Y、Z三軸上進行移動，即基于平面的累積打印。三軸打印的缺點是：1、打印速度較慢，工作效率低；2、打印工件需要精確定位，打印精度不足；3、打印復雜模型時，需要大量的支撐作為輔助，導致打印材料浪費嚴重。

應用五軸打印技術的打印機卻未見投入應用。五軸3D打印機的原理是在原有的X、Y、Z三軸移動上加入了A、B兩個自由度，使平臺可以圍繞X、Y兩軸進行翻轉運動，應用五軸技術在3D打印機上面可以有效地改變現有打印機的一些不足，如打印支撐問題和打印速度與精度等，因此有必要深入對五軸3D打印機進行研發。

發明內容

本實用新型要解決的技術問題是：克服現有技術的不足，提供一種基于Stewart并聯機構的五軸3D打印機，其底部增設Stewart并聯機構進行輔助打印，提高了打印支撐強度，同時配合Delta并聯機構進行送料打印，提高了打印速度與打印精度。

所述的基于Stewart并聯機構的五軸3D打印機，包括機架，機架內底部鉸接有Stewart并聯機構，Stewart并聯機構上端鉸接有浮空動平臺，浮空動平臺上方設有Delta并聯機構，Delta并聯機構下端鉸接有送料板，送料板底部設有擠出噴頭，機架上設有多組與Delta并聯機構配合的導向機構，Delta并聯機構上端與導向機構中的滑動組件鉸接，機架內頂部設有耗材擠出機以及與滑動組件配合的動力機構一，耗材擠出機通過送絲管與擠出噴頭連接。

優選地，所述機架內頂部設有水冷機構，水冷機構包括水箱，水箱上設有進水口和出水口，進水口和出水口分別通過散熱管與擠出噴頭內的散熱通道的兩端連通，進水口與擠出噴頭之間設有微型水泵，水箱下方設有散熱風扇。

優選地，所述Delta并聯機構包括三組支鏈機構，相鄰兩組支鏈機構之間的夾角為120°。

優選地，所述擠出噴頭為魚頭形結構。

優選地，所述機架包括上蓋和底座，上蓋與底座之間固定連接有支架，導向機構安裝于支架上。

優選地，所述導向機構包括導向光軸和滑動組件，導向光軸的兩端分別通過上固定座和下固定座與機架上的支架固定連接，滑動組件與導向光軸滑動連接，動力機構一的輸出端和下固定座上分別設有同步帶輪，兩同步帶輪之間設有同步帶，滑動組件與一側同步帶固定連接。

優選地，所述導向機構包括導向光軸、滑動組件、滾珠絲杠和與滾珠絲杠配合的絲杠螺母，導向光軸的兩端分別通過上固定座和下固定座與機架上的支架固定連接，滑動組件與導向光軸滑動連接，動力機構一的輸出端與滾珠絲杠一端連接，滾珠絲杠另一端與下固定座轉動連接，絲杠螺母與滑動組件固定連接。