專利名稱:一種家庭桌面式3d打印的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種家庭桌面式3D打印機(jī)，包括有三維整機(jī)框架、X軸裝置、Y軸裝置、Z軸裝置、核心控制器、打印平臺(tái)、擠出裝置、送絲裝置，X軸裝置安裝在三維整機(jī)框架的后面板的上部，擠出裝置安裝在X軸裝置上，Y軸裝置安裝在三維整機(jī)框架的后面板的中部，打印平臺(tái)設(shè)在Y軸裝置上，核心控制器安裝在三維整機(jī)框架的左側(cè)面板上，三維整機(jī)框架的底板上設(shè)有滾軸絲桿，滾軸絲桿的上部連接有Z軸裝置，送絲裝置安裝在三維整機(jī)框架的右側(cè)面板上并位于X軸裝置左下方；本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)緊湊，簡(jiǎn)潔大方，穩(wěn)定性好，制造成本低，能夠解決因冷卻不均勻造成的堵絲現(xiàn)象，送料傳動(dòng)精確，擠壓均勻，打印成本效果好，節(jié)約生產(chǎn)成本。
【專利說明】一種家庭桌面式3D打印機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及3D打印【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地說尤其涉及一種家庭桌面式3D打印機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]三維打印(3D printing)，是即快速成形技術(shù)的一種，它是運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過一層又一層的多層打印方式(微積分)，構(gòu)造零對(duì)象，模具制造、工業(yè)設(shè)計(jì)用于建造模型，現(xiàn)正發(fā)展成產(chǎn)品制造，形成“直接數(shù)字化制造”，一些高價(jià)值應(yīng)用(比如髖關(guān)節(jié)或牙齒，或一些飛機(jī)零部件)已經(jīng)有打印而成的零部件出現(xiàn)，“三維打印”意味著這項(xiàng)技術(shù)的普及。
[0003]3D打印是添加劑制造技術(shù)的一種形式，在添加劑制造技術(shù)中三維對(duì)象是通過連續(xù)的物理層創(chuàng)建出來的，3D打印機(jī)相對(duì)于其他的添加劑制造技術(shù)而言，具有速度快，價(jià)格便宜，高易用性等優(yōu)點(diǎn)，3D打印機(jī)就是可以“打印”出真實(shí)3D物體的一種設(shè)備，功能上與激光成型技術(shù)一樣，采用分層加工、迭加成形，即通過逐層增加材料來生成3D實(shí)體，與傳統(tǒng)的去除材料加工技術(shù)完全不同。說的簡(jiǎn)單一點(diǎn)，3D打印是斷層掃描的逆過程，斷層掃描是把某個(gè)東西“切“成無數(shù)疊加的片，3D打印就是一片一片的打印，然后疊加到一起，成為一個(gè)立體物體，目前市場(chǎng)上的大多數(shù)熔融沉積型(FDM)打印機(jī)普遍存在以下問題:因?yàn)闊醾鲗?dǎo)的緣故，冷卻不均勻，打印材料經(jīng)常堵在噴頭安裝處，導(dǎo)致打印過程中材料無法正常噴出，不能正常打印；由于送料裝置傳動(dòng)系統(tǒng)不夠精確，擠壓不均，也會(huì)造成打印成品效果差。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]本實(shí)用新型的目的是提供一種家庭桌面式3D打印機(jī)，結(jié)構(gòu)緊湊，簡(jiǎn)潔大方，穩(wěn)定性好，制造成本低，能夠解決因冷卻不均勻造成的堵絲現(xiàn)象，送料傳動(dòng)精確，擠壓均勻，打印成本效果好，節(jié)約生產(chǎn)成本。
[0005]為了解決【背景技術(shù)】所存在的問題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案:
[0006]一種家庭桌面式3D打印機(jī)，包括有三維整機(jī)框架、X軸裝置、Y軸裝置、Z軸裝置、核心控制器、打印平臺(tái)、擠出裝置、送絲裝置，所述的X軸裝置安裝在三維整機(jī)框架的后面板的上部，所述的擠出裝置安裝在X軸裝置上，所述的Y軸裝置安裝在三維整機(jī)框架的后面板的中部，所述的打印平臺(tái)設(shè)在Y軸裝置上，所述的核心控制器安裝在三維整機(jī)框架的左側(cè)面板上，所述的三維整機(jī)框架的底板上設(shè)有滾軸絲桿，所述的滾軸絲桿的上部連接有Z軸裝置，所述的送絲裝置安裝在三維整機(jī)框架的右側(cè)面板上并位于X軸裝置左下方。
[0007]所述的X軸裝置包括X軸支架、步進(jìn)電機(jī)、限位開關(guān)，所述的X軸支架安裝于三維整機(jī)框架的后面板上，所述的X軸支架包括四塊呈矩形安裝于三維整機(jī)框架上的軸承座及兩根平行安裝在軸承座上的光桿，所述的擠出裝置通過直線軸承與光桿連接，所述的步進(jìn)電機(jī)設(shè)在X軸支架一側(cè)，所述的步進(jìn)電機(jī)的輸出軸上設(shè)有同步帶輪，所述的同步帶輪通過同步帶與設(shè)在兩軸承座之間的U槽滑輪軸承連接，通過在步進(jìn)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下帶動(dòng)同步帶來回運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)安裝在光桿上的擠出裝置來回運(yùn)動(dòng)。
[0008]所述的擠出裝置包括有擠出頭、擠出頭支架，擠出頭安裝于擠出頭支架的一側(cè)，所述的擠出頭支架的上部與直線軸承連接，所述的擠出頭支架的下部向外突出部位設(shè)有風(fēng)扇，用來冷卻擠出頭，所述的擠出頭與風(fēng)扇安裝位置成幾何垂直關(guān)系，以便風(fēng)扇能夠更好的冷卻擠出頭。
[0009]所述的Y軸裝置包括有Y軸支架底座、軸承座、光桿、Y軸傳動(dòng)系統(tǒng)，4塊所述的軸承座呈矩形安裝于Y軸支架座的上部，兩根所述的光桿平行安裝于軸承座上，所述的Y軸傳動(dòng)系統(tǒng)包括安裝在Y軸支架底座下部的步進(jìn)電機(jī)、同步帶輪、同步帶、U槽滑輪軸承，同步帶輪安裝于所述的步進(jìn)電機(jī)的輸出軸上，U槽滑輪軸承安裝在相對(duì)于同步帶輪另一端的兩軸承座之間，U槽滑輪軸承通過同步帶與同步帶輪連接，所述步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)后會(huì)帶動(dòng)所述同步帶輪，轉(zhuǎn)動(dòng)的所述同步帶會(huì)驅(qū)使同步帶隨之一起轉(zhuǎn)動(dòng)起來，從而帶動(dòng)安裝在同步帶上的平臺(tái)底座。
[0010]所述的打印平臺(tái)包括平臺(tái)底座、打印平面，所述的平臺(tái)底座通過設(shè)在其下端面的安裝工件安裝在Y軸傳動(dòng)系統(tǒng)的同步帶上，所述的平臺(tái)底座的上端面設(shè)有三個(gè)彈簧，三個(gè)所述的彈簧的頂部設(shè)有打印平面，通過調(diào)節(jié)所述的彈簧的松緊度使得打印平面保持水平，打印過程中所述的打印平面需要與所述的擠出頭相接觸，以確保噴出的材料能夠附著在所述的打印平臺(tái)上。
[0011]所述的三維整機(jī)框架的上面板的上端面安裝有步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)的輸出軸連接有滾軸絲桿，所述的滾軸絲桿的底部垂直連接于三維整機(jī)框架的底面板上，所述的三維整機(jī)框架的上面板與底面板之間安裝有兩根與滾軸絲桿在同一平面上的光桿，所述的光桿分別設(shè)在滾軸絲桿的兩側(cè)并與之相互平行，使得整個(gè)打印機(jī)裝置在結(jié)構(gòu)上更加牢固可靠，所述的滾軸絲桿與光桿穿過Y軸裝置的Y軸支架底座，所述的滾軸絲桿通過步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)Y軸支架底座上下移動(dòng)。
[0012]所述核心控制器的主控板主要采用ATMEGA 2560，所述核心控制器的拓展板主要采用RAMPS 1.4，所述步進(jìn)電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)都是由所述核心控制器中的驅(qū)動(dòng)芯片A4988來驅(qū)動(dòng)的。
[0013]本實(shí)用新型有益效果:本實(shí)用新型設(shè)計(jì)合理，結(jié)構(gòu)緊湊，簡(jiǎn)潔大方，穩(wěn)定性好，制造成本低，能夠解決因冷卻不均勻造成的堵絲現(xiàn)象，送料傳動(dòng)精確，擠壓均勻，打印成本效果好，節(jié)約生產(chǎn)成本。
【附圖說明】
[0014]圖1為本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)裝置示意圖；
[0015]圖2為本實(shí)用新型X軸裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0016]圖3為本實(shí)用新型Y軸裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017]圖4為本實(shí)用新型Z軸裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖5為本實(shí)用新型擠出裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
[0019]圖6為本實(shí)用新型打印平臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]一種家庭桌面式3D打印機(jī)包括三維整機(jī)框架1，用于打印機(jī)塑造三維模型的X軸裝置2、Y軸裝置3、Z軸裝置4，控制整個(gè)打印機(jī)運(yùn)動(dòng)的核心控制器5，打印平臺(tái)6及用于噴出材料的擠出裝置7，所述X軸裝置2位于所述三維整機(jī)框架I后面板的上部，所述送絲裝置8位于三維整機(jī)框架后面板右側(cè)中間部位，所述核心控制器5安裝在所述三維整機(jī)框架I左側(cè)面板上，所述擠出裝置7安裝在X軸裝置2上。
[0021]所述X軸裝置2包括安裝于所述三維整機(jī)框架I后面板上的X軸支架21、控制X軸的步進(jìn)電機(jī)22及控制X軸原點(diǎn)的限位開關(guān)23.所述X軸支架21包括四塊安裝于所述三維整機(jī)框架I上軸承座211及安裝在所述軸承座上的兩根光桿212，所述光桿212上通過直線軸承71與擠出裝置7相連接，所述步進(jìn)電機(jī)22輸出軸穿過所述三維整機(jī)框架I與同步帶輪24相連接，所述同步輪24與U槽滑輪軸承25相配合，在步進(jìn)電機(jī)22的驅(qū)動(dòng)下帶動(dòng)同步帶26來回運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)安裝在光桿212上的擠出裝置7來回運(yùn)動(dòng)。
[0022]所述直線軸承71固定安裝在擠出頭支架72上部，所述擠出頭支架72下部向外突出部位安裝有用來冷卻擠出頭的風(fēng)扇73，安裝于所述擠出頭支架73右側(cè)的擠出頭74與所述風(fēng)扇73在安裝位置上成幾何垂直關(guān)系，以便風(fēng)扇73能夠更好的冷卻擠出頭。
[0023]所述三維整機(jī)框架I上面板安裝有控制Z軸的步進(jìn)電機(jī)41，固定在步進(jìn)電機(jī)41輸出軸上的滾軸絲桿42垂直安裝在所述三維整機(jī)框架I的底面板上，所述三維整機(jī)框架I的上面板與底面板之間還安裝有兩根光桿43，所述光桿43與所述滾軸絲桿42相平行，這樣使整個(gè)打印機(jī)裝置在結(jié)構(gòu)上更加的牢固可靠，所滾軸絲桿42及光桿43穿過所述Y軸裝置3的Y軸支架底座31。所述滾軸絲杠42會(huì)在步進(jìn)電機(jī)41的帶動(dòng)下轉(zhuǎn)動(dòng)起來，從而帶動(dòng)Y軸支架底座31上下移動(dòng)。
[0024]所述Y軸裝置3包括Y軸支架底座31，安裝在所述Y軸支架底座上部的四塊軸承座32，安裝在所述軸承座32上的兩根光桿33及Y軸傳動(dòng)系統(tǒng)，進(jìn)一步，Y軸傳動(dòng)系統(tǒng)包括安裝在所述Y軸支架底座31下部的步進(jìn)電機(jī)34，套設(shè)在所述步進(jìn)電機(jī)34輸出軸上的同步帶輪35、安裝在同步帶輪35上的同步帶36及從動(dòng)于所述同步帶輪35的U槽滑輪軸承37，所述步進(jìn)電機(jī)34轉(zhuǎn)動(dòng)后會(huì)帶動(dòng)所述同步帶輪35，轉(zhuǎn)動(dòng)的所述同步帶35會(huì)驅(qū)使同步帶36隨之一起轉(zhuǎn)動(dòng)起來，從而帶動(dòng)安裝在同步帶36上的平臺(tái)底座61。
[0025]所述打印平臺(tái)包括平臺(tái)底座61、安裝在所述平臺(tái)底座61上的三個(gè)彈簧62，及安裝在所述彈簧62上的打印平面63，調(diào)節(jié)所述彈簧62的松緊度使所述打印平面63保持水平，打印過程中所述打印平面63需要與所述擠出頭74相接觸，以確保噴出的材料能夠附著在所述打印平臺(tái)63上。
[0026]更具體的，所述核心控制器5的主控板主要采用ATMEGA 2560，所述核心控制器5的拓展板主要采用RAMPS 1.4。所述步進(jìn)電機(jī)22、步進(jìn)電機(jī)41、步進(jìn)電機(jī)34都是由所述核心控制器5中的驅(qū)動(dòng)芯片A4988來驅(qū)動(dòng)的。
【權(quán)利要求】
1.一種家庭桌面式3D打印機(jī)，其特征在于:包括有三維整機(jī)框架、X軸裝置、Y軸裝置、Z軸裝置、核心控制器、打印平臺(tái)、擠出裝置、送絲裝置，所述的X軸裝置安裝在三維整機(jī)框架的后面板的上部，所述的擠出裝置安裝在X軸裝置上，所述的Y軸裝置安裝在三維整機(jī)框架的后面板的中部，所述的打印平臺(tái)設(shè)在Y軸裝置上，所述的核心控制器安裝在三維整機(jī)框架的左側(cè)面板上，所述的三維整機(jī)框架的底板上設(shè)有滾軸絲桿，所述的滾軸絲桿的上部連接有Z軸裝置，所述的送絲裝置安裝在三維整機(jī)框架的右側(cè)面板上并位于X軸裝置下方。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種家庭桌面式3D打印機(jī)，其特征在于:所述的X軸裝置包括X軸支架、步進(jìn)電機(jī)、限位開關(guān)，所述的X軸支架安裝于三維整機(jī)框架的后面板上，所述的X軸支架包括四塊呈矩形安裝于三維整機(jī)框架上的軸承座及兩根平行安裝在軸承座上的光桿，所述的擠出裝置通過直線軸承與光桿連接，所述的步進(jìn)電機(jī)設(shè)在X軸支架一側(cè)，所述的步進(jìn)電機(jī)的輸出軸上設(shè)有同步帶輪，所述的同步帶輪通過同步帶與設(shè)在兩軸承座之間的U槽滑輪軸承連接。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種家庭桌面式3D打印機(jī)，其特征在于:所述的擠出裝置包括有擠出頭、擠出頭支架，擠出頭安裝于擠出頭支架的一側(cè)，所述的擠出頭支架的上部與直線軸承連接，所述的擠出頭支架的下部向外突出部位設(shè)有風(fēng)扇，所述的擠出頭與風(fēng)扇安裝位置成幾何垂直關(guān)系。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種家庭桌面式3D打印機(jī)，其特征在于:所述的Y軸裝置包括有Y軸支架底座、軸承座、光桿、Y軸傳動(dòng)系統(tǒng)，4塊所述的軸承座呈矩形安裝于Y軸支架座的上部，兩根所述的光桿平行安裝于軸承座上。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種家庭桌面式3D打印機(jī)，其特征在于:所述的Y軸傳動(dòng)系統(tǒng)包括安裝在Y軸支架底座下部的步進(jìn)電機(jī)、同步帶輪、同步帶、U槽滑輪軸承，同步帶輪安裝于所述的步進(jìn)電機(jī)的輸出軸上，U槽滑輪軸承安裝在相對(duì)于同步帶輪另一端的兩軸承座之間，U槽滑輪軸承通過同步帶與同步帶輪連接，所述步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)后會(huì)帶動(dòng)所述同步帶輪。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種家庭桌面式3D打印機(jī)，其特征在于:所述的打印平臺(tái)包括平臺(tái)底座、打印平面，所述的平臺(tái)底座通過設(shè)在其下端面的安裝工件安裝在Y軸傳動(dòng)系統(tǒng)的同步帶上，所述的平臺(tái)底座的上端面設(shè)有三個(gè)彈簧，三個(gè)所述的彈簧的頂部設(shè)有打印平面。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種家庭桌面式3D打印機(jī)，其特征在于:所述的三維整機(jī)框架的上面板的上端面安裝有步進(jìn)電機(jī)，步進(jìn)電機(jī)的輸出軸連接有滾軸絲桿，所述的滾軸絲桿的底部垂直連接于三維整機(jī)框架的底面板上，所述的三維整機(jī)框架的上面板與底面板之間安裝有兩根與滾軸絲桿在同一平面上的光桿，所述的光桿分別設(shè)在滾軸絲桿的兩側(cè)并與之相互平行，所述的滾軸絲桿與光桿穿過Y軸裝置的Y軸支架底座，所述的滾軸絲桿通過步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)Y軸支架底座上下移動(dòng)。
【文檔編號(hào)】B22F3-115GK204296031SQ201420720171
【發(fā)明者】李鑫, 薛偉偉, 吳迪 [申請(qǐng)人]合肥沃工電氣自動(dòng)化有限公司