本發(fā)明屬于3D打印技術(shù)，具體來說，是一種支持雙頭3D多色打印機(jī)的輔助支撐裝置。

背景技術(shù)：

3D打印又叫快速成型技術(shù)，該技術(shù)誕生于20世紀(jì)80年代后期，是基于材料堆積法的一種高新制造技術(shù)，被認(rèn)為是近20年來制造領(lǐng)域的一個重大成果。1997年，一家名Z-corporation的公司最先提出將3D打印技術(shù)應(yīng)用到辦公用品中。3D打印機(jī)設(shè)備體積小，相對比較便宜，成型速度快，操作簡單，無污染，可制作精細(xì)、復(fù)雜的零件，已成為快速成型行業(yè)的研究和應(yīng)用的熱點。他最大的優(yōu)點在于設(shè)計人員在造型設(shè)計后，很快看到實體模型，打印人員可根據(jù)自己的需要安裝噴頭數(shù)目，大大提高了打印效益。打印出來的模型也可隨意改進(jìn)，縮短了產(chǎn)品設(shè)計周期和試用周期，提高了新產(chǎn)品的開發(fā)進(jìn)度，加快了新產(chǎn)品上市的進(jìn)度，能快速占領(lǐng)市場，使產(chǎn)品在競爭中處于有利地位。

3D打印機(jī)它集機(jī)械工程、CAD、逆向工程技術(shù)、分層制造技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、材料科學(xué)、激光技術(shù)于一身，可以自動、直接、快速、精確地將設(shè)計思想轉(zhuǎn)變?yōu)榫哂幸欢üδ艿脑突蛑苯又圃炝慵?。即快速成形技術(shù)就是利用三維CAD的數(shù)據(jù)，通過3D打印機(jī)，將一層層的材料堆積成實體原型。簡單點說就是斷層掃描的逆過程，斷層掃描是把某個東西“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，成為一個立體物體。圖1示出了3D打印技術(shù)的原理圖，可以看出快速成型的工藝流程主要包括：建立三維模型(包括相應(yīng)尺寸數(shù)據(jù)和內(nèi)部結(jié)構(gòu))-＞模型切片并Z向離散化-＞對每層切片模型進(jìn)行信息處理-＞利用層面信息進(jìn)行分層加工-＞對分層位置進(jìn)行連接。

3D打印機(jī)在工作時，由于打印材料是經(jīng)過加熱融化-＞噴出打印-＞冷卻硬化等過程中，因此對其工作環(huán)境要求頗高，特別是打印時的工作溫度可達(dá)100多度，再者，3D打印是分層打印，其工作時間較長，模型的支撐高度需要精確、穩(wěn)定地上下調(diào)節(jié)，可見打印支撐設(shè)備除了必須有良好的封閉環(huán)境、工作強(qiáng)度外，還得具有很高的安全性以及穩(wěn)定性。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)存在的支撐裝置強(qiáng)度低、剛度弱，穩(wěn)定性差，無法滿足3D打印機(jī)工作要求的問題，本發(fā)明提供了一種強(qiáng)度高、能夠在動態(tài)打印過程中精確、穩(wěn)定打印3D模型的可拆卸式支撐裝置。

為實現(xiàn)上述技術(shù)目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

一種3D打印機(jī)支撐裝置，包括外框、機(jī)架本體以及工作臺，所述外框具有前、后側(cè)開口，且在前側(cè)開口處設(shè)置有透明視窗，所述機(jī)架本體內(nèi)置于外框里并支撐外框，所述工作臺安裝在機(jī)架本體上，其中：

所述機(jī)架本體采用鋁合金材料，其包括機(jī)架下板、機(jī)架后板、機(jī)架左柱、機(jī)架右柱、機(jī)架前梁、機(jī)架后梁、機(jī)架左梁和機(jī)架右梁，機(jī)架后板匹配外框后側(cè)開口，機(jī)架下板底部設(shè)有沿前端延伸出來的機(jī)架底板，且機(jī)架底板下端設(shè)有支撐腳，同時機(jī)架后板兩側(cè)分別設(shè)有垂直機(jī)架后板并向前端延伸的左側(cè)翼和右側(cè)翼，左側(cè)翼和右側(cè)翼之間設(shè)有相互匹配的第一Y軸傳動安裝孔，所述機(jī)架左梁和機(jī)架右梁之間設(shè)有相互匹配的第二Y軸傳動安裝孔，第一Y軸傳動安裝孔與第二Y軸傳動安裝孔位于相同水平高度，所述機(jī)架前梁左右兩端與機(jī)架后板之間設(shè)有左右兩對水平高度相同的X軸傳動安裝孔；

所述工作臺包括水平板以及固定在水平板下板的支撐架，所述支撐架包括位于左右兩側(cè)的支撐側(cè)板和連接兩支撐側(cè)板的支撐連接板，所述工作臺與機(jī)架下板之間底部設(shè)有控制工作臺上下運動的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。

采用上述技術(shù)方案的3D打印機(jī)支撐裝置，鋁合金機(jī)架本體形成框架結(jié)構(gòu)通過合理設(shè)計，具有足夠的抗彎、抗扭和剛度性能，在長時間動態(tài)打印工作中，能夠保持外框結(jié)構(gòu)穩(wěn)定；第一Y軸傳動安裝孔、第二Y軸傳動安裝孔方便打印機(jī)噴頭傳動裝置的安裝，使得在組裝過程中盡量避免影響支撐裝置的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性，相應(yīng)地保證了打印機(jī)噴頭傳動裝置工作時的穩(wěn)定性；水平板用于支撐打印模型，如果調(diào)節(jié)結(jié)構(gòu)與水平板直接連接，水平板穩(wěn)定性較差，因此在給水平板安裝支撐架后，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)固定與支撐架之間可以更穩(wěn)定地固定，有利于提供更加穩(wěn)定的支撐工作臺；通過透明視窗可以近距離觀察支撐裝置內(nèi)部模型的打印狀態(tài)，方便操作人員隨時根據(jù)情況調(diào)整工作步驟。

進(jìn)一步限定，所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位于支撐連接板中部，其包括步進(jìn)電機(jī)、聯(lián)軸器以及滾珠絲杠，所述步進(jìn)電機(jī)位于機(jī)架下板底部，所述滾珠絲杠上端通過軸承座將其固定在水平板底部，滾珠絲杠下端連接聯(lián)軸器一端，聯(lián)軸器另一端與步進(jìn)電機(jī)穿過機(jī)架下板的伸縮桿連接，所述滾珠絲杠與聯(lián)軸器之間通過軸承座固定。上述限定通過步進(jìn)電機(jī)的軸向運動帶動滾珠絲杠上下直線運動調(diào)節(jié)高度。

進(jìn)一步限定，所述調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)還包括兩Z軸導(dǎo)向桿和兩滑塊，所述兩Z軸導(dǎo)向桿分別位于支撐連接板左右兩側(cè)，其中Z軸導(dǎo)向桿下端垂直固定在機(jī)架下板上，Z軸導(dǎo)向桿上端固定在機(jī)架后梁上，所述兩滑塊分別安裝在支撐連接板上，且兩滑塊能夠分別上下滑動在兩Z軸導(dǎo)向桿上。鑒于調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)是單獨支撐水平板上下運動，如果模型較大，其穩(wěn)定性容易受到影響，因此上述限定通過增設(shè)左右兩組Z軸導(dǎo)向桿和兩滑塊，不但可以多點支撐水平板，提高其穩(wěn)定性，還可以更好地沿著Z軸導(dǎo)向桿引導(dǎo)水平板運動，避免水平板偏離垂直運動軌跡。

進(jìn)一步限定，所述透明視窗上端設(shè)置水平轉(zhuǎn)軸形成翻蓋旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步限定，所述機(jī)架左梁和機(jī)架右梁上方對稱設(shè)置有一對機(jī)架把手。

附圖說明

圖1為外框結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為機(jī)架本體爆炸圖；

圖3為工作臺結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為工作臺與機(jī)架本體安裝后的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中對應(yīng)標(biāo)示分別為：1-外框，11-前側(cè)開口，12-后側(cè)開口，13-透明視窗，2-機(jī)架本體，21-機(jī)架下板，211-機(jī)架底板，221-機(jī)架右柱，222-機(jī)架左柱，23-機(jī)架前梁，231-X軸傳動安裝孔，24-機(jī)架后梁，251-機(jī)架右梁，252-機(jī)架左梁，253-第二Y軸傳動安裝孔，26-機(jī)架后板，261-左側(cè)翼，262-右側(cè)翼，263-第一Y軸傳動安裝孔，27-支撐腳，3-工作臺，31-水平板，32-支撐連接板，33-支撐側(cè)板，341-聯(lián)軸器，342-滾珠絲杠，343-軸承座，35-滑塊，36-Z軸導(dǎo)向桿，4-機(jī)架把手。

具體實施方式

為了使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好地理解本發(fā)明，下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)一步說明。

如圖1、圖2和圖3所示，一種3D打印機(jī)支撐裝置，包括外框1、機(jī)架本體2以及工作臺3，所述外框1具有前、后側(cè)開口11、12，且前側(cè)開口11處設(shè)置有透明視窗13便于觀察打印狀態(tài)，透明視窗13上端與外框1頂部鉸接有水平轉(zhuǎn)軸，使得透明視窗13形成向上開啟的翻蓋旋轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)，所述機(jī)架本體2內(nèi)置于外框1里支撐外框1以保證外框1強(qiáng)度，所述工作臺3安裝在機(jī)架本體2上。

如圖2所示，機(jī)架本體2包括機(jī)架下板21、機(jī)架后板26、機(jī)架左柱222、機(jī)架右柱221、機(jī)架前梁23、機(jī)架后梁24、機(jī)架左梁252和機(jī)架右梁251，所述機(jī)架左梁252和機(jī)架右梁251上方對稱設(shè)置有一對機(jī)架把手4，機(jī)架后板26匹配外框1后側(cè)開口12，機(jī)架下板21底部設(shè)有沿前端延伸出來的機(jī)架底板211，且機(jī)架底板211下端設(shè)有支撐腳27。

同時機(jī)架后板26兩側(cè)分別設(shè)有垂直機(jī)架后板26并向前端延伸的左側(cè)翼261和右側(cè)翼262，左側(cè)翼261和右側(cè)翼262之間設(shè)有相互匹配的第一Y軸傳動安裝孔263，所述機(jī)架左梁252和機(jī)架右梁251之間設(shè)有相互匹配的第二Y軸傳動安裝孔253，第一Y軸傳動安裝孔263與第二Y軸傳動安裝孔253位于相同水平高度，所述機(jī)架前梁23左右兩端與機(jī)架后板26之間設(shè)有左右兩對水平高度相同的X軸傳動安裝孔231。

機(jī)架本體2采用鋁合金材料，能夠提高其使用強(qiáng)度，通過合理改變基本零部件的截面面積，可以增加慣性矩，提高機(jī)架本體2零件的強(qiáng)度、剛度及其安全性。

如圖3、圖4所示，工作臺3主要用于支撐打印出的3D模型，其主要包括水平板31以及固定在水平板31下板的支撐架，所述支撐架包括位于左右兩側(cè)的支撐側(cè)板33和連接兩支撐側(cè)板33的支撐連接板32，所述工作臺3與機(jī)架下板21之間底部設(shè)有控制工作臺3上下運動的調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)。為避免調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)影響工作臺的美觀性，調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)最好安裝在機(jī)架后板26附近。

調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)位于支撐連接板32中部后壁上，其包括步進(jìn)電機(jī)(圖中未示出)、聯(lián)軸器341以及滾珠絲杠342，步進(jìn)電機(jī)位于機(jī)架下板21底部，所述滾珠絲杠342上端通過軸承座343將其固定在水平板31底部，滾珠絲杠342下端連接聯(lián)軸器341一端，聯(lián)軸器341另一端與步進(jìn)電機(jī)穿過機(jī)架下板21的伸縮桿連接，所述滾珠絲杠342與聯(lián)軸器341之間通過軸承座343固定。當(dāng)步進(jìn)電機(jī)工作時，其能帶動滾珠絲杠342運動并調(diào)節(jié)水平板31的高度，使得打印出的3D模型配合噴頭完成分層打印，具體來說，在分層打印過程中，每打印完一層材料，3D模型的高度都會增加，為盡量保證打印噴頭不在Z軸方向移動(僅在X軸、Y軸方向移動，這可以簡化噴頭傳動結(jié)構(gòu)的設(shè)計)，就可以通過步進(jìn)電機(jī)控制(降低)水平臺的高度。

調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)還包括兩Z軸導(dǎo)向桿36和兩滑塊35，所述兩Z軸導(dǎo)向桿36分別位于支撐連接板32左右兩側(cè)，其中Z軸導(dǎo)向桿36下端垂直固定在機(jī)架下板21上，Z軸導(dǎo)向桿36上端固定在機(jī)架后梁24上，所述兩滑塊35分別安裝在支撐連接板32上，且兩滑塊35能夠分別上下滑動在兩Z軸導(dǎo)向桿36上。這樣不但可以多點支撐水平板31，提高其穩(wěn)定性，還可以更好地沿著Z軸導(dǎo)向桿36引導(dǎo)水平板31運動，避免水平板31偏離垂直運動軌跡。

以上對本發(fā)明提供的一種3D打印機(jī)支撐裝置進(jìn)行了詳細(xì)介紹。具體實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想。應(yīng)當(dāng)指出，對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以對本發(fā)明進(jìn)行若干改進(jìn)和修飾，這些改進(jìn)和修飾也落入本發(fā)明權(quán)利要求的保護(hù)范圍內(nèi)。