本實用新型涉及3D打印設備技術領域，特別是一種極坐標式混色3D打印機。

背景技術：

現有的3D打印機，往往是基于笛卡爾直角坐標系，通過三個電機運轉帶動打印機噴頭的移動，達到覆蓋空間坐標的目的。其厚重的機器外殼和相對打印面積小的矛盾一直很難解決?，F有的3D打印機，由于是三條機械臂的并聯運動，致使機器在高度上占空比較大，且傳動效率較低，存在著很多運動虛位，雖說打印速度快，但打印精度不高。基于笛卡爾直角坐標系的3D打印機，在打印一些回轉體零部件時，是靠X、Y兩軸相互運動進行插補出圓形輪廓路線，打印出的圓形部件精度不高，只是近似的圓。并且，目前的3D打印機多是單噴頭設計，一般只能夠進行一種顏色的材料打印，在進行多色打印時，需要使用多噴嘴3D打印機，即每個噴嘴對應一種顏色的打印材料，打印過程中要變換顏色時，就要更換對應不同顏色的噴嘴，而切換噴嘴的工序繁瑣，造成多色打印效率很低。

技術實現要素：

本實用新型旨在解決現有的3D打印機外殼厚重、相對打印面積小，且打印旋轉體及回轉類零部件的精度不高的技術問題。

為解決上述技術問題，本實用新型采用如下技術方案：

設計一種極坐標式混色3D打印機，包括機架、安裝于所述機架上的移動裝置，所述移動裝置包括豎直設置于所述機架上的Z軸移動機構，與所述Z軸移動機構相垂直安裝的、并可沿Z軸方向上下移動的X軸移動機構，以及設置于所述X軸移動機構下方的Y軸旋轉平臺；在所述X軸移動機構的下部安裝有混色噴頭；所述Y軸旋轉平臺包括旋轉盤、安裝于所述機架上、帶動所述旋轉盤旋轉的Y軸步進電機，以及用于調整所述旋轉盤高度和水平度的調平組件；所述旋轉盤包括上下兩層圓盤。

優(yōu)選的，所述Z軸移動機構包括Z軸電機、豎直安裝于所述機架上的絲杠以及與所述絲杠配合連接的絲杠升降臺，所述Z軸電機通過聯軸器安裝于所述絲杠下端；所述X軸移動機構包括X軸電機、垂直于所述絲杠的導動光軸、與所述導動光軸配合安裝的滑動單元以及將X軸電機動力傳動至所述滑動單元的同步帶，所述X軸電機和導動光軸均安裝于所述絲杠升降臺上，混合噴頭安裝于所述滑動單元底端。

優(yōu)選的，所述Z軸移動機構下端和所述X軸移動機構的導動光軸前端均安裝有限位開關。

優(yōu)選的，所述調平組件為至少三組，設置于所述上下兩層圓盤之間；所述調平組件包括安裝于所述兩層圓盤之間的螺栓、套裝于所述螺栓上的彈簧以及配合所述螺栓安裝于下層圓盤底部的旋轉調平件。

優(yōu)選的，所述Y軸步進電機連接有齒輪減速器；在所述旋轉盤的下方安裝有熱床和熱敏電阻。

優(yōu)選的，還包括打印機控制裝置、至少一組線材擠出機和線材支撐架。

優(yōu)選的，所述混色噴頭包括加熱混料組件以及至少兩組進料組件；所述加熱混料組件包括殼體、設置于所述殼體內的加熱器和溫度傳感器，以及設置于所述殼體下部的可拆卸噴嘴，混料腔設置于所述噴嘴內；所述進料組件包括進料管、與所述進料管相連通的輸料管、與所述進料管下端配合安裝的喉管，所述喉管下端與所述殼體配合安裝在一起。

優(yōu)選的，所述喉管的下端與所述殼體之間為螺紋連接。

優(yōu)選的，在所述進料組件外配合安裝有散熱片；所述噴嘴與殼體之間采用螺紋連接。

優(yōu)選的，所述混色噴頭有兩組進料組件，所述兩組進料組件的進料管安裝位置呈V形23度角。

本實用新型的有益效果是：

1.解決現有3D打印機外殼厚重和相對打印面積小的矛盾，采用極坐標的工作原理，很大程度上提高了打印旋轉體及回轉類零部件的精度。

2.旋轉盤配合調平組件進行調平，調平組件可以有效的調節(jié)旋轉盤的水平度以及其整體高度；調平組件中的彈簧同時也具有一定的柔性，緩解平臺不平造成的沖擊。

3.該實用新型采用混色打印噴頭，解決現有技術中在進行多色打印時材料顏色混合不均、需要切換噴頭的技術問題；進料組件和加熱混料組件通過喉管安裝在一起，各部件安裝拆卸方便，便于檢修和更換；溫度傳感器能夠實時監(jiān)測加熱溫度，便于隨時調整混料過程中的溫度變化；散熱組件能夠對進料管進行散熱，避免溫度過高導致進料管變形損壞。

4.加熱混料組件可對應兩個進料組件，打印過程中不必切換噴頭就能夠實現混色打印，同時采用加熱混合的方式，使不同顏色的打印材料在可拆卸噴嘴的混料腔內混合，得到所需要的顏色后再通過可拆卸噴嘴擠出，由PC軟件控制可進行料絲按任意比例混合的3D打印。

5.線材支撐架的設計方便于打印機在工作時進行線材的安置，在打印過程使線材不至于混亂，便于取用。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖；

圖2為圖1中的結構示意圖的另一側；

圖3為圖1中混色噴頭的立體圖；

圖4為圖3中混色噴頭的A-A面剖視圖；

其中：1、Z軸固定塊，2、光杠，3、絲杠，4、絲杠升降臺，5、顏色輸料管，6、X軸同步帶，7、旋轉盤，8、調平彈簧，9、Y軸步進電機，10、機架，11、打印機控制裝置，12、X軸限位開關，13、Z軸限位開關，14、Z軸彈性聯軸器，15、Z軸步進電機，16、X軸步進電機，17、線材擠出機，18、導動光軸，19、混色噴頭，20、滑動單元，21、線材支撐架，22、輔助調平組件，23、快速接頭，24、進料管，25、喉管，26輸料管，27、殼體，28、可拆卸噴嘴，29、溫度傳感器，30、散熱組件，31加熱組件、32電源。

具體實施方式

下面結合附圖和實施例對本實用新型的具體實施方式作進一步詳細的說明。

實施例1：一種極坐標式混色3D打印機，如圖1和圖2所示，包括機架10、Z軸移動機構和Y軸移動機構，以及位于X軸移動機構下端的混色噴頭19，其中機架10材料為鋁型材；Z軸移動機構包括Z軸步進電機15，豎直安裝于機架10上的絲杠3，平行于絲杠3、并安裝于機架10上的2個光桿2，與絲杠3配合可上下移動的絲杠升降臺4，絲杠3和光桿2上端通過Z軸固定塊1固定，絲杠升降臺4滑動安裝于光桿3上，Z軸步進電機15通過彈性聯軸器14安裝于絲杠3下端，一個光桿下端安裝有Z軸限位開關13。X軸移動機構包括X軸步進電機16、垂直于絲杠3的導動光軸18、與導動光軸18配合的滑動單元20以及將X軸步進電機16動力傳動至滑動單元20的X軸同步帶6，X軸步進電機16和導動光軸18均安裝于絲杠升降臺4上，X軸移動機構的導動光軸18前端安裝有X軸限位開關12，混色噴頭19安裝于滑動單元20底端，線材通過顏色輸料管5輸入進混色噴頭19中。

Y軸旋轉平臺包括安裝于機架上的Y軸步進電機9、旋轉盤7、用于調試旋轉盤的調平組件以及輔助調平組件22，旋轉盤7即為打印機的工作平臺，旋轉盤7為兩層圓盤結構，下層圓盤底端與Y軸步進電機9配合連接，調平組件包括三套調平彈簧8，調平彈簧8包括貫穿安裝于兩層圓盤的螺栓、套裝于螺栓上的彈簧以及配合螺栓安裝于下層圓盤底部的旋轉調平件，彈簧位于兩層圓盤之間，彈簧具有一定的柔性，緩解平臺不平造成的沖擊；輔助調平組件22配合上層圓盤安裝于機架上。

極坐標式混色3D打印機還包括安裝于機架邊緣位置的線材擠出機17、設置于機架一側的線材支撐架21和控制用于該3D打印機的打印機控制裝置11，打印機控制裝置11安裝于Y軸旋轉平臺下；線材擠出機17與混色噴頭19之間通過輸料管26連接，打印機控制裝置與X軸移動機構、Y軸旋轉平臺、Z軸移動機構的電機通訊連接，打印機控制裝置的輸出端還連接有顯示屏，機架下端設置有為打印機供電的電源32。

如圖3和圖4所示，混色噴頭包括加熱混料組件以及兩組進料組件，加熱混料組件包括殼體27、加熱組件31、溫度傳感器29、以及設置于殼體27下部的可拆卸噴嘴28，混料腔設置于噴嘴28內，加熱組件31設置于加熱殼體內。進料組件包括進料管24、與進料管24相連通的輸料管5、與進料管24下端配合安裝的喉管25。兩組進料組件的進料管安裝位置呈V形23度角；在喉管25的下端設有外螺紋，在殼體27上設有與喉管25下端相匹配的螺紋槽，喉管25的下端配合安裝于螺紋槽內。進料組件外配合安裝有散熱組件30，進料管24和X軸移動機構通過快速接頭23配合連接，噴嘴28與殼體27采用螺紋連接。

上面結合附圖和實施例對本實用新型作了詳細的說明，但是，所屬技術領域的技術人員能夠理解，在不脫離本實用新型宗旨的前提下，還可以對上述實施例中的各個具體參數進行變更，形成多個具體的實施例，均為本實用新型的常見變化范圍，在此不再一一詳述。