一種新型精密3d打印機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及的是設(shè)計(jì)快速成型機(jī)技術(shù)領(lǐng)域，具體指一種新型精密3D打印機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]3D打印技術(shù)是集計(jì)算機(jī)學(xué)、光學(xué)、材料學(xué)以及其他學(xué)科于一體，并且將零件的三維CAD模型通過制造設(shè)備堆積成具有一定結(jié)構(gòu)和功能的零件的一種先進(jìn)制造技術(shù)。
[0003]現(xiàn)有3D打印機(jī)一般無法根據(jù)產(chǎn)品的不同或者在打印產(chǎn)品的不同部位時候，調(diào)節(jié)3D打印機(jī)的成型精度和打印速度，這一點(diǎn)制約了 3D打印機(jī)的推廣和應(yīng)用。
[0004]熔融擠出成型(FDM)式3D打印機(jī)外觀小巧、成本較低，但是現(xiàn)有的熔融擠出成型(FDM)式3D打印機(jī)未能很好的解決打印時的堵絲問題。
[0005]熔融擠出成型(FDM)式3D打印機(jī)在打印過程中，隨著原料的擠出，需要同時對其進(jìn)行冷卻，現(xiàn)有的冷卻裝置普遍采用風(fēng)扇，冷卻裝置在工作時會引起3D打印機(jī)尤其是擠出噴頭的振動，影響擠出裝置擠出絲料的均勻性，影響三維模型的質(zhì)量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，針對前述技術(shù)的缺陷，提供一種新型精密3D打印機(jī)，是一種高精度、低成本的新型精密3D打印設(shè)備。
[0007]本發(fā)明通過下述技術(shù)手段解決前述技術(shù)問題:
一種新型精密3D打印機(jī)包括支撐機(jī)構(gòu)、供料機(jī)構(gòu)、第一級運(yùn)動機(jī)構(gòu)、第二級運(yùn)動機(jī)構(gòu)和嗔頭機(jī)構(gòu)；
支撐機(jī)構(gòu)，用于支撐3D打印機(jī)的整體和成型產(chǎn)品；
供料機(jī)構(gòu)，用于存放和提供3D打印機(jī)打印產(chǎn)品所需的絲料；
第一級運(yùn)動機(jī)構(gòu)和第二級運(yùn)動機(jī)構(gòu)，用于驅(qū)動噴頭進(jìn)行打印運(yùn)動；
噴頭機(jī)構(gòu)，用于熔融并擠出絲料，同時可冷卻喲用于打印的材料。
[0008]所述的支撐機(jī)構(gòu)包括打印機(jī)外殼、第一級Z向絲杠上支撐、工作平臺支撐、工作平臺和第一級Z向絲杠下支撐。打印機(jī)外殼支撐3D打印機(jī)整體，第一級Z向絲杠的上支撐、工作臺支撐固定在打印機(jī)外殼上，工作平臺固定在工作臺支撐上面，在工作平臺上有第一級Z向絲杠下支撐。
[0009]所述的供料機(jī)構(gòu)包括供料輪和供料輪支撐架。供料輪支撐架安裝在打印機(jī)外殼上面，供料輪安裝在供料輪支撐架上面。
[0010]所述的第一級運(yùn)動機(jī)構(gòu)包括第一級Z向驅(qū)動電機(jī)、第一級Z向絲杠、第一級Z向運(yùn)動塊、第一級Y向運(yùn)動塊、第一級Y向絲杠、第一級Y向驅(qū)動電機(jī)、第一級X向驅(qū)動電機(jī)和第一級X向絲杠。
[0011]第一級Z向絲杠固定在第一級Z向絲杠上支撐和第一級Z向絲杠下支撐上，第一級Z向驅(qū)動電機(jī)安裝在打印機(jī)外殼上面，第一級Z向運(yùn)動塊安裝在第一 Z向絲杠上面，第一級Z向運(yùn)動塊和第一Z向絲杠之間為滾珠絲杠傳動，在第一級Z向運(yùn)動塊上安裝有第一級Y向驅(qū)動電機(jī)，第一級Z向運(yùn)動塊上安裝有第一級Y向絲杠，在第一級Y向絲杠上安裝有第一級Y向運(yùn)動塊，第一級Y向絲杠和第一級Y向運(yùn)動塊之間為滾珠絲杠傳動，在第一級Y向運(yùn)動塊上面安裝有第一級X向驅(qū)動電機(jī)和第一級X向絲杠。
[0012]所述的第一級運(yùn)動機(jī)構(gòu)中的X、Y、Z傳動方式均選擇滾珠絲杠傳動方式。
[0013]所述的第二級運(yùn)動機(jī)構(gòu)包括第二級運(yùn)動機(jī)構(gòu)支撐架、第二級Y向驅(qū)動電機(jī)、第二級Y向運(yùn)動塊、第二級X向驅(qū)動電機(jī)、第二級Y向絲杠、第二級X向絲杠、第二級X向運(yùn)動塊、第二級Z向絲杠、第二級Z向驅(qū)動電機(jī)、第二級Z向限位塊。
[0014]第二級運(yùn)動機(jī)構(gòu)支撐架安裝在第一級X向絲杠上并和第一級X向絲杠之間構(gòu)成為滾珠絲杠傳動，在第二級運(yùn)動機(jī)構(gòu)支撐架上面安裝有第二級Y向驅(qū)動電機(jī)和第二級Y向絲杠，在第二級Y向絲杠上面安裝有第二級Y向運(yùn)動塊，第二級Y向運(yùn)動塊和第二級Y向絲杠之間為滾珠絲杠傳動，在第二級Y向運(yùn)動塊上安裝有第二級X向驅(qū)動電機(jī)和第二級X向絲杠，第二級X向運(yùn)動塊安裝在第二級X向絲杠上面并構(gòu)成滾珠絲杠傳動方式，在第二級X向運(yùn)動塊和第二級Z向絲杠之間也為滾珠絲杠傳動方式，在第二級Z向絲杠的末端有第二級Z向限位塊，在第二級Z向限位塊上安裝有第二級Z向驅(qū)動電機(jī)。
[0015]所述的第二級運(yùn)動機(jī)構(gòu)中的Χ、Υ、Ζ傳動方式也選擇滾珠絲杠傳動方式。
[0016]所述的噴頭機(jī)構(gòu)包括進(jìn)氣管、環(huán)形氣腔、噴頭、進(jìn)料喉管、加熱模塊和導(dǎo)料管。
[0017]用于輸送絲料的導(dǎo)料管安裝在第二級Z向絲杠內(nèi)部，導(dǎo)料管下部為與導(dǎo)料管直徑相同的進(jìn)料喉管，進(jìn)料喉管內(nèi)部有鐵氟龍涂層，可減小打印材料和進(jìn)料喉管內(nèi)壁的摩擦力，使出絲更流暢，且不會發(fā)生堵絲現(xiàn)象，在進(jìn)料喉管的下端安裝有噴頭，可擠出熔融的絲材；加熱模塊和第二級Z向絲杠之間為螺紋連接，便于進(jìn)料喉管的清理;輸送冷卻氣體的進(jìn)氣管和氣栗(圖中未畫出)相連接，中空的環(huán)形氣腔和進(jìn)氣管連通并且可存儲氣體，有緩沖減震的作用，在環(huán)形氣腔的底部均勻分布有四個扇形出氣口，可輸出冷卻氣體，冷卻打印成型的材料。
[0018]所述的一種新型精密3D打印機(jī)，在工作時，可根據(jù)實(shí)際打印情況，使第一級運(yùn)動機(jī)構(gòu)單獨(dú)運(yùn)動，或者使第一級運(yùn)動機(jī)構(gòu)和第二級運(yùn)動機(jī)構(gòu)協(xié)同運(yùn)動，滿足不同產(chǎn)品的要求。
[0019]本發(fā)明一種新型精密3D打印機(jī)與普通的熔融擠出成型(FDM)式3D打印機(jī)相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn):
(I)可以根據(jù)實(shí)際情況調(diào)節(jié)運(yùn)動方式，當(dāng)只選擇第一級運(yùn)動機(jī)構(gòu)運(yùn)動時，由于第一級運(yùn)動機(jī)構(gòu)的整體尺寸較大，所以成形精度相對較低，噴頭的移動距離也較小，此時適合打印體積小、精度不高的產(chǎn)品；當(dāng)只選擇第二級運(yùn)動機(jī)構(gòu)運(yùn)動的時候，由于設(shè)計(jì)第二級運(yùn)動機(jī)構(gòu)的成形精度較高，噴頭的移動距離也較小，此時適合打印體積小、精度高的產(chǎn)品或者產(chǎn)品表面的精細(xì)結(jié)構(gòu)；當(dāng)?shù)谝患夁\(yùn)動機(jī)構(gòu)和第二級運(yùn)動機(jī)構(gòu)協(xié)同運(yùn)動的時候，由第一級運(yùn)動機(jī)構(gòu)進(jìn)行粗定位，第二級運(yùn)動機(jī)構(gòu)完成打印工作，可在保證產(chǎn)品的成型尺寸的情況下提高打印精度，適合打印體積大、精度要求比較高的產(chǎn)品。
[0020](2)進(jìn)料喉管內(nèi)部涂有鐵氟龍涂層，可減小打印材料和進(jìn)料喉管內(nèi)壁的摩擦力，使出絲更流暢，且不會發(fā)生堵絲現(xiàn)象。
[0021](3)噴頭機(jī)構(gòu)中的冷卻裝置由氣腔、氣腔上的進(jìn)氣管，氣腔底部的出氣口三部分組成，其環(huán)形空腔可緩沖由進(jìn)氣管輸入的氣體，該冷卻裝置工作平穩(wěn)，不會造成噴頭的震動。
[0022]
【附圖說明】
[0023]以下將結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
圖1是一種新型精密3D打印機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖2是一種新型精密3D打印機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖3是一種新型精密3D打印機(jī)的第一級運(yùn)動機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖4是一種新型精密3D打印機(jī)的第二級運(yùn)動機(jī)構(gòu)和噴頭機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027]圖5是一種新型精密3D打印機(jī)的噴頭機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0028]圖6是一種新型精密3D打印機(jī)的第一級運(yùn)動機(jī)構(gòu)打印零件運(yùn)動示意圖。
[0029]圖7是一種新型精密3D打印機(jī)第二級運(yùn)動機(jī)構(gòu)打印零件運(yùn)動示意圖。
[0030]圖8是一種新型精密3D打印機(jī)的第一級運(yùn)動機(jī)構(gòu)和第二級運(yùn)動機(jī)構(gòu)協(xié)同打印運(yùn)動示意圖a。
[0031]圖9是一種新型精密3D打印機(jī)的第一級運(yùn)動機(jī)構(gòu)和第二級運(yùn)動機(jī)構(gòu)協(xié)同打印運(yùn)動示意圖b。
[0032]圖中標(biāo)號；
1、支撐機(jī)構(gòu)，2、供料機(jī)構(gòu)，3、第一級運(yùn)動機(jī)構(gòu)，4、第二級運(yùn)動機(jī)構(gòu)，5、噴頭機(jī)構(gòu)；
1-1、打印機(jī)外殼，1-2、第一級Z向絲杠上支撐，1-3、工作平臺支撐
1-4、工作平臺，1-5、第一級Z向絲杠下支撐；
2-1、供料輪，2-2、供料輪支撐架；
3-1、第一級Z向驅(qū)動電機(jī)，3-2、第一級Z向絲杠，3-3、第一級Z向運(yùn)動塊，3-4、第一級Y向運(yùn)動塊，3-5、第一級Y向絲杠，3-6、第一級Y向驅(qū)動電機(jī)，3-7、第一級X向驅(qū)動電機(jī)，3_8、第一級X向絲杠；
4-1、第二級運(yùn)動機(jī)構(gòu)支撐架，4-2、第二級Y向驅(qū)動電機(jī)，4-3、第二級Y向運(yùn)動塊，4-4、第二級X向驅(qū)動電機(jī)，4-5、第二級Y向絲杠，4-6、第二級X向絲杠，4-7、第二級X向運(yùn)動塊，4-8、第二級Z向絲杠，4-9、第二級Z向驅(qū)動電機(jī)，4-10、第二級Z向限位塊；
5-1、進(jìn)氣管，5-2、環(huán)形氣腔，5-3、噴頭，5-4、進(jìn)料喉管，5-5、加熱模塊，5_6、導(dǎo)料管。
【具體實(shí)施方式】
[0033]下面結(jié)合附圖和具體實(shí)例進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0034]一種新型精密3D打印機(jī)包括支撐機(jī)構(gòu)(I)、供料機(jī)構(gòu)(2 )、第一級運(yùn)動機(jī)構(gòu)(3 )、第二級運(yùn)動機(jī)構(gòu)(4)和噴頭機(jī)構(gòu)(5);
支撐機(jī)構(gòu)(I)，用于支撐3D打印機(jī)的整體和成型產(chǎn)品；
供料機(jī)構(gòu)(2)，用于存放和提供3D打印機(jī)打印產(chǎn)品所需的絲料；
第一級運(yùn)動機(jī)構(gòu)(3)和第二級運(yùn)動機(jī)構(gòu)(4)，用于驅(qū)動噴頭進(jìn)行打印運(yùn)動；
噴頭機(jī)構(gòu)(5)，用于熔融并擠出絲料，同時可冷卻產(chǎn)品的成形部分。
[0035]所述的支撐機(jī)構(gòu)(I)包括打印機(jī)外殼(1-1)、第一級Z向絲杠上支撐(1-2)、工作平臺支撐(1-3)、工作平臺(1-4)和第一級Z向絲杠下支撐(1-5)。打印機(jī)外殼(1-1)支撐3D打印機(jī)整體，第一級Z向絲杠的上支撐(1-2)、工作臺支撐(1-3)固定在打印機(jī)外殼(1-1)上，工作平臺(1-4)固定在工作臺支撐(1-3)上面，在工作平臺(1-4)上有第一級Z向絲杠下支撐(1-5)0
[0036]所述的供料機(jī)構(gòu)(2)包括供料輪(2-1)和供料輪支撐架(2-2)。供料輪支撐架(2-2)安裝在打印機(jī)外殼(1-1)上面，供料輪(2-1)安裝在供料輪支撐架上面。
[0037]所述的第一級運(yùn)動機(jī)構(gòu)(3)包括第一級Z向驅(qū)動電機(jī)(3-1)、第一級Z向絲杠(3-2)、第一級Z向運(yùn)動塊(3-3)、第一級Y向運(yùn)動塊(3-4)、第一級Y向絲杠(3-5)、第一級Y向驅(qū)動電機(jī)(3-6)、第一級X向驅(qū)動電機(jī)(3-7)和第一級X向絲杠(3-8)。
[0038]第一級Z向絲杠(3-2)固定在第一級Z向絲杠上支撐(1-2)和第一級Z向絲杠下支撐(1-5)上，第一級Z向驅(qū)動電機(jī)(3-1)安裝在打印機(jī)外殼(1-1)上面，第一級Z向運(yùn)動塊(3-3)安裝在第一 Z向絲杠(3-2)上面，第一級Z向運(yùn)動塊(3-3)和第一 Z向絲杠(3-2)之間為滾珠絲杠傳動，在第一級Z向運(yùn)動塊(