本實(shí)用新型涉及一種多功能3D打印機(jī)，屬于3D打印裝置技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

在當(dāng)今電子制造業(yè)，PCB制板技術(shù)已經(jīng)很普及，但是一塊PCB電路板需要經(jīng)過若干次返工和漫長(zhǎng)的等待才能最終成形，而其加工過程主要包括使用到3D打印機(jī)、CNC加工和激光雕刻等一系列加工過程。因此，PCB電路板制作的整個(gè)過程，不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且花費(fèi)較高，在電子設(shè)備研制過程中，在PCB電路板的制作方面，許多電路設(shè)計(jì)師和愛好者也無力承擔(dān)PCB制造中心收取的高額費(fèi)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為解決上述現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)問題，本實(shí)用新型提出了一種多功能3D打印機(jī)，所采取的技術(shù)方案如下：

所述3D打印機(jī)包括床體1、機(jī)械骨架2、坐標(biāo)軸傳動(dòng)裝置3；所述床體1固定安裝于機(jī)械骨架2內(nèi)部；所述機(jī)械骨架2頂部活動(dòng)安裝有沿x軸方向運(yùn)動(dòng)的y軸橫梁9；所述y軸橫梁9上活動(dòng)安裝有z軸橫梁11；所述z軸橫梁11上設(shè)有功能模塊夾具12；所述功能模塊夾具12的夾持端裝有工作模塊，所述工作模塊包括電路3D打印頭20、貼片元件吸附頭19、CNC加工頭18和激光雕刻頭17；所述電路3D打印頭20、貼片元件吸附頭19、CNC加工頭18和激光雕刻頭17以可拆卸方式單獨(dú)安裝于功能模塊夾具12上。

優(yōu)選地，所述床體1由1560或1590工業(yè)鋁型材通過拼接方式形成；所述拼接方式的連接處通過螺紋旋緊方式固定。

優(yōu)選地，所述機(jī)械骨架2采用箱式或龍門式結(jié)構(gòu)；所述機(jī)械骨架2的橫向骨架采用3060鋁型材，縱向骨架采用3030鋁型材；所述3060鋁型材和3030鋁型材通過角件連接和鎖緊螺絲夾緊組裝方式形成機(jī)械骨架2。

優(yōu)選地，所述坐標(biāo)軸傳動(dòng)裝置3包括x軸傳動(dòng)裝置、y軸傳動(dòng)裝置和z軸傳動(dòng)裝置；所述x軸傳動(dòng)裝置包括x軸電機(jī)41，所述x軸電機(jī)41通過聯(lián)軸器5、滾珠絲杠6和絲杠螺母7固定安裝于機(jī)械骨架2上部橫架外側(cè)；所述y軸傳動(dòng)裝置包括y軸電機(jī)42；所述y軸電機(jī)42通過聯(lián)軸器5、滾珠絲杠6和絲杠螺母7固定安裝于y軸橫梁9上；所述z軸傳動(dòng)裝置包括z軸電機(jī)43；所述z軸電機(jī)43通過聯(lián)軸器5、滾珠絲杠6和絲杠螺母7固定安裝于z軸橫梁11頂端。

優(yōu)選地，所述軸電機(jī)41、y軸電機(jī)42和z軸電機(jī)43采用42型號(hào)或57型號(hào)的步進(jìn)電機(jī)；所述滾珠絲杠6采用1204鋁型材制成。

優(yōu)選地，所述功能模塊夾具12采用環(huán)狀?yuàn)A具結(jié)構(gòu)；所述功能模塊夾具12側(cè)壁設(shè)有夾具側(cè)板13；所述夾具側(cè)板13上設(shè)有夾緊螺栓14。

優(yōu)選地，所述激光雕刻頭17采用固體激光器、二氧化碳激光器或光纖激光器。

優(yōu)選地，所述CNC加工頭18包括CNC加工動(dòng)力裝置21、夾具組件22和銑刀23；所述CNC加工頭18固定安裝于CNC加工動(dòng)力裝置21下端；所述CNC加工動(dòng)力裝置21采用KV值大于800的外轉(zhuǎn)子直流無刷電機(jī)。

優(yōu)選地，所述貼片元件吸附頭19包括空氣泵24、直導(dǎo)管25和碗型橡膠碗26；所述空氣泵24通過橡膠管與直導(dǎo)管25的一端相連；所述直導(dǎo)管25的另一端與碗型橡膠碗26相連；所述碗型橡膠碗26中間設(shè)有小孔；所述直導(dǎo)管25通過所述小孔與碗型橡膠碗26貫通。

優(yōu)選地，所述電路3D打印頭20包括物料載體27、活塞28、打印頭步進(jìn)電機(jī)29和噴頭尖嘴30；所述物料載體27采用注射器或點(diǎn)膠管；所述活塞28和打印頭步進(jìn)電機(jī)29通過絲杠傳動(dòng)方式連接。

本實(shí)用新型的有益效果為：

本實(shí)用新型提出的多功能3D打印機(jī)不僅可以增材制造，還能減材制造，使得3D打印機(jī)的應(yīng)用面更加廣泛；同時(shí)，所述多功能3D打印機(jī)可以在實(shí)驗(yàn)室中讓PCB電路板快速成型，提高電路開發(fā)效率。

附圖說明

圖1為所述多功能3D打印機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為所述工作模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

(1，床體；2，機(jī)械骨架；3，坐標(biāo)軸傳動(dòng)裝置；41，x軸電機(jī)；42，y軸電機(jī)；43，z軸電機(jī)；5，聯(lián)軸器；6，滾珠絲杠；7，絲杠螺母；8，鋁板；9，y軸橫梁；10，滑塊；11，z軸橫梁；12，功能模塊夾具；13，夾具側(cè)板；14，夾緊螺栓；16，3D打印材料；17，激光雕刻頭；18，CNC加工頭；19，貼片元件吸附頭；20，電路3D打印頭；21，CNC加工動(dòng)力裝置；22，夾具組件；23，銑刀；24，空氣泵；25，直導(dǎo)管；26，碗型橡膠碗；27，物料載體；28，活塞；29，打印頭步進(jìn)電機(jī)；30，噴頭尖嘴)

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步說明，但本實(shí)用新型不受實(shí)施例的限制。

在本實(shí)用新型的描述中，需要說明的是，術(shù)語(yǔ)“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”和“豎著”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實(shí)用新型和簡(jiǎn)化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制。

在本實(shí)用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確規(guī)定和限定，術(shù)語(yǔ)“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是直接連接，亦可以是通過中間媒介間接連接，可以是兩個(gè)部件內(nèi)部的連通。對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語(yǔ)在本實(shí)用新型中的具體含義。

此外，在本實(shí)用新型的描述中，除非另有說明，“多個(gè)”、“多組”、“多根”的含義是兩個(gè)或兩個(gè)以上。

以下實(shí)施方式中所用材料、儀器和方法，未經(jīng)特殊說明，均為本領(lǐng)域常規(guī)材料、儀器和方法，均可通過商業(yè)渠道獲得。

實(shí)施例1

圖1為所述多功能3D打印機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖1所示，多功能3D打印機(jī)包括床體1、機(jī)械骨架2、坐標(biāo)軸傳動(dòng)裝置3；床體1固定安裝于機(jī)械骨架2內(nèi)部；床體1由1560工業(yè)鋁型材通過拼接方式形成；其中，拼接方式的連接處通過螺紋旋緊方式固定，同時(shí)，床體1的1560工業(yè)鋁型材設(shè)有凹型滑槽，該凹形滑槽用于固定1560工業(yè)鋁型材。機(jī)械骨架2采用箱式或龍門式結(jié)構(gòu)；機(jī)械骨架2的橫向骨架采用3060鋁型材，縱向骨架采用3030鋁型材；3060鋁型材和3030鋁型材通過角件連接和鎖緊螺絲夾緊組裝方式形成機(jī)械骨架2。

坐標(biāo)軸傳動(dòng)裝置3包括x軸傳動(dòng)裝置、y軸傳動(dòng)裝置和z軸傳動(dòng)裝置；機(jī)械骨架2頂部活動(dòng)安裝有沿x軸方向運(yùn)動(dòng)的y軸橫梁9；y軸橫梁9上活動(dòng)安裝有z軸橫梁11；z軸橫梁11上設(shè)有功能模塊夾具12；功能模塊夾具12的夾持端裝有工作模塊，工作模塊包括電路3D打印頭20、貼片元件吸附頭19、CNC加工頭18和激光雕刻頭17；電路3D打印頭20、貼片元件吸附頭19、CNC加工頭18和激光雕刻頭17以可拆卸方式單獨(dú)安裝于功能模塊夾具12上；同時(shí)，y軸橫梁9兩側(cè)設(shè)有鋁板8和滑塊10，鋁板8的上端通過螺絲螺母與y軸橫梁9連接?；瑝K10活動(dòng)安裝于y軸橫梁9上，滑塊10中間設(shè)有方形凹槽，滑塊10的移動(dòng)通過y軸傳動(dòng)裝置帶動(dòng)。

其中，x軸傳動(dòng)裝置包括x軸電機(jī)41和與之相應(yīng)的齒輪齒條、電機(jī)固定座、直線滑軌和鋁合金橫梁，x軸電機(jī)41通過聯(lián)軸器5、滾珠絲杠6和絲杠螺母7固定安裝于機(jī)械骨架2上部橫架外側(cè)；其中，x軸電機(jī)41通過聯(lián)軸器5和滾珠絲杠6同軸連接，滾珠絲杠6再套進(jìn)絲杠螺母7構(gòu)成，用于實(shí)現(xiàn)x軸的位置移動(dòng)，絲杠螺母7則與鋁板8連接；y軸傳動(dòng)裝置包括y軸電機(jī)42和與之相應(yīng)的齒輪齒條、電機(jī)固定座、直線滑軌和鋁合金橫梁；y軸電機(jī)42通過聯(lián)軸器5、滾珠絲杠6和絲杠螺母7固定安裝于y軸橫梁9上，用于實(shí)現(xiàn)y軸的位置移動(dòng)，其中，y軸傳動(dòng)裝置中的聯(lián)軸器5、滾珠絲杠6和絲杠螺母7的連接方式與x軸傳動(dòng)裝置中相應(yīng)部件的連接方式相同；z軸傳動(dòng)裝置包括z軸電機(jī)43和與之相應(yīng)的齒輪齒條、電機(jī)固定座、直線滑軌和鋁合金橫梁；z軸電機(jī)43固定在z軸橫梁11的上端，z軸方向上的滾珠絲杠6在z軸橫梁上，而絲杠螺母7則安裝在滑塊10的凹槽中間，這樣，隨著z軸方向的電機(jī)4轉(zhuǎn)動(dòng)，z軸橫梁11就可以上下移動(dòng)；其中，z軸傳動(dòng)裝置中的聯(lián)軸器5、滾珠絲杠6和絲杠螺母7的連接方式與x軸傳動(dòng)裝置中相應(yīng)部件的連接方式相同。

x軸電機(jī)41、y軸電機(jī)42和z軸電機(jī)43采用42型號(hào)或57型號(hào)的步進(jìn)電機(jī)；滾珠絲杠6采用1204鋁型材制成。同時(shí)，功能模塊夾具12采用環(huán)狀?yuàn)A具結(jié)構(gòu)；功能模塊夾具12右側(cè)側(cè)壁設(shè)有兩個(gè)夾具側(cè)板13；夾具側(cè)板13上設(shè)有夾緊螺栓14。環(huán)形夾具不是閉合的，右側(cè)的兩塊夾具側(cè)板13之間存在細(xì)小縫隙，在夾具側(cè)板13上有夾緊螺絲14，用于夾緊3D打印頭，3D打印頭的頂端是3D打印材料16。

圖2為所述工作模塊的結(jié)構(gòu)示意圖，如圖2所示，激光雕刻頭17采用固體激光器、二氧化碳激光器或光纖激光器，同時(shí)，還包括相應(yīng)的激光驅(qū)動(dòng)器組成。三種類型的激光器分別實(shí)現(xiàn)軟木，塑料，水晶和有機(jī)玻璃板，鐵板，鋼板的激光雕刻。

CNC加工頭18包括直流無刷電機(jī)、無刷電調(diào)、西到家居和銑刀組件，直流無刷電機(jī)經(jīng)無刷電調(diào)驅(qū)動(dòng)后，輸出CNC加工動(dòng)力，銑刀夾具則用于夾緊銑刀，從而順利完成CNC加工工作。本實(shí)施例中，CNC加工頭18具體包括CNC加工動(dòng)力裝置21、夾具組件22和銑刀23；CNC加工頭18固定安裝于CNC加工動(dòng)力裝置21下端；CNC加工動(dòng)力裝置21采用KV值大于800的外轉(zhuǎn)子直流無刷電機(jī)。

貼片元件吸附頭19包括空氣泵24、直導(dǎo)管25和碗型橡膠碗26；空氣泵24通過橡膠管與直導(dǎo)管25的一端相連；直導(dǎo)管25的另一端與碗型橡膠碗26相連；碗型橡膠碗26中間設(shè)有小孔；直導(dǎo)管25通過所述小孔與碗型橡膠碗26貫通。

電路3D打印頭20包括物料載體27、活塞28、打印頭步進(jìn)電機(jī)29和噴頭尖嘴30；活塞28和打印頭步進(jìn)電機(jī)29通過絲杠傳動(dòng)方式連接。物料載體27采用注射器，主要包括尖頭噴嘴、注射器、步進(jìn)電機(jī)、滾珠絲杠、絲杠螺母和注射器夾。注射器夾具用于固定裝有導(dǎo)電油墨的注射器，絲杠螺母和注射器活塞柱連接，滾珠絲杠則和步進(jìn)電機(jī)連接，從而組成導(dǎo)電油墨送料機(jī)構(gòu)。在注射器的底端裝有尖嘴噴頭，作為導(dǎo)電油墨的出料口。

本實(shí)施例對(duì)傳統(tǒng)3D打印機(jī)進(jìn)行有效改進(jìn)，并且極大地豐富了3D打印機(jī)的功能，使其既能進(jìn)行傳統(tǒng)的3D模型制造，還可以創(chuàng)造性地進(jìn)行電路3D打印，同時(shí)為了彌補(bǔ)3D打印材料方面的限制，還對(duì)原3D打印機(jī)添加上CNC加工，激光雕刻，貼片焊接等工業(yè)領(lǐng)域方面的應(yīng)用，使得改進(jìn)后的3D打印機(jī)功能更加全面，適用范圍更加廣泛，成為一款新式復(fù)合型數(shù)控設(shè)備。

實(shí)施例2

實(shí)施例2與實(shí)施例1的不同之處在于，床體1由1590工業(yè)鋁型材通過拼接方式形成；物料載體27采用點(diǎn)膠管。其與部件及連接方式與實(shí)施例1相同。

實(shí)施例3

實(shí)施例3與實(shí)施例1的不同之處在于，所述電路3D打印頭20包括3D打印頭噴嘴、加熱棒、12V或24V風(fēng)扇和擠出機(jī)。其與部件及連接方式與實(shí)施例1相同。

雖然本實(shí)用新型已以較佳的實(shí)施例公開如上，但其并非用以限定本實(shí)用新型，任何熟悉此技術(shù)的人，在不脫離本實(shí)用新型的精神和范圍內(nèi)，都可以做各種改動(dòng)和修飾，因此本實(shí)用新型的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求書所界定的為準(zhǔn)。