一種新型3d打印成型裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及快速成型制造技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種新型3D打印成型裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]快速成形技術(shù)(Rapid prototyping，簡稱RP)又稱快速原型制造技術(shù)，是近年來發(fā)展起來的一種先進(jìn)制造技術(shù)?？焖俪尚渭夹g(shù)20世紀(jì)80年代起源于美國，很快發(fā)展到日本和歐洲，是近年來制造技術(shù)領(lǐng)域的一次重大突破?？焖俪尚问且环N基于離散堆積成形思想的數(shù)字化成形技術(shù)，自動(dòng)、快速地將設(shè)計(jì)思想物化為具有一定結(jié)構(gòu)和功能的原型或直接制造零部件，從而可對產(chǎn)品設(shè)計(jì)進(jìn)行快速評(píng)價(jià)、修改，提高企業(yè)的競爭能力。
[0003]RP將CAD、CAM、CNC、精密伺服驅(qū)動(dòng)、光電子和新材料等先進(jìn)技術(shù)集于一體，依據(jù)由CAD構(gòu)造的產(chǎn)品三維模型，對其進(jìn)行分層切片，得到各層截面的輪廓?，F(xiàn)有的3D打出裝置通常采用的打印方式是:根據(jù)打印目標(biāo)的輪廓，噴射源選擇性地噴射一層層的粘結(jié)劑或熱熔材料等，形成各層截面，逐步疊加成三維產(chǎn)品，將一個(gè)復(fù)雜的三維加工簡化成一系列二維加工的組合?，F(xiàn)有技術(shù)中仍存在不少缺陷，如:
1、需要對打印原料進(jìn)行預(yù)處理，打印裝置需設(shè)置送絲系統(tǒng)，用很大一部分空間；
2、完成后的成品由于耗材沒有全程加熱發(fā)生翹邊與變形的情況；
3、打印過程會(huì)產(chǎn)生噴絲纏繞與打圈的情況；
4、打印過程中定位精度較差。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種新型3D打印成型裝置，以解決現(xiàn)有RP技術(shù)中存在的成品變形、噴絲纏繞及定位精度差的問題，
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種新型3D打印成型裝置，包括支架與打印機(jī)構(gòu)，所述打印機(jī)構(gòu)與支架通過滑軌與絲杠滑動(dòng)連接，滑動(dòng)方向包括X軸方向、Y軸方向、Z軸方向；打印機(jī)構(gòu)包括電機(jī)、機(jī)筒，前端連接打印頭；機(jī)筒通過螺桿與電機(jī)連接，機(jī)筒外圈設(shè)置加熱器。
[0005]進(jìn)一步地，打印機(jī)構(gòu)設(shè)置固定板，所述電機(jī)、機(jī)筒、打印頭通過固定元件與固定板連接成一體。
[0006]進(jìn)一步地，打印機(jī)構(gòu)還包括儲(chǔ)料器，所述儲(chǔ)料器通過進(jìn)料管與機(jī)筒連接。
[0007]作為改進(jìn)，所述支架包括上支架與下支架；其中:上支架設(shè)置X軸乳制絲杠，打印機(jī)構(gòu)通過X軸乳制絲杠與上支架滑動(dòng)連接；下支架底部沿Y軸方向設(shè)置Y軸乳制絲杠，上支架通過Y軸傳動(dòng)組件與Y軸乳制絲杠滑動(dòng)連接。
[0008]作為改進(jìn)，X軸乳制絲杠、Y軸乳制絲杠分別連接X軸電機(jī)、Y軸電機(jī)，所述X軸電機(jī)、Y軸電機(jī)與控制系統(tǒng)連接。
[0009]作為改進(jìn)，下支架內(nèi)設(shè)置載物臺(tái)，沿Z軸方向設(shè)置載物臺(tái)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌，載物臺(tái)通過載物臺(tái)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌與下支架滑動(dòng)連接。
[0010]作為優(yōu)選方案，所述載物臺(tái)包括載物支架與平臺(tái)，所述載物支架與平臺(tái)通過螺栓連接。
[0011]進(jìn)一步地，所述螺栓中部設(shè)置彈簧組件。
[0012]本發(fā)明具有以下的優(yōu)點(diǎn)和積極效果:
1:設(shè)置儲(chǔ)料器與機(jī)筒，機(jī)筒外層設(shè)置加熱器，節(jié)省了原材料先加工成打印絲等步驟，不會(huì)存在因?yàn)榇蛴〗z材料太粗而導(dǎo)致的打印頭堵塞，有效避免了噴絲纏繞及打圈等現(xiàn)象，減少翹邊情況的發(fā)生，且廣泛適用于如ABS塑料、PLA、尼龍、蠟等多種材料的打印；
2:電機(jī)帶動(dòng)螺桿擠壓出料的方式，具有出料均勻、打印速度加快運(yùn)行平穩(wěn)的特點(diǎn)；
3:X軸、Y軸方向上設(shè)置絲杠與導(dǎo)軌，通過電機(jī)帶動(dòng)打印機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)X軸、Y軸方向上的精確運(yùn)動(dòng)2軸方向的定位采用電機(jī)帶動(dòng)載物臺(tái)沿滑軌方向運(yùn)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)；大大提高了整個(gè)裝置定位精度；
4:載物臺(tái)的載物支架與平臺(tái)之間通過彈簧組件或螺組連接，方便對載物水平高度進(jìn)行微調(diào)。
【附圖說明】
[0013]圖1為本發(fā)明一種新型3D打印成型裝置結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為本發(fā)明一種新型3D打印成型裝置載物臺(tái)結(jié)構(gòu)示意圖；
圖3為本發(fā)明一種新型3D打印成型裝置后視結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中:1:機(jī)筒，2:螺桿，3:螺桿軸承座蓋，4:X軸絲母固定座，5:鎖緊螺母，6:X軸聯(lián)軸器，7:X軸電機(jī)，8:電機(jī)座，9:儲(chǔ)料器，10:X軸導(dǎo)軌，11:螺桿軸承座，12:X軸軸承座，13:機(jī)筒支座；14:固定板，15:打印頭，16:下支架，17:載物臺(tái)，18:Y軸軸承座，19:Υ軸軸承座固定板，20:Υ軸乳制絲杠，21:Υ軸絲母固定座；22:Υ軸電機(jī)座；23:Υ軸傳動(dòng)組件，24:Υ軸聯(lián)軸器，25:Υ軸電機(jī)，26:Υ軸電機(jī)固定座，27:Ζ軸電機(jī)，28:載物臺(tái)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌，29:Χ軸電機(jī)，30:Χ軸電機(jī)固定板，31:Χ軸乳制絲杠，32:上支架，33:隔套，34:加熱器，35:螺栓，36:彈簧組件，37:電源，38:主控制板。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】，進(jìn)一步闡述本發(fā)明。
[0015]圖1為本發(fā)明一種新型3D打印成型裝置結(jié)構(gòu)示意圖；從圖1中可以看出:一種新型3D打印成型裝置，設(shè)置有打印機(jī)構(gòu)，打印機(jī)構(gòu)的主要部件包括機(jī)筒1、螺桿2、儲(chǔ)料器9，機(jī)筒I通過機(jī)筒支座13固定在固定板14上，螺桿2通過螺桿軸承座11、鎖緊螺母5及隔套33固定在機(jī)筒I中，機(jī)筒I下端連接打印頭15。螺桿軸承座11設(shè)置螺桿軸承座蓋3。X軸電機(jī)7通過電機(jī)座8固定在固定板14上，并通過X軸聯(lián)軸器6與螺桿2相連。儲(chǔ)料器9出料端與機(jī)筒I相連且固定在14固定板上。
[0016]本發(fā)明一種新型3D打印成型裝置結(jié)構(gòu)設(shè)置上支架32與下支架16，上支架32采用3030型材組裝，X軸導(dǎo)軌10固定在上支架上作為X軸方運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌。上支架通過X軸軸承座12連接X軸乳制絲杠31，X軸乳制絲杠31 —端通過X軸電機(jī)固定板30連接X軸電機(jī)29，作動(dòng)打印機(jī)構(gòu)在X軸的方向的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，固定板14通過X軸絲母固定座4與X軸乳制絲杠31滑動(dòng)連接。在X軸乳絲杠31的帶動(dòng)下實(shí)現(xiàn)固定板14的X軸方向的運(yùn)動(dòng)。
[0017]下支架16采用4040型材制作，Y軸方向上設(shè)置滑動(dòng)導(dǎo)軌，并固定在機(jī)架上端作為上支架32的Y軸運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌。下支架16底部設(shè)置Y軸乳制絲杠20，并通Y軸軸承座18、Y軸承固定板19與下支架16底部固定連接。Y軸乳制絲杠20通過Y軸傳動(dòng)組件23與上支架連接，Y軸乳制絲杠20與Y軸傳動(dòng)組件23連接處設(shè)置Y軸絲母固定座21。Y軸乳制絲杠20通過Y軸聯(lián)軸器連接Y軸電機(jī)22，Y軸電機(jī)22通過Y軸乳絲杠20傳動(dòng)帶動(dòng)上支架32的Y軸方向運(yùn)動(dòng)。
[0018]載物臺(tái)17由2020型材制作，載物臺(tái)包括載物支架與平臺(tái)，所述載物支架與平臺(tái)通過螺栓35連接，螺栓35中部設(shè)置彈簧組36。下支架16沿Z軸方向設(shè)置載物臺(tái)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌28，載物臺(tái)17在Z軸電機(jī)27帶動(dòng)下實(shí)現(xiàn)Z軸方向的運(yùn)動(dòng)。此外，下支架底板還設(shè)置有電源37及電氣控制系統(tǒng)，通過主控制板38控制整機(jī)的運(yùn)動(dòng)，主控制板相當(dāng)于一臺(tái)微型工控機(jī)，無需配置獨(dú)立PC便可控制設(shè)備工作；本發(fā)明成型精度較高、速度快、工藝簡單、成本較低，能夠廣泛的應(yīng)用于家庭以及教學(xué)領(lǐng)域。
[0019]顆粒狀的料事先存放于儲(chǔ)料器中，顆粒狀原材料存放于儲(chǔ)料器9中，經(jīng)底部進(jìn)入機(jī)筒I中，機(jī)筒I外層設(shè)置加熱器34，加熱器34內(nèi)設(shè)電加熱線圈，用于對進(jìn)行機(jī)筒I的原料進(jìn)行加熱熔化。經(jīng)加熱器34加熱后使顆粒狀材料處于熔融狀態(tài)，溫度大約在175°C -220°C之間，X軸電機(jī)7轉(zhuǎn)動(dòng)通過螺桿2擠壓傳動(dòng)將熔融材料經(jīng)打印頭15擠出。
[0020]通過主控制板控制，實(shí)現(xiàn)打印頭X軸，Y軸方向的運(yùn)動(dòng)，載物臺(tái)17Z軸方向的運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)，最終實(shí)現(xiàn)打印功能，打印材料包括ABS塑料、PLA、尼龍、玻璃填充聚胺、光固化材料、蠟、干膜和聚碳酸脂等。
[0021]該設(shè)備實(shí)現(xiàn)了從樣件的三維數(shù)據(jù)直接輸出，實(shí)體模型的先進(jìn)工藝，加之設(shè)備成本得以降低，生產(chǎn)過程簡單、可靠、安靜，將有望作為計(jì)算機(jī)外設(shè)推廣到辦公室和家用領(lǐng)域而應(yīng)用于工藝品制作、珠寶首飾、教學(xué)實(shí)驗(yàn)及創(chuàng)新設(shè)計(jì)等方面。
[0022]這些實(shí)施方式僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明講授的內(nèi)容之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對本發(fā)明作各種改動(dòng)或修改，這些等價(jià)形式同樣落于本申請所附權(quán)利要求書所限定的范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種新型3D打印成型裝置，其特征在于:包括支架與打印機(jī)構(gòu)，所述打印機(jī)構(gòu)與支架通過滑軌與絲杠滑動(dòng)連接，滑動(dòng)方向包括X軸方向、Y軸方向、Z軸方向；打印機(jī)構(gòu)包括電機(jī)、機(jī)筒，前端連接打印頭；機(jī)筒通過螺桿與電機(jī)連接，機(jī)筒外圈設(shè)置加熱器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型3D打印成型裝置，其特征在于:打印機(jī)構(gòu)設(shè)置固定板，所述電機(jī)、機(jī)筒、打印頭通過固定元件與固定板連接成一體。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型3D打印成型裝置，其特征在于:打印機(jī)構(gòu)還包括儲(chǔ)料器，所述儲(chǔ)料器通過進(jìn)料管與機(jī)筒連接。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型3D打印成型裝置，其特征在于:所述支架包括上支架與下支架；其中:上支架設(shè)置X軸乳制絲杠，打印機(jī)構(gòu)通過X軸乳制絲杠與上支架滑動(dòng)連接；下支架底部沿Y軸方向設(shè)置Y軸乳制絲杠，上支架通過Y軸傳動(dòng)組件與Y軸乳制絲杠滑動(dòng)連接。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種新型3D打印成型裝置，其特征在于:X軸乳制絲杠、Y軸乳制絲杠分別連接X軸電機(jī)、Y軸電機(jī)，所述X軸電機(jī)、Y軸電機(jī)與控制系統(tǒng)連接。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種新型3D打印成型裝置，其特征在于:下支架內(nèi)設(shè)置載物臺(tái)，沿Z軸方向設(shè)置載物臺(tái)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌，載物臺(tái)通過載物臺(tái)運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌與下支架滑動(dòng)連接。7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種新型3D打印成型裝置，其特征在于:所述載物臺(tái)包括載物支架與平臺(tái)，所述載物支架與平臺(tái)通過螺栓連接。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種新型3D打印成型裝置，其特征在于:所述螺栓中部設(shè)置彈簧組件。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種新型3D打印成型裝置，包括支架與打印機(jī)構(gòu)，所述打印機(jī)構(gòu)與支架通過滑軌與絲杠滑動(dòng)連接，滑動(dòng)方向包括X軸方向、Y軸方向、Z軸方向；打印機(jī)構(gòu)包括電機(jī)、機(jī)筒，前端連接打印頭；機(jī)筒外圈設(shè)置加熱器，用于加熱熔化打印材料；機(jī)筒通過螺桿與電機(jī)連接，用于將打印材料擠壓后疊加成型。本發(fā)明節(jié)省了原材料先加工成打印絲等步驟，有效避免了噴絲纏繞及打圈等現(xiàn)象，減少翹邊情況的發(fā)生，打印速度加快，定位精度提高，運(yùn)行更平穩(wěn)。
【IPC分類】B29C67/00, B33Y30/00
【公開號(hào)】CN105666862
【申請?zhí)枴?br>【發(fā)明人】程永麗
【申請人】青島合創(chuàng)快速智造技術(shù)有限公司, 程永麗
【公開日】2016年6月15日
【申請日】2015年6月29日