一種家庭桌面式3d打印的制造方法
【專利摘要】本發明公開了一種家庭桌面式3D打印機，包括有三維整機框架、X軸裝置、Y軸裝置、Z軸裝置、核心控制器、打印平臺、擠出裝置、送絲裝置，X軸裝置安裝在三維整機框架的后面板的上部，擠出裝置安裝在X軸裝置上，Y軸裝置安裝在三維整機框架的后面板的中部，打印平臺設在Y軸裝置上，核心控制器安裝在三維整機框架的左側面板上，三維整體框架的底板上設有滾軸絲桿，滾軸絲桿的上部連接有Z軸裝置，送絲裝置安裝在三維整體框架的右側面板上并位于X軸裝置左下方；本發明設計合理，結構緊湊，簡潔大方，穩定性好，制造成本低，能夠解決因冷卻不均勻造成的堵絲現象，送料傳動精確，擠壓均勻，打印成本效果好，節約生產成本。
【專利說明】一種家庭桌面式3D打印機
【技術領域】
[0001]本發明涉及3D打印【技術領域】，具體地說尤其涉及一種家庭桌面式3D打印機。
【背景技術】
[0002]三維打印(3D printing),是即快速成形技術的一種,它是運用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過一層又一層的多層打印方式(微積分)，構造零對象，模具制造、工業設計用于建造模型，現正發展成產品制造，形成“直接數字化制造”，一些高價值應用(比如髖關節或牙齒，或一些飛機零部件)已經有打印而成的零部件出現，“三維打印”意味著這項技術的普及。
[0003]3D打印是添加劑制造技術的一種形式，在添加劑制造技術中三維對象是通過連續的物理層創建出來的，3D打印機相對于其他的添加劑制造技術而言，具有速度快，價格便宜，高易用性等優點，3D打印機就是可以“打印”出真實3D物體的一種設備，功能上與激光成型技術一樣，采用分層加工、迭加成形，即通過逐層增加材料來生成3D實體，與傳統的去除材料加工技術完全不同。說的簡單一點，3D打印是斷層掃描的逆過程，斷層掃描是把某個東西“切“成無數疊加的片，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，目前市場上的大多數熔融沉積型(FDM)打印機普遍存在以下問題:因為熱傳導的緣故，冷卻不均勻，打印材料經常堵在噴頭安裝處，導致打印過程中材料無法正常噴出，不能正常打印；由于送料裝置傳動系統不夠精確，擠壓不均，也會造成打印成品效果差。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是提供一種家庭桌面式3D打印機，結構緊湊，簡潔大方，穩定性好，制造成本低，能夠解決因冷卻不均勻造成的堵絲現象，送料傳動精確，擠壓均勻，打印成本效果好，節約生產成本。
[0005]為了解決【背景技術】所存在的問題，本發明采用以下技術方案:
[0006]一種家庭桌面式3D打印機，包括有三維整機框架、X軸裝置、Y軸裝置、Z軸裝置、核心控制器、打印平臺、擠出裝置、送絲裝置，所述的X軸裝置安裝在三維整機框架的后面板的上部，所述的擠出裝置安裝在X軸裝置上，所述的Y軸裝置安裝在三維整機框架的后面板的中部，所述的打印平臺設在Y軸裝置上，所述的核心控制器安裝在三維整機框架的左側面板上，所述的三維整體框架的底板上設有滾軸絲桿，所述的滾軸絲桿的上部連接有Z軸裝置，所述的送絲裝置安裝在三維整體框架的右側面板上并位于X軸裝置左下方。
[0007]所述的X軸裝置包括X軸支架、步進電機、限位開關，所述的X軸支架安裝于三維整體框架的后面板上，所述的X軸支架包括四塊呈矩形安裝于三維整體框架上的軸承座及兩根平行安裝在軸承座上的光桿，所述的擠出裝置通過直線軸承與光桿連接，所述的步進電機設在X軸支架一側，所述的步進電機的輸出軸上設有同步帶輪，所述的同步帶輪通過同步帶與設在兩軸承座之間的u槽滑輪軸承連接，通過在步進電機的驅動下帶動同步帶來回運動，從而帶動安裝在光桿上的擠出裝置來回運動。
[0008]所述的擠出裝置包括有擠出頭、擠出頭支架，擠出頭安裝于擠出頭支架的一側，所述的直線軸承與擠出頭支架的上部連接，所述的擠出頭支架的下部向外突出部位設有風扇，用來冷卻擠出頭，所述的擠出頭與風扇安裝位置成幾何關系，以便風扇能夠更好的冷卻擠出頭。
[0009]所述的Y軸裝置包括有Y軸支架底座、軸承座、光桿、Y軸傳動系統，4塊所述的軸承座呈矩形安裝于Y軸支架座的上部，兩根所述的光桿平行安裝于軸承座上，所述的Y軸傳動系統包括安裝在Y軸支架底座下部的步進電機、同步帶輪、同步帶、u槽滑輪軸承，同步帶輪安裝于所述的步進電機的輸出軸上，U槽滑輪軸承安裝在相對于同步帶輪另一端的兩軸承座之間，U槽滑輪軸承通過同步帶與同步帶輪連接，所述步進電機轉動后會帶動所述同步帶輪，轉動的所述同步帶會驅使同步帶隨之一起轉動起來，從而帶動安裝在同步帶上的平臺底座。
[0010]所述的打印平臺包括平臺底座、打印平面，所述的平臺底座通過設在其下端面的安裝工件安裝在Y軸傳動系統的同步帶上，所述的平臺底座的上端面設有三個彈簧，三個所述的彈簧的頂部設有打印平面，通過調節所述的彈簧的松緊度使得打印平面保持水平，打印過程中所述的打印平面需要與所述的擠出頭相接觸，以確保噴出的材料能夠附著在所述的打印平臺上。
[0011]所述的三維整機框架的上面板的上端面安裝有步進電機，步進電機的輸出軸連接有滾軸絲桿，所述的滾軸絲桿的底部垂直連接于三維整機框架的底面板上，所述的三維整機框架的上面板與底面板之間安裝有兩根與滾軸絲桿在同一平面上的光桿，所述的光桿分別設在滾軸絲桿的兩側并與之相互平行，使得整個打印機裝置在結構上更加牢固可靠，所述的滾軸絲桿與光桿穿過γ軸裝置的γ軸支架底座，所述的滾軸絲桿通過步進電機的轉動帶動Y軸支架底座上下移動。
[0012]所述核心控制器的主控板主要采用ATMEGA 2560，所述核心控制器的拓展板主要采用RAMPS 1.4，所述步進電機、步進電機、步進電機都是由所述核心控制器中的驅動芯片A4988來驅動的。
[0013]本發明有益效果:本發明設計合理，結構緊湊，簡潔大方，穩定性好，制造成本低，能夠解決因冷卻不均勻造成的堵絲現象，送料傳動精確，擠壓均勻，打印成本效果好，節約生產成本。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0014]圖1為本發明整體結構裝置示意圖；
[0015]圖2為本發明X軸裝置結構示意圖；
[0016]圖3為本發明Y軸裝置結構示意圖；
[0017]圖4為本發明Z軸裝置結構示意圖；
[0018]圖5為本發明擠出裝置結構示意圖；
[0019]圖6為本發明打印平臺結構示意圖。
【具體實施方式】
[0020]一種家庭桌面式3D打印機包括三維整機框架1，用于打印機塑造三維模型的X軸裝置2、Y軸裝置3、Ζ軸裝置4，控制整個打印機運動的核心控制器5，打印平臺6及用于噴出材料的擠出裝置7，所述X軸裝置2位于所述三維整機框架1后面板的上部，所述送絲裝置8位于三維整機框架后面板右側中間部位，所述核心控制器5安裝在所述三維整機框架1左側面板上，所述擠出裝置7安裝在X軸裝置2上。
[0021]所述X軸裝置2包括安裝于所述三維整機框架1后面板上的X軸支架21、控制X軸的步進電機22及控制X軸原點的限位開關23.所述X軸支架21包括四塊安裝于所述三維整機框架1上軸承座211及安裝在所述軸承座上的兩根光桿212，所述光桿212上通過直線軸承71與擠出裝置7相連接，所述步進電機22輸出軸穿過所述三維整機框架1與同步帶輪24相連接，所述同步輪24與U槽滑輪軸承25相配合，在步進電機22的驅動下帶動同步帶26來回運動，從而帶動安裝在光桿212上的擠出裝置7來回運動。
[0022]所述直線軸承71固定安裝在擠出頭支架72上部，所述擠出頭支架72下部向外突出部位安裝有用來冷卻擠出頭的風扇73，安裝于所述擠出頭支架73右側的擠出頭74與所述風扇73在安裝位置上成幾何垂直關系，以便風扇73能夠更好的冷卻擠出頭。
[0023]所述三維整機框架1上面板安裝有控制Ζ軸的步進電機41，固定在步進電機41輸出軸上的滾軸絲桿42垂直安裝在所述三維整機框架1的底面板上，所述三維整機框架1的上面板與底面板之間還安裝有兩根光桿43，所述光桿43與所述滾軸絲桿42相平行，這樣使整個打印機裝置在結構上更加的牢固可靠，所滾軸絲桿42及光桿43穿過所述Υ軸裝置3的Υ軸支架底座31。所述滾軸絲杠42會在步進電機41的帶動下轉動起來，從而帶動Υ軸支架底座31上下移動。
[0024]所述Υ軸裝置3包括Υ軸支架底座31，安裝在所述Υ軸支架底座上部的四塊軸承座32，安裝在所述軸承座32上的兩根光桿33及Υ軸傳動系統，進一步，Υ軸傳動系統包括安裝在所述Υ軸支架底座31下部的步進電機34，套設在所述步進電機34輸出軸上的同步帶輪35、安裝在同步帶輪35上的同步帶36及從動于所述同步帶輪35的U槽滑輪軸承37，所述步進電機34轉動后會帶動所述同步帶輪35,轉動的所述同步帶35會驅使同步帶36隨之一起轉動起來，從而帶動安裝在同步帶36上的平臺底座61。
[0025]所述打印平臺包括平臺底座61、安裝在所述平臺底座61上的三個彈簧62，及安裝在所述彈簧62上的打印平面63，調節所述彈簧62的松緊度使所述打印平面63保持水平，打印過程中所述打印平面63需要與所述擠出頭74相接觸，以確保噴出的材料能夠附著在所述打印平臺63上。
[0026]更具體的，所述核心控制器5的主控板主要采用ATMEGA 2560，所述核心控制器5的拓展板主要采用RAMPS 1.4。所述步進電機22、步進電機41、步進電機34都是由所述核心控制器5中的驅動芯片A4988來驅動的。
【權利要求】
1.一種家庭桌面式3D打印機，其特征在于:包括有三維整機框架、X軸裝置、Y軸裝置、Z軸裝置、核心控制器、打印平臺、擠出裝置、送絲裝置，所述的X軸裝置安裝在三維整機框架的后面板的上部，所述的擠出裝置安裝在X軸裝置上，所述的Y軸裝置安裝在三維整機框架的后面板的中部，所述的打印平臺設在Y軸裝置上，所述的核心控制器安裝在三維整機框架的左側面板上，所述的三維整體框架的底板上設有滾軸絲桿，所述的滾軸絲桿的上部連接有Z軸裝置，所述的送絲裝置安裝在三維整體框架的右側面板上并位于X軸裝置下方。
2.根據權利要求1所述的一種家庭桌面式3D打印機，其特征在于:所述的X軸裝置包括X軸支架、步進電機、限位開關，所述的X軸支架安裝于三維整體框架的后面板上，所述的X軸支架包括四塊呈矩形安裝于三維整體框架上的軸承座及兩根平行安裝在軸承座上的光桿，所述的擠出裝置通過直線軸承與光桿連接，所述的步進電機設在X軸支架一側，所述的步進電機的輸出軸上設有同步帶輪，所述的同步帶輪通過同步帶與設在兩軸承座之間的U槽滑輪軸承連接。
3.根據權利要求1所述的一種家庭桌面式3D打印機，其特征在于:所述的擠出裝置包括有擠出頭、擠出頭支架，擠出頭安裝于擠出頭支架的一側，所述的直線軸承與擠出頭支架的上部連接，所述的擠出頭支架的下部向外突出部位設有風扇，用來冷卻擠出頭，所述的擠出頭與風扇安裝位置成幾何關系，以便風扇能夠更好的冷卻擠出頭。
4.根據權利要求1所述的一種家庭桌面式3D打印機，其特征在于:所述的Y軸裝置包括有Y軸支架底座、軸承座、光桿、Y軸傳動系統，4塊所述的軸承座呈矩形安裝于Y軸支架座的上部，兩根所述的光桿平行安裝于軸承座上。
5.根據權利要求4所述的一種家庭桌面式3D打印機，其特征在于:所述的Y軸傳動系統包括安裝在Y軸支架底座下部的步進電機、同步帶輪、同步帶、U槽滑輪軸承，同步帶輪安裝于所述的步進電機的輸出軸上，U槽滑輪軸承安裝在相對于同步帶輪另一端的兩軸承座之間，U槽滑輪軸承通過同步帶與同步帶輪連接,所述步進電機轉動后會帶動所述同步帶輪。
6.根據權利要求1所述的一種家庭桌面式3D打印機，其特征在于:所述的打印平臺包括平臺底座、打印平面，所述的平臺底座通過設在其下端面的安裝工件安裝在Y軸傳動系統的同步帶上，所述的平臺底座的上端面設有三個彈簧，三個所述的彈簧的頂部設有打印平面，通過調節所述的彈簧的松緊度使得打印平面保持水平，打印過程中所述的打印平面需要與所述的擠出頭相接觸，以確保噴出的材料能夠附著在所述的打印平臺上。
7.根據權利要求1所述的一種家庭桌面式3D打印機，其特征在于:所述的三維整機框架的上面板的上端面安裝有步進電機，步進電機的輸出軸連接有滾軸絲桿，所述的滾軸絲桿的底部垂直連接于三維整機框架的底面板上，所述的三維整機框架的上面板與底面板之間安裝有兩根與滾軸絲桿在同一平面上的光桿，所述的光桿分別設在滾軸絲桿的兩側并與之相互平行，使得整個打印機裝置在結構上更加牢固可靠，所述的滾軸絲桿與光桿穿過Y軸裝置的Y軸支架底座，所述的滾軸絲桿通過步進電機的轉動帶動Y軸支架底座上下移動。
【文檔編號】B29C67/00GK104369384SQ201410691117
【公開日】2015年2月25日 申請日期:2014年11月26日 優先權日:2014年11月26日
【發明者】李鑫, 薛偉偉, 吳迪 申請人:合肥沃工電氣自動化有限公司