帶有噴頭高度自動定位系統的3d打印的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種帶有噴頭高度自動定位系統的3D打印機，包括噴頭裝置、導軌、調高裝置、底板裝置、主控芯片以及其他的打印機必要裝置；噴頭裝置包括加熱塊、擠絲電機和噴頭；調高裝置包括絲桿電機和絲桿，導軌架設在絲桿上，噴頭裝置設置在導軌上；底板裝置包括底板、彈簧、螺釘、壓力傳感器和底座，底板通過螺釘固定在底座上，螺釘上套設有彈簧，壓力傳感器設置在底板的下方；擠絲電機、絲桿電機、壓力傳感器均與主控芯片連接。本實用新型能夠根據傳感器測得的信號數據確認噴頭的高度是否滿足高度的要求，實現對噴頭高度進行精確的定位，防止出現打印粘結不牢固或刮起介質等情況。
【專利說明】帶有噴頭高度自動定位系統的3D打印機
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及FDM工藝3D打印機領域，尤其涉及一種帶有噴頭高度自動定位系統的3D打印機。
【背景技術】
[0002]隨著廣泛的市場需求和科技的進步，3D打印機逐漸被家庭、醫療、工業等所青睞。而FDM是熔融擠壓堆積成型的簡稱，目前，基于FDM工藝的3D打印機已在世界各國普遍推廣，基于FDM工藝的3D打印機使用的材料有PLA、ABS等，其工作原理是根據電機推送到噴頭里面的材料可以在高溫噴頭的作用下融化，同時將融化的材料從噴頭擠出，高溫的材料在周圍的環境下迅速凝固成型。
[0003]目前，現有的基于FDM工藝3D打印機都是需要手動調節噴頭的位置，起始打印的時候，噴頭與底板的高度需要保持0.1mm的距離，約一張紙的厚度，才能保證打印機打印出來的物體有良好的效果。正因為如此，調節噴頭的高度不但浪費時間，而且操作起來很繁瑣，容易因為誤操作而導致噴頭與底板相撞，使得噴頭堵塞、損壞或者造成打印出來的物件和底板粘結不牢固。
【發明內容】
[0004]本實用新型的目的是克服現有技術的缺陷，提出一種能實現FDM工藝的3D打印機噴頭自動定位的系統設計，旨在解決現有打印機的噴頭高度不能精確定位的問題。
[0005]本實用新型的技術方案如下:
[0006]帶有噴頭高度自動定位系統的3D打印機，包括噴頭裝置、導軌、調高裝置、底板裝置、主控芯片以及其他的打印機必要裝置；所述噴頭裝置包括加熱塊、擠絲電機和噴頭；所述調高裝置包括絲桿電機和絲桿，所述導軌架設在絲桿上，噴頭裝置設置在導軌上；所述底板裝置包括底板、彈簧、螺釘、壓力傳感器和底座，底板通過螺釘固定在底座上，螺釘上套設有彈簧，壓力傳感器設置在底板的下方；所述擠絲電機、絲桿電機、壓力傳感器均與主控芯片連接。
[0007]所述底板裝置還包括電機，電機與主控芯片連接用來控制底座在水平方向上的移動。
[0008]所述打印機的外圍還設有固定框架，所述絲桿電機對稱設置在底板裝置的兩側，絲桿安裝在絲桿電機上。
[0009]所述底板上方還設有可移動的塑料板。
[0010]所述壓力傳感器由應變片黏貼到受力的力敏型彈性元件上構成。
[0011 ] 所述噴頭上設有金屬環，與噴頭為一整體。
[0012]有益效果:本實用新型所提供的打印機，可以實現對噴頭高度進行精確的定位，根據傳感器測得的信號數據，來確認噴頭的高度是否滿足要求，當高度不滿足要求的時候，可重新進行自動定位調節，或者進行手動的調節，能有效的保證噴頭與底板裝置之間的距離，防止出現打印粘結不牢固或刮起介質等情況。此外，在噴頭上添加金屬環，能有效降低噴頭猛烈撞擊底板裝置時對噴頭的傷害，起到了很好的保護噴頭的作用。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0013]圖1是本實用新型的局部前視示意圖。
[0014]圖2是本實用新型的整體前視示意圖。
[0015]圖3是本實用新型中噴頭的前視示意圖。
[0016]圖中，1-固定底座，2-絲桿，3-絲桿電機，4-外圍固定的框架，5-導軌，6_加熱塊，7-噴頭，8-可移動的塑料板，9-底板，10-彈簧，11-長螺釘，12-金屬環，13-壓力傳感器。
【具體實施方式】
[0017]為了更清楚地描述本實用新型，下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。
[0018]如圖2所示，本實用新型所述的打印機包括固定底座I，絲桿2，絲桿電機3，外圍固定的框架4，導軌5，加熱塊6，噴頭7，可移動的塑料板8，底板9，彈簧10，長螺釘11，壓力傳感器13。外圍固定的框架4和固定底座I可以保證打印機在正常工作的時候有很好的穩定狀態。
[0019]擠絲電機、加熱塊6與噴頭7連接在一起，通過電機控制它們在導軌5上的運動。絲桿電機3對稱設置在固定底座I的兩側，絲桿2對稱安裝在絲桿電機3上面，可以確保導軌5和噴頭7均處于水平的狀態。底板9通過長螺釘11固定在一起，防止脫落。長螺釘11的外圍設有彈簧10，起到緩沖的作用。可移動的塑料板8用夾子固定在底板9的上部，使得可移動的塑料板8可以方便地拆卸和安裝，為取打印好的模型帶來極大的方便。
[0020]壓力傳感器13設置在底板9的下方并與主控芯片連接。底板9和壓力傳感器13貼在一起，但是相互無力的作用，可以相互活動。壓力傳感器13是將應變片黏貼到受力的力敏型彈性元件上，彈性元件安裝在底板的下方，當底板9受力的時，彈性元件也會受力產生形變，應變片產生相應的應變，轉化為電阻的變化，進而轉化為可測量的信號。底板9、彈簧10、長螺釘11、壓力傳感器13作為一個整體，可以在步進電機的作用下前后移動。
[0021]在噴頭7的外圍套設一個金屬環12，可有效降低噴頭猛烈撞擊底板對噴頭的傷害，起到了很好的保護噴頭7的作用。
[0022]本實用新型的原理:在圖1，圖2中，當噴頭7進行噴頭探測時，如果主控芯片一直收不到來自壓力傳感器13的信號時，噴頭7 —直向下運動。當可移動塑料板8受到噴頭7的壓力時，底板9和壓力傳感器13也會受到同等的壓力。主控芯片收到壓力傳感器13的信號后，驅動絲桿電機3向反方向運行，并記錄下此刻噴頭7的高度H，從而上位機得到另外一個自定位設定的高度Hset=H-0.1，把Hset作為打印機噴頭的設定高度進行打印，從而可以起到噴頭高度自定位的作用。
[0023]對本領域普通技術人員，依然可以按照所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換，所有技術的修改和替換都應屬于本實用新型所附屬權利要求的保護范圍。
【權利要求】
1.帶有噴頭高度自動定位系統的3D打印機，包括噴頭裝置、導軌、調高裝置、底板裝置、主控芯片以及其他的打印機必要裝置；其特征在于，所述噴頭裝置包括加熱塊、擠絲電機和噴頭；所述調高裝置包括絲桿電機和絲桿，所述導軌架設在絲桿上，噴頭裝置設置在導軌上；所述底板裝置包括底板、彈簧、螺釘、壓力傳感器和底座，底板通過螺釘固定在底座上，螺釘上套設有彈簧，壓力傳感器設置在底板的下方；所述擠絲電機、絲桿電機、壓力傳感器均與主控芯片連接。
2.根據權利要求1所述的帶有噴頭高度自動定位系統的3D打印機，其特征在于，所述底板裝置還包括電機，電機與主控芯片連接用來控制底座在水平方向上的移動。
3.根據權利要求1或2所述的帶有噴頭高度自動定位系統的3D打印機，其特征在于，所述打印機的外圍還設有固定框架，所述絲桿電機對稱設置在底板裝置的兩側，絲桿安裝在絲桿電機上。
4.根據權利要求1或2所述的帶有噴頭高度自動定位系統的3D打印機，其特征在于，所述底板上方還設有可移動的塑料板。
5.根據權利要求1或2所述的帶有噴頭高度自動定位系統的3D打印機，其特征在于，所述所述壓力傳感器由應變片黏貼到受力的力敏型彈性元件上構成。
6.根據權利要求1或2所述的帶有噴頭高度自動定位系統的3D打印機，其特征在于，所述噴頭上設有金屬環，與噴頭為一整體。
【文檔編號】B29C67/00GK204020013SQ201420479622
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年8月22日 優先權日:2014年8月22日
【發明者】范育奇, 陳宏田, 張金龍, 田恩剛 申請人:南京師范大學