一種桌面型3d打印機多功能底板的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供一種桌面型3D打印機多功能底板，包括加熱板、保溫感應板、絕熱板、支撐板以及托板和支架；最上層為保溫感應板，保溫感應板下面是加熱板，加熱板下面是絕熱板，絕熱板下面是支撐板，支撐板下面是托板和支架；保溫感應板上安裝LED燈，加熱板為網狀空心結構內部安裝電阻絲，支撐板內部設置測重感應裝置和定位系統；本實用新型能夠在打印3D制品時，對底板進行溫度測量和控制，對制品的重量進行稱量，控制打印速度，同時能夠跟蹤底板坐標，有效控制打印精度。
【專利說明】
一種桌面型3D打印機多功能底板
技術領域
[0001]本實用新型屬于3D打印增材制造技術領域，特別是涉及一種桌面型3D打印機多功能底板。
【背景技術】
[0002]3D打印技術，即增材制造技術，是近年來迅速發展起來的革命性先進綠色智能制造技術。它是一種基于離散和堆積原理的制造技術，它將零件的三維計算機輔助設計(CAD)模型按一定方式離散，成為可加工的離散面、離散線和離散點，而后采用物理或化學手段，將這些離散的面、線段和點堆積而成零件形狀。3D打印技術通過疊加成型方法能夠自動而迅速地將設計的三維CAD模型轉化為具有一定結構和功能的原型或直接制造零件。3D打印技術的實現，可以大大拓展產品創意與創新空間；極大縮短新產品研發周期，降低研發成本;簡化制造環節，提高產品質量與可靠性;可以制造出一些傳統工藝無法加工的零部件，甚至能夠支撐個性化定制等高級創新模式的實現。與傳統的制造方法相比，該技術具有生產周期短、精密程度高、成本低的優勢，并且可以靈活地改變設計方案，實現柔性生產，在新產品的開發中具有廣闊的應用前景。目前，3D打印技術主要應用于傳統制造業、醫療行業、文物保護行業、建筑設計行業和配件飾品行業，在航空、航天、兵器、醫療、生物、考古、電子產品、藝術設計、動漫等領域得到廣泛應用。
[0003]隨著3D打印技術的發展，3D打印設備也快速發展。桌面型3D打印機是一種利用ABS、PLA等作為原材料的熱熔成形方法的打印設備。該技術利用普通打印機的原理，利用計算機處理好數據，把原料裝入機身，通過控制主板的控制，用打印頭將原料一層一層累積起來，最后將計算機上的設計圖變成實物。桌面3D打印機中的底板是成形制品的工作平臺，是3D打印機內部的重要零部件。3D打印機工作時，底板的溫度，底板上制品的重量，底板的坐標等對成形制品的質量具有重要影響。
[0004]目前桌面型3D打印機底板仍然存在以下缺陷:
[0005](I)桌面型3D打印機底板只有加熱功能，而且加熱溫度穩定性差，制品與底板接觸位置容易產生取翹；
[0006](2)桌面型3D打印機底板沒有制品重量測量裝置，不能實現對產品質量進行實時監控；
[0007](3)桌面型3D打印機底板沒有定位系統，不能實時跟蹤底板的坐標，難以控制打印精度。
[0008]因此開發桌面型3D打印機多功能底板，實現3D打印過程中底板溫度的精確控制，解決3D打印過程中制品與底板接觸位置制品邊部翹曲的難題;實時監控產品重量和底板的坐標，控制產品打印精度，對提高產品質量具有重要意義。
【實用新型內容】
[0009]本實用新型的目的是提供一種桌面型3D打印機多功能底板，具有加熱、感應稱重、測量定位、LED照明等功能，實現了 3D過程中底板的準確定位，解決了 3D打印過程中制品與底板接觸位置制品邊部翹曲的難題，提高了制品的打印質量。
[0010]本實用新型為了實現上述目的所采用的技術方案是:
[0011]—種桌面型3D打印機多功能底板，包括加熱板、保溫感應板、絕熱板、支撐板以及托板和支架;所述加熱板為網狀空心結構內部安裝電阻絲，用于底板加熱，所述加熱板上面安裝保溫感應板，保溫感應板內部安裝有電阻測溫系統，主要由測溫熱電偶絲和溫度轉換器組成，用于底板保溫和測溫，保溫感應板上還安裝有用于照明的LED燈，加熱板下面安裝用于隔熱和保溫的絕熱板，絕熱板下面安裝支撐板，支撐板內部設置測重感應裝置和定位系統，所述測重感應裝置主要由稱重傳感器彈性體、應變計橋路以及重量轉換器組成，用于測量底板上產品的實時重量，所述定位系統主要包括激光發射器、光電式傳感器和坐標轉換器，用于調整底板坐標，支撐板下面設置有用于支撐和固定的托板和支架；
[0012]所述加熱板為鋁、陶瓷玻璃或鑄鐵材質;所述加熱板外部的長度為50-2000mm，寬度為 50-2000mm，厚度為 5_20mm ；
[0013]所述保溫感應板內部安裝電阻測溫系統，與3D打印機的控制系統連接，實現對加熱板溫度的測量與控制;所述電阻測溫系統主要由測溫熱電偶構成;所述保溫感應板的長度為 50-2000mm，寬度為 50-2000mm，厚度為 5_20mm ；
[0014]所述絕熱板為硅酸鋁或耐高溫樹脂材質；所述絕熱板長度為50-2000mm，寬度為50-2000mm，厚度為 5_20mm ；
[0015]所述支撐板采用鋁、樹脂或塑料材質;所述支撐板的長度為50-2000mm，寬度為50-2000mm，厚度為 5_20mm ；
[0016]所述托板和支架采用45號鋼或不銹鋼材質。
[0017]本實用新型的有益效果為:
[0018](I)能夠準確控制桌面型3D打印機底板溫度，避免了制品與底板接觸位置產生翹曲；
[0019](2)實現了桌面型3D打印機底板對制品的稱重功能，能夠對打印制品重量進行實時監控，調節打印速度；
[0020](3)實現了桌面型3D打印機底板的精確定位，能夠實時跟蹤底板坐標，有效控制打印精度。
【附圖說明】
[0021]圖1是本實用新型的結構不意圖；
[0022]圖2是本實用新型中加熱板的結構示意圖；
[0023]圖3是本實用新型中保溫感應板的結構示意圖；
[0024]圖4是本實用新型中支撐板結構示意圖；
[0025]圖5是本實用新型中測重感應裝置的結構示意圖；
[0026]圖6是本實用新型中光電式傳感器的結構示意圖；
[0027]圖中:1、加熱板;2、保溫感應板;3、絕緣板;4、支撐板;5、托板;6、支架;7、LED燈;8、控制系統;9、測重感應裝置；10電阻絲；11、測溫熱電偶絲；12、溫度轉換器；13、稱重傳感器彈性體；14、應變計橋路；15、重量轉換器；16、激光發射器；17、光電式傳感器；18、坐標轉換器。
【具體實施方式】
[0028]下面結合附圖對本實用新型做進一步闡述，
[0029]如圖1所示，本實用新型包括加熱板1、保溫感應板2、絕熱板3、支撐板4以及托板5和支架6;所述加熱板I為網狀空心結構內部安裝電阻絲10，用于底板加熱，所述加熱板I上面安裝保溫感應板2，用于底板保溫和測溫，保溫感應板2上安裝用于照明的LED燈7，加熱板I下面安裝用于隔熱和保溫的絕熱板3，絕熱板3下面安裝支撐板4，支撐板4內部設置測重感應裝置9和定位系統，所述測重感應裝置9用于測量底板上產品的實時重量，所述定位系統用于調整底板坐標，支撐板4下面設置有用于支撐和固定的托板5和支架6。
[0030]如圖2所示，加熱板I內部為空心的網狀結構，且安裝有電阻絲10用于給底板進行快速高效的加熱，加熱板I的材質可選鋁、陶瓷玻璃面板、鑄鐵，加熱板I的外部尺寸長度為50-2000_，寬度為 50-2000_，厚度為 5_20mm。
[0031]加熱板I上面的保溫感應板2，如圖3所示，內部安裝有電阻測溫系統，主要由測溫熱電偶絲11和溫度轉換器12組成，當加熱板溫度變化時，測溫熱電偶絲11電阻發生變化，從而引起電流變化，經過溫度轉化器12將電信號轉化為溫度信號，實現對加熱板I溫度的測量，同時將溫度信號反饋到打印機的控制系統8，從而實現對加熱板I溫度的控制;保溫感應板2的外部尺寸為:長度為50-2000mm;寬度為50-2000mm;厚度為5-20mm;保溫感應板2上還裝有LED燈7，對打印機的箱體內部進行照明。
[0032]加熱板I下面安裝有絕熱板3，實現對加熱板I的保溫，絕熱板3的材質可選用硅酸鋁、耐高溫樹脂等材料，絕熱板3外部尺寸為:長度50-2000mm;寬度50-2000mm;厚度5_20mm。
[0033]絕熱板3下面安裝支撐板4，如圖4所示，支撐板4內部為空心結構，安裝有測重感應裝置9和定位系統，測重感應裝置9如圖5所示，主要由稱重傳感器彈性體13、應變計橋路14以及重量轉換器15等零部件組成，在重力作用下稱重傳感器彈性體13產生形變，貼附于稱重傳感器彈性體13上的應變計橋路14失去平衡，輸出與重量數值成正比例的電信號，電信號經過重量轉換器15轉變為數字信號，實現對底板上產品重量進行實時測量，并將信號及時反饋給打印機的控制系統8，從而調節打印速度;定位系統主要包括激光發射器16、光電式傳感器17和坐標轉換器18，支撐板4前面和側面同時安裝激光發射器16，發出的激光照射到打印機機箱內部固定的光電式傳感器17，光電式傳感器17為板片狀，如圖6所示，光電式傳感器17內部安裝光感應元件，當激光束移動時，激光束照到不同位置的光感應元件，受到激光照射的元件將坐標信號發送到坐標轉換器18，完成對激光坐標的定位，進而實時對底板進行定位，并將底板坐標信息反饋到控制系統8，從而準確調整底板的坐標，實現制品的高精度打印；支撐板4材質可選用塑料板、樹脂板、鋁板等，支撐板4外部尺寸為:長度50-2000mm;寬度 50-2000mm;厚度 5_20mm。
[0034]托板5和支架6對底板起支撐和固定作用，托板5和支架6的材質可選45號鋼、不銹鋼等。
[0035]最后說明的是，以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案而非限制，本領域普通技術人員對本實用新型的技術方案所做的其他修改或者等同替換，只要不脫離本實用新型技術方案的精神和范圍，均應涵蓋在本實用新型的權利要求范圍當中。
【主權項】
1.一種桌面型3D打印機多功能底板，其特征在于:包括加熱板、保溫感應板、絕熱板、支撐板以及托板和支架;所述加熱板為網狀空心結構內部安裝電阻絲，用于底板加熱，所述加熱板上面安裝保溫感應板，保溫感應板由測溫熱電偶絲和溫度轉換器組成，用于底板的測溫和保溫，保溫感應板上還安裝有用于照明的LED燈，加熱板下面安裝用于隔熱和保溫的絕熱板，絕熱板下面安裝支撐板，支撐板內部設置測重感應裝置和定位系統，所述測重感應裝置由稱重傳感器彈性體、應變計橋路以及重量轉換器組成，用于測量底板上產品的實時重量，所述定位系統主要包括激光發射器、光電式傳感器和坐標轉換器，用于調整底板坐標，支撐板下面設置有用于支撐和固定的托板和支架。2.根據權利要求1所述的一種桌面型3D打印機多功能底板，其特征在于:所述加熱板為鋁、陶瓷玻璃或鑄鐵材質;所述加熱板外部的長度為50-2000mm，寬度為50-2000mm，厚度為5-20mmo3.根據權利要求1所述的一種桌面型3D打印機多功能底板，其特征在于:所述保溫感應板內部安裝電阻測溫系統，與3D打印機的控制系統連接，實現對加熱板溫度的測量與控制；所述保溫感應板的長度為50-2000mm，寬度為50-2000mm，厚度為5_20mm。4.根據權利要求1所述的一種桌面型3D打印機多功能底板，其特征在于:所述絕熱板為硅酸鋁或耐高溫樹脂材質；所述絕熱板長度為50-2000mm，寬度為50-2000mm，厚度為5-20mm ο5.根據權利要求1所述的一種桌面型3D打印機多功能底板，其特征在于:所述支撐板采用鋁、樹脂或塑料材質;所述支撐板的長度為50-2000mm，寬度為50-2000mm，厚度為5-20mm。6.根據權利要求1所述的一種桌面型3D打印機多功能底板，其特征在于:所述托板和支架采用45號鋼或不銹鋼材質。
【文檔編號】B29C67/00GK205615017SQ201620356995
【公開日】2016年10月5日
【申請日】2016年4月26日
【發明人】白培康, 趙占勇, 李玉新, 韓冰, 黨驚知, 王建宏, 劉斌, 閆喜斌
【申請人】中北大學