动杆17和第二导向移动杆16均水平设置并且所述第二导向移动杆16垂直于所述第一导向移动杆17 ;所述熔融挤出机构27能在外部动力设备的驱动下沿所述第一导向移动杆或所述第二导向移动杆16移动。外部动力设备可以推动第一导向移动杆17沿平行于第二导向移动杆16的方向移动，则熔融挤出机构27可以在第二导向移动杆上16移动(沿Y轴移动)，同理，在第二导向移动杆16上施力，也可以使熔融挤出机构27可以在第一导向移动杆17上移动(沿X轴移动)。
[0034]进一步，所述第一导向移动杆17上固定穿装有减震缓冲块10，并且所述减震缓冲块10固定连接在所述支架26上，以用于减小所述支架26的震动。外部动力设备驱动熔融挤出机构27移动时，会产生震动，会导致支架26的震动比较大，因此设置减震缓冲块10，可以有效抑制支架26震动或歪斜。
[0035]现有技术中有很多种熔融挤出机构，本发明的熔融挤出机构27包括从上至下依次设置的中间压板15、喷头基体18、四孔铝块19、PEEK件20、加热铝块21和铜质喷嘴22，所述第一导向移动杆17和第二导向移动杆16分别贯穿所述喷头基体18。固态的PLA塑料14进入熔融挤出机构27后变成液态的材料在铜质喷嘴22处被喷出来进行打印。
[0036]参照图1，支架26包括上托架3、下托架9及上托架3和下托架9之间的用于支撑二者的多根支撑杆4，电机I倒置在支架26上中，与支架26的上托架3固定。上托架3通过四周设置的支撑杆4与下托架9固定，下托架9固定在中间压板15上，中间压板15则与喷头基体18相固定。减震缓冲块10与中间压板15相固定，其下方有一通孔，如图5所示，以与第一导向移动杆17相配合。滚珠丝杠机构28的丝杠2对准下托架9的中间通孔，如图4所示左侧通孔，导杆5两端分别对准上托架3和下托架9上的盲孔，如图3、图4所示右侧的盲孔。
[0037]在图2中，导杆5通过导套7，增加导杆5的目的是使丝杠2转动带动移动推板6下行过程中，保持移动推板6的水平性，增加运动的平稳性。注射推杆25上方通过上压板24与移动推板6固定，保证注射推杆25不会随意移动。注射筒12上方突出的第二法兰部用下压板8固定，保证注射筒12不会在回抽运动中上移。同时增加圆筒限位件11与注射筒12配合，保证每次重新装配注射器时注射筒12不会因为自身的柔性而变歪。滚珠螺母23与移动推板6固定，丝杠2转动时，滚珠螺母23上下运动。
[0038]本发明在打印单层电子线路过程中，电机I转动，滚珠螺母23在丝杠2的驱动下上下运动，带动移动推板6上下运动，同时带动注射推杆25上下运动，当注射推杆25向下运动时可以挤出注射筒12内的导电银浆。
[0039]在空行程(即注射筒12内没有导电银浆被挤出)时，需要通过滚珠丝杠机构将注射推杆25向上拉升一定距离，以在注射筒12内形成一定真空度，保证空行程中注射筒12内不会有多余的导电银浆从注射出口 13中漏出而影响打印质量。该操作通过上压板24和移动推板6共同配合进行，上压板24可以将注射推杆25固定于移动推板6上。
[0040]在打印多层电子线路过程中，先通过丝杠挤出结构在基底G打印内层的第一层电子线路；在第一层电子线路固化后，熔融挤出机构打印绝缘层，最后再通过丝杠挤出结构在绝缘层上打印外层的电子线路，从而形成第二层电子线路。在本机构工作时，承载有基底的基底平台可以由外部动力源的驱动进行沿Z轴的上下运动。
[0041]参照图6，电子线路分为内外两层，分别为内层的第一层电子线路El和外层的第二层电子线路E2，中间利用绝缘的聚乳酸绝缘层F(本发明采用PLA层)隔开。而在打印第二层电子线路E2时，由于可能出现表面不平整的情况，注射器相对于基底平台的运动轨迹是方波形。本机构的注射器在基底G上方行走。注射器刚开始在ab段的上方是水平行走，在点b正上方时，基底平台相对注射器上升一定距离，之后注射器在be段水平行走，行走到c点正上方时，基底平台相对注射器下降一定距离，之后注射器水平走过Cd段，恢复正常打印。该运动方式能够使打印过程中出现的外在因素对打印质量的影响最小化。
[0042]本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种3D打印机构，包括支架及安装在支架上的熔融挤出机构和丝杠挤出机构，所述熔融挤出机构用于打印绝缘材料，所述丝杠挤出机构用于打印电子线路，其特征在于， 所述丝杠挤出机构包括安装在支架上的电机、滚珠丝杠机构和注射器，所述滚珠丝杠机构位于所述电机的下方并通过所述电机驱动，所述注射器包括注射推杆和注射筒，所述滚珠丝杠机构的滚珠螺母能驱动所述注射推杆上下移动，所述注射筒固定安装在所述支架上并且其注射出口朝下，以使注射推杆向下移动时挤出注射筒内的导电银浆，从而打印电子线路。2.如权利要求1所述的一种3D打印机构，其特征在于，所述注射推杆通过移动推板与所述滚珠丝杠机构的滚珠螺母连接。3.如权利要求2所述的一种3D打印机构，其特征在于，所述支架上竖直设置有导杆，所述导杆贯穿所述移动推板，以对所述移动推板的上下移动进行导向。4.如权利要求3所述的一种3D打印机构，其特征在于，所述移动推板上设置有导套，所述导套活动套接在所述导杆上。5.如权利要求2所述的一种3D打印机构，其特征在于，所述注射推杆的上端具有第一法兰部并且该第一法兰部通过上压板压紧在所述移动推板的底端，所述上压板固定连接在所述移动推板的底端。6.如权利要求1所述的一种3D打印机构，其特征在于，所述支架上固定连接有圆筒限位件，所述圆筒限位件固定套接在所述注射筒的外侧，以防所述注射筒歪斜。7.如权利要求1所述的一种3D打印机构，其特征在于，所述注射筒的上端具有第二法兰部，所述注射筒通过所述第二法兰部悬挂在所述支架上，并且所述第二法兰部通过下压板压紧在所述支架上，所述下压板固定安装在所述支架上。8.如权利要求1所述的一种3D打印机构，其特征在于，所述熔融挤出机构上设置有第一导向移动杆和位于所述第一移动导向杆上方的第二导向移动杆，所述第一导向移动杆和第二导向移动杆均水平设置并且所述第二导向移动杆垂直于所述第一导向移动杆；所述熔融挤出机构能在外部动力设备的驱动下沿所述第一导向移动杆或所述第二导向移动杆移动。9.如权利要求1所述的一种3D打印机构，其特征在于，所述第一导向移动杆上固定穿装有减震缓冲块，并且所述减震缓冲块固定连接在所述支架上，以用于减小所述支架的震动。
【专利摘要】本发明公开了一种3D打印机构，包括支架及安装在支架上的熔融挤出机构和丝杠挤出机构，丝杠挤出机构包括安装在支架上的电机、滚珠丝杠机构和注射器，滚珠丝杠机构位于所述电机的下方并通过电机驱动，注射器包括注射推杆和注射筒，滚珠丝杠机构的滚珠螺母能驱动所述注射推杆上下移动，注射筒固定安装在支架上并且其注射出口朝下，以使注射推杆向下移动时挤出注射筒内的导电银浆。本发明所采用的电子线路打印方法能够简单方便的利用现有FDM？3D打印机进行电子线路的打印，同时能在不同的柔性或者硬质基底上进行打印，并且能够使用环保常见的PLA材料进行多层电子线路的打印，简单、方便和快速。
【IPC分类】B22F3/115, B22F3/105
【公开号】CN105057667
【申请号】CN201510559220
【发明人】陈蓉, 高玉乐, 单斌, 史长春, 董得超
【申请人】华中科技大学
【公开日】2015年11月18日
【申请日】2015年9月2日