一种3D打印机的运动装置的制造方法

本发明涉及3D打印机技术领域，具体涉及一种3D打印机的运动装置。

背景技术：
3D打印即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。3D打印机的运动装置主要包括：X向运动组件、Y向运动组件和Z向运动组件。运动装置的结构设计是否合理，直接关乎到3D打印机的打印精度。目前，在桌面级3D打印行业，普遍打印精度不高，因为设备本身的机械运动精度不高，因为其运动X、Y、Z轴没有相对的基准，大多数的做法是上框通过钣金结构折弯而成，或是通过开塑料模具注塑而成，亦或是拼接而成，不管通过以上哪种方式，同心度、平行度、垂直度等误差要求控制在0.03mm之内，都是非常困难的，且一致性无法保证，其工艺性质决定误差性比较大，且这样做出来的产品，对安装调整要求也很高，耗工时、返工率高，间接成本上升，直接反馈在打印成品上的精度不高。同时针对Z向运动组件，现有技术中普遍采用的是单Z轴运动机构，然后在打印平台下面是靠螺丝顶住弹簧，通过调整3个点或是4个点，把平台调平，使得在打印程序中，设置的校准功能因弹簧有疲劳强度，一段时间后弹簧的弹力会发生变化，故需要再次调整，给使用者带来很多麻烦，当使用过程中出现平台不平时，只能停止打印或是接受平台不平继续打印，造成打印品质不良。另外针对Z向运动组件，普遍采用的是单Z轴运动机构，传动动力的一根丝杆及导向的两根光轴，位于机器的单边，形成一种悬臂结构，机器运行时容易产生振动，随着打印产品的重量不同或是打印产品在Z轴平台上的摆放位置不同，对Z轴平台都会产生影响，最终影响打印质量。由此可见，能否发明出一种3D打印机的运动装置，使其具有组装方便、打印精度高、运行平稳、负载大的优点成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。

技术实现要素：
本发明为了解决上述技术问题，提供一种3D打印机的运动装置，在现有的3D打印机的运动装置结构基础上，做了进一步的改进，使其结构设计合理，组装方便。且打印精度大大提升、运行平稳。为了达到上述技术效果，本发明的技术方案包括：一种3D打印机的运动装置，包括由X轴运动组件、Y轴运动组件、Z轴升降组件、用于装设3D打印头的打印头载架和固定框，其特征在于，所述固定框包括呈四边形的上框和底座，所述X轴运动组件和Y轴运动组件固定于上框，X轴运动组件，所述X轴运动组件包括光轴I、X驱动装置和在上框相对的两个边对称设置的两个X光轴、两个X轴滑块，所述X光轴贯穿X轴滑块，且两端固定在上框，所述光轴I与X光轴垂直设置，所述光轴I贯穿所述打印头载架，且两端固定在X轴滑块上，所述X驱动装置与所述X轴滑块固定连接，驱动光轴I带动打印头载架沿X光轴运动；Y轴运动组件，所述Y轴运动组件包括光轴II、Y驱动装置和在上框相对的另外两个边对称设置的两个Y光轴、两个Y轴滑块，所述Y光轴贯穿Y轴滑块，且两端固定在上框，所述光轴II与Y光轴垂直设置，所述光轴II贯穿所述打印头载架，且两端固定在Y轴滑块上，所述Y驱动装置与所述Y轴滑块固定连接。驱动光轴II带动打印头载架沿Y光轴运动。本发明的运动装置，其中，XY轴运动组件结构设计合理。使得在打印时精度更高，调节定位更方便。在需要运动X轴时，X驱动组件驱动X轴滑块沿X光轴运动，进一步驱动固定在X轴滑块上的光轴I，光轴I带动打印头载架沿X光轴运动；在需要运动Y轴时，Y驱动组件驱动Y轴滑块沿Y光轴运动，进一步驱动固定在Y轴滑块上的光轴II，光轴II带动打印头载架沿Y光轴运动。进一步的，所述的X驱动装置包括X轴电动机和与所述X轴电动机连接的X轴同步带，所述X轴同步带锁定在所述X轴滑块上，以带动X轴滑块沿X光轴运动；所述的Y驱动装置包括Y轴电动机和与所述Y轴电动机连接的Y轴同步带，所述Y轴同步带锁定在所述Y轴滑块上，带动Y轴滑块沿Y光轴运动。进一步的，所述X光轴和Y光轴的两端均安装有同步带轮，所述同步带轮与所述X轴电动机或Y轴电动机的输出端连接，每个所述X轴同步带套接在两个Y光轴上相对的两个同步带轮上，每个所述Y轴同步带套接在两个X光轴相对的两个同步带轮上。进一步的，其中一个X光轴上的一个同步带轮与所述Y轴电动机的输出端连接，其中一个Y光轴上的一个同步带轮与所述X轴电动机的输出端连接。所述X轴电动机和Y轴电动机的输出端通过联轴器与所述同步带轮连接，所述同步带轮上还设置有限位柱，用于限定X轴同步带和Y轴同步带，避免X轴同步带和Y轴同步带脱离同步带轮。所述X轴电动机驱动一个Y光轴的一端上的同步带轮转动，进一步驱动该同步带轮上套接的X同步带运动，所述X同步带驱动X轴滑块沿X光轴移动，进一步驱动固定在X轴滑块上的光轴I，最终使光轴I带动打印头载架沿光轴II运动。所述Y轴电动机驱动一个X光轴的一端上的同步带轮转动，进一步驱动该同步带轮上套接的Y同步带运动，所述Y同步带驱动Y轴滑块沿Y光轴移动，进一步驱动固定在Y轴滑块上的光轴II，最终使光轴II带动打印头载架沿光轴I运动。进一步的，所述X轴滑块由上至下依次分为X光轴连接块、X轴同步带夹块和光轴I固定块，所述Y轴滑块由上至下依次分为Y轴同步带夹块、Y光轴连接块和光轴II固定块。所述X光轴贯穿所述X光轴连接块，所述X轴同步夹块锁定X轴同步带，所述光轴I固定块固定光轴I。所述Y光轴贯穿所述Y光轴连接块，所述Y轴同步夹块锁定Y轴同步带，所述光轴II固定块固定光轴II。进一步的，所述X轴电动机和Y轴电动机通过电机托架固定在上框。进一步的，Z轴升降组件包括Z轴丝杆、丝杆基座、Z轴平台和Z轴电机，所述Z轴丝杆贯穿所述丝杆基座，并与丝杆基座螺纹连接，所述Z轴丝杆的一端固定在所述上框，另一端与所述Z轴电机连接，所述Z轴平台与所述丝杆基座固定连接。进一步的，与所述Z轴丝杆相邻安装有光轴，所述光轴套设有直线转轴，所述直线转轴固定在所述Z轴平台上，所述光轴一端固定在所述固定框上，另一端贯穿所述Z轴平台，并固定在底座上。进一步的，所述Z轴丝杆的数量为2～10个，每个所述Z轴丝杆上，位于Z轴平台下方安装有同步带轮，每个所述同步带轮之间套接有同步带。以Z轴丝杆作为传递动力，以光轴作为向导，同时同步带将Z轴丝杆形成同步，保证了Z轴凭条的平整性，同步带有可以使Z轴丝杆同步，不收打印产品重量及摆放位置的影响。保证3D打印机的Z轴运动平稳，尺寸精确。进一步的，所述Z轴平台上安装有打印平台。进一步的，所述Z轴平台与所述打印平台通过正反螺丝组件连接。进一步的，所述的3D打印机为桌面级3D打印机。本发明打印平台和Z轴平台结构的设计，通过正反螺丝与打印平台、Z轴平台连接在一起，3D打印设备在安装调试时，一次性调平，后续做到免维护，能保证3D打印机的...