一种新型双喷头三维打印机的制作方法

本发明涉及一种三维打印机，具体是一种新型双喷头三维打印机，属于快速成型制造技术领域。

背景技术：

熔融沉积具有维护成本低，安全可靠、无废料等优点，被广泛应用于产品开发、快速模具制作、医疗器械的设计开发及人体器官的原型制作，代表着快速成型制造技术的一个重要发展方向。

市面上现有的三维打印机通常采用一个喷头或同步运动的两个喷头，单喷头打印机工作效率低，现有的双喷头打印机虽然可以同时使用两种颜色，但两个喷头只能交替运动，工作效率仍较低。

技术实现要素：

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种基于直角坐标系的双独立喷头式三维打印机，两个喷头可以独立或配合工作，同时熔覆出单一复杂零件的不同部分或无关联的两个零件，工作能力强、效率高。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种新型双喷头三维打印机，包括框架组件、框架组件顶部的材料盘、框架组件前面的显示屏和控制板、框架组件内部的打印平台组件以及熔覆喷头；

其特征在于，它还包括驱动熔覆喷头沿Y轴直线运动的Y轴移动组件、驱动Y轴移动组件沿X轴直线运动的X轴移动组件以及驱动X轴移动组件沿Z轴直线运动的Z轴移动组件；两个熔覆喷头在Y轴移动组件、X轴移动组件以及Z轴移动组件组合而成的两套驱动装置的带动下独立或配合工作，实现高效率的三维打印；

所述的框架组件包括后板、底板、前板、顶板以及两个侧板；各板由螺栓连接，组合成新型双喷头三维打印机的外部框架；

所述的打印平台组件包括打印平台、支承光轴、定位螺杆、定位块以及支承块；定位螺杆和支承光轴贯穿框架前板和后板并通过螺母轴向固定；内孔穿过支承光轴的支承块通过螺栓固定在打印平台上上，起到支承平台的作用；内孔穿过定位螺杆的定位块通过螺栓固定在打印平台上并通过两个螺母轴向定位，从而将打印平台平稳固定在框架组件内部的合适位置；

所述的Y轴移动组件包括Y轴驱动电机、Y轴支承光轴、Y轴联轴器、喷头链接件、Y轴移动架、Y轴丝杠轴承以及Y轴滚珠丝杠组成；Y轴驱动电机和Y轴丝杠轴承分别通过螺栓固定在Y轴移动架的两端，Y轴联轴器的两端分别连接Y轴驱动电机的输出轴和Y轴滚珠丝杠，Y轴滚珠丝杠的另一端和Y轴丝杠轴承的内圈紧配合；Y轴支承光轴贯穿Y轴移动架的两端并通过螺母固定，喷头链接件下部与熔覆喷头螺栓固定，上部两侧通孔穿过Y轴支承光轴，中心孔与Y轴滚珠丝杠配合；Y轴驱动电机输出轴的转动经滚珠丝杠传动带动喷头链接件沿Y轴滚珠丝杠轴线方向即Y向直线移动，从而为熔覆喷头提供一个沿Y轴的移动自由度；

所述的X轴移动组件包括X轴带轮支架、X轴同步带轮、X轴带轮销、X轴支承光轴、X轴同步带、X轴同步带固定片、X轴驱动电机以及X轴电机支架；X轴驱动电机通过螺栓固定在X轴电机支架上，一个X轴同步带轮通过小螺栓固定在X轴驱动电机的输出轴上，另一个X轴同步带轮位于X轴带轮支架的内腔中并通过X轴带轮销支承；两根X轴支承光轴贯穿Y轴移动架且其两端分别固定在X轴电机支架和X轴带轮支架上；X轴同步带固定片和Y轴移动架通过螺栓将X轴同步带夹紧，X轴驱动电机输出轴的转动通过同步带传动带动Y轴移动架沿X轴支承光轴轴向即X向直线移动，从而为Y轴移动组件提供一个沿X轴的移动自由度；

所述的Z轴移动组件包括Z轴电机支架、Z轴驱动电机、Z轴联轴器、Z轴滚珠丝杠、Z轴直线滑轨、Z轴直线滑块、Z轴X轴链接块、Z轴轴承支架以及Z轴丝杠轴承；Z轴电机支架、Z轴直线滑轨以及Z轴轴承支架均通过螺栓固定在框架侧板上，Z轴驱动电机和Z轴丝杠轴承分别通过螺栓固定在Z轴电机支架和Z轴轴承支架上；Z轴联轴器两端分别连接Z轴驱动电机的输出轴和Z轴滚珠丝杠，Z轴滚珠丝杠的另一端与Z轴丝杠轴承的内孔紧配合；Z轴X轴链接块一端与Z轴直线滑块螺栓连接，另一端与X轴带轮支架和X轴电机支架螺栓连接，并通过螺纹孔与Z轴滚珠丝杠紧配合；Z轴驱动电机输出轴的转动通过滚珠丝杠传动带动X轴带轮支架和X轴电机支架沿Z轴滚珠丝杠轴向即Z向直线移动，从而为X轴移动组件提供一个沿Z轴的移动自由度。

所述的Y轴移动架由铝合金焊接而成，在保证承载能力的基础上做轻量化处理。

所述的框架组件的侧板嵌入透明的有机玻璃板，前板嵌入活动的有机玻璃板，以便于观察和取样。

所述的Y轴移动组件有两组，分别驱动两个熔覆喷头沿Y轴的运动。

所述的X轴移动组件有两组，分别驱动两个Y轴移动组件沿X轴的运动。

所述的Z轴移动组件有两组，以保证X移动组件沿Z轴运动的稳定性。

与现有的单喷头或双同步喷头的三维打印机相比，本发明是一种基于直角坐标系的双独立喷头式三维打印机，两个喷头可以独立或协调工作，能够同时熔覆出单一复杂零件的不同部分或无关联的两个零件，工作能力强、效率高。

附图说明

图1为本发明实施例提供的新型双喷头三维打印机原理示意图；

图中：1、框架组件，2、显示屏，3、控制板，4、打印平台组件，5、Z轴移动组件，6、熔覆喷头，7、X轴移动组件，8、Y轴移动组件，9、材料盘。

图2为本发明实施例提供的框架组件原理示意图；

图中：1.1、侧板，1.2、后板，1.3、底板，1.4、前板，1.5、顶板。

图3为本发明实施例提供的打印平台组件原理示意图；

图中：4.1、打印平台，4.2、支承光轴，4.3、定位螺杆，4.4、定位块，4.5、支承块。

图4为本发明实施例提供的Y轴移动组件原理示意图；

图中：7.1、Y轴驱动电机，7.2、Y轴支承光轴，7.3、Y轴联轴器，7.4、喷头链接件，7.5、Y轴移动架，7.6、Y轴丝杠轴承，7.7、Y轴滚珠丝杠。

图5为本发明实施例提供的X轴移动组件原理示意图；

图中：8.1、X轴带轮支架，8.2、X轴同步带轮，8.3、X轴带轮销，8.4、X轴支承光轴，8.5、X轴同步带，8.6、X轴同步带固定片，8.7、X轴驱动电机，8.8、X轴电机支架。

图6为本发明实施例提供的Z轴移动组件原理示意图；

图中：5.1、Z轴电机支架，5.2、Z轴驱动电机，5.3、Z轴联轴器，5.4、Z轴滚珠丝杠，5.5、Z轴直线滑轨，5.6、Z轴直线滑块，5.7、Z轴X轴链接块，5.8、Z轴轴承支架，5.9、Z轴丝杠轴承。

图7为本发明实施例提供的新型双喷头三维打印机运动自由度示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1，是本发明实施例提供的一种新型双喷头三维打印机原理示意图， 它包括框架组件1、框架组件1顶部的材料盘9、框架组件1前面的显示屏2和控制板3、框架组件1内部的打印平台组件4以及熔覆喷头6；其特征在于，它还包括驱动熔覆喷头6沿Y轴直线运动的Y轴移动组件7、驱动Y轴移动组件7沿X轴直线运动的X轴移动组件8以及驱动X轴移动组件8沿Z轴直线运动的Z轴移动组件5；两个熔覆喷头6在Y轴移动组件7、X轴移动组件8以及Z轴移动组件5组合而成的两套驱动装置的带动下独立或配合工作，实现高效率的三维打印；

所述的Y轴移动组件7有两组，分别驱动两个熔覆喷头6沿Y轴的运动；

所述的X轴移动组件8有两组，分别驱动两个Y轴移动组件7沿X轴的运动；

所述的Z轴移动组件5有两组，以保证X移动组件8沿Z轴运动的稳定性。

请参阅图2，是本发明实施例提供的一种新型双喷头三维打印机框架组件原理示意图，它包括后板1.2、底板1.3、前板1.4、顶板1.5以及两个侧板1.1；各板由螺栓连接，组合成新型双喷头三维打印机的外部框架；

所述的框架组件1的侧板1.1嵌入透明的有机玻璃板，前板1.4嵌入活动的有机玻璃板，以便于观察和取样。

请参阅图3，是本发明实施例提供的一种新型双喷头三维打印机的打印平台组件原理示意图，它包括打印平台4.1、支承光轴4.2、定位螺杆4.3、定位块4.4以及支承块4.5；定位螺杆4.3和支承光轴4.2贯穿框架前板1.4和后板1.2并通过螺母轴向固定；内孔穿过支承光轴4.2的支承块4.5通过螺栓固定在打印平台上4.1上，起到支承平台的作用；内孔穿过定位螺杆4.3的定位块4.4通过螺栓固定在打印平台4.1上并通过两个螺母轴向定位，从而将打印平台4.1平稳固定在框架组件1内部的合适位置。

请参阅图4，是本发明实施例提供的一种新型双喷头三维打印机的Y轴移动组件原理示意图，它包括Y轴驱动电机7.1、Y轴支承光轴7.2、Y轴联轴器7.3、喷头链接件7.4、Y轴移动架7.5、Y轴丝杠轴承7.6以及Y轴滚珠丝杠7.7；Y轴驱动电机7.1和Y轴丝杠轴承7.6分别通过螺栓固定在Y轴移动架7.5的两端，Y轴联轴器的两端分别连接Y轴驱动电机7.1的输出轴和Y轴滚珠丝杠7.7，Y轴滚珠丝杠7.7的另一端和Y轴丝杠轴承7.6的内圈紧配合；Y轴支承光轴7.2贯穿Y轴移动架7.5的两端并通过螺母固定，喷头链接件7.4下部与熔覆喷头6螺栓固定，上部两侧通孔穿过Y轴支承光轴7.2，中心孔与Y轴滚珠丝杠7.7配合；Y轴驱动电机7.1输出轴的转动经滚珠丝杠传动带动喷头链接件7.4沿Y轴滚珠丝杠7.7轴线方向即Y向直线移动，从而为熔覆喷头6提供一个沿Y轴的移动自由度；

所述的Y轴移动架7.5由铝合金焊接而成，在保证承载能力的基础上做轻量化处理。

请参阅图5，是本发明实施例提供的一种新型双喷头三维打印机的X轴移动组件原理示意图，它包括X轴带轮支架8.1、X轴同步带轮8.2、X轴带轮销8.3、X轴支承光轴8.4、X轴同步带8.5、X轴同步带固定片8.6、X轴驱动电机8.7以及X轴电机支架8.8；X轴驱动电机8.7通过螺栓固定在X轴电机支架8.8上，一个X轴同步带轮8.2通过小螺栓固定在X轴驱动电机8.7的输出轴上，另一个X轴同步带轮8.2位于X轴带轮支架8.1的内腔中并通过X轴带轮销8.3支承；两根X轴支承光轴8.4贯穿Y轴移动架7.5且其两端分别固定在X轴电机支架8.8和X轴带轮支架8.1上；X轴同步带固定片8.6和Y轴移动架7.5通过螺栓将X轴同步带8.5夹紧，X轴驱动电机8.7输出轴的转动通过同步带传动带动Y轴移动架7.5沿X轴支承光轴8.4轴向即X向直线移动，从而为Y轴移动组件7提供一个沿X轴的移动自由度。

请参阅图6，是本发明实施例提供的一种新型双喷头三维打印机的Z轴移动组件原理示意图，它包括Z轴电机支架5.1、Z轴驱动电机5.2、Z轴联轴器5.3、Z轴滚珠丝杠5.4、Z轴直线滑轨5.5、Z轴直线滑块5.6、Z轴X轴链接块5.7、Z轴轴承支架5.8以及Z轴丝杠轴承5.9；Z轴电机支架5.1、Z轴直线滑轨5.5、Z轴轴承支架5.8均通过螺栓固定在框架侧板1.1上，Z轴驱动电机5.2和Z轴丝杠轴承5.9分别通过螺栓固定在Z轴电机支架5.1和Z轴轴承支架5.8上；Z轴联轴器5.3两端分别连接Z轴驱动电机5.2的输出轴和Z轴滚珠丝杠5.4，Z轴滚珠丝杠5.4的另一端与Z轴丝杠轴承5.9的内孔紧配合；Z轴X轴链接块5.7一端与Z轴直线滑块5.6螺栓连接，另一端与X轴带轮支架8.1和X轴电机支架8.8螺栓连接，并通过螺纹孔与Z轴滚珠丝杠5.4紧配合；Z轴驱动电机5.2输出轴的转动通过滚珠丝杠传动带动X轴带轮支架8.1和X轴电机支架8.8沿Z轴滚珠丝杠5.4轴向即Z向直线移动，从而为X轴移动组件8提供一个沿Z轴的移动自由度。

请参阅图7，是本发明实施例提供的一种新型双喷头三维打印机的运动坐标系原理示意图。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。