一种3D打印机的制作方法

本实用新型涉及3D打印技术领域，具体涉及一种3D打印机。

背景技术：

3D打印机又称三维打印机，是一种累积制造技术，即快速成形技术的一种机器，它是一种数字模型文件为基础，运用特殊蜡材、粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过打印一层层的粘合材料来制造三维的物体。

3D打印机的原理是把数据和原料放进3D打印机中，机器会按照程序把产品一层层造出来。FDM(Fused deposition modeling)就是熔融沉积成型，是目前应用最广泛的一种3D打印工艺，大部分消费级3D打印机都是采用的这种工艺，相对来说机器使用成本较低。

但是，目前市场的FDM 3D打印机大部分为固定式，体积大、重量重，不方便携带；同时，现有的可折叠式FDM 3D打印机还存在结构复杂、使用可靠性差、打印精度低、折叠不方便等问题。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供了一种3D打印机，达到简化结构、折叠方便、便于携带，以及保证打印精度和使用可靠性的目的。

本实用新型提的技术方案是：一种3D打印机，包括：机架，所述机架上沿 Z轴滑动安装有第一动力装置驱动的X轴滑动机构，所述X轴滑动机构上滑动安装有第二动力装置驱动的喷嘴机构，位于所述喷嘴机构的下方设有支撑板，所述支撑板上沿Y轴滑动安装有第三动力装置驱动的打印平台；位于所述X轴滑动机构下方的所述机架上还设有折叠翻转机构，所述支撑板设置于所述折叠翻转机构上。

作为一种改进，所述折叠翻转机构包括设置于所述机架上的固定座，所述固定座上转动安装有转轴，所述转轴与所述固定座之间设有固定安装于所述固定座上的轴承，所述转轴的一端设有分度块，所述分度块与所述固定座之间设有定位机构；所述转轴的另一端设有旋转座，所述旋转座与所述分度块分别位于所述固定座的两侧，且所述分度块顶靠于所述固定座上。

作为进一步的改进，所述定位机构包括设置于所述固定座上的至少两个定位孔，所有所述定位孔在同一圆周内同心设置；与所述定位孔对应位置的所述分度块上设有螺纹套，所述螺纹套内设有延伸至所述定位孔内的销轴，所述销轴上设有套装部，所述套装部上套装有复位元件，且所述复位元件的两端分别顶靠于所述螺纹套和所述销轴上；所述销轴上设有拉环。

作为再进一步的改进，所述分度块包括块体，所述块体上设有与所述转轴相适配的第一通孔；所述块体上还设有与所述第一通孔连通的第一裂缝，所述第一裂缝还贯通所述块体的端面和两侧面，与所述第一裂缝对应位置的所述块体上设有第一连接螺栓；

所述旋转座包括座体，所述座体上设有与所述转轴相适配的第二通孔；所述座体上还设有与所述第二通孔连通的第二裂缝，所述第二裂缝还贯通所述座体的端面和两侧面，与所述第二裂缝对应位置的所述座体上设有第二连接螺栓。

作为更进一步的改进，所述固定座上设有用于与所述机架进行定位的第一定位凸台；所述旋转座上设有用于与所述支撑板进行定位的第二定位凸台。

作为一种改进，所述第一动力装置包括第一电动机驱动的丝杠，所述丝杠远离所述第一电动机的一端转动安装于所述支撑座上，所述支撑座和所述第一电动机均设置于所述机架上；所述丝杠上滑动安装有丝杠螺母，所述丝杠螺母与所述X轴滑动机构固定连接在一起；

所述X轴滑动机构包括与所述丝杠螺母固定连接的滑台，所述滑台上设有沿X轴设置的第一导轨，所述第一导轨远离所述滑台的一端设有支撑台。

作为进一步的改进，所述第二动力装置包括设置于所述滑台上的第二电动机，所述第二电动机上设有第一主动皮带轮；还包括：设置于所述支撑台上的第一被动皮带轮，所述第一被动皮带轮与所述第一主动皮带轮之间设有第一皮带；

所述第三动力装置包括设置于支撑板两端的第二主动皮带轮和第二从动皮带轮，所述第二主动皮带轮由第三电动机驱动，所述第二主动皮带轮与所述第二从动皮带轮之间设有第二皮带。

作为更进一步的改进，所述喷嘴机构包括滑动安装于所述第一导轨上并与所述第一皮带相连的第一连接块，所述第一连接块上固定安装有固定块，所述固定块上设有一滑槽，所述滑槽内约束有活动块，所述活动块与所述固定块上均设有至少一块磁铁并吸附在一起，所述活动块远离所述固定块的一侧吸附有喷嘴。

作为更进一步的改进，所述打印平台包括上平板和下平板，所述下平板上设有与所述第二皮带相连的第二连接块；所述支撑板上还设有第二导轨，所述第二连接块滑动安装于所述第二导轨上；

所述下平板的上方设有至少三个弹片，每个所述弹片相对于所述下平板均设有浮动端，位于浮动端的每个所述弹片上均设有球头螺钉，与每个所述球头螺钉对应位置的所述下平板上设有调节螺钉；

与每个所述球头螺钉对应位置的所述上平板上均设有压块，所述压块内设有与所述球头螺钉相适配的凹面磁铁。

作为一种改进，所述机架的顶部设有把手。

由于采用了上述技术方案，本实用新型所提供的一种3D打印机的有益效果如下：

由于该3D打印机包括设置于机架上且由第一动力装置驱动的X轴滑动机构，X轴滑动机构上滑动安装有第二动力装置驱动的喷嘴机构，位于喷嘴机构的下方设有支撑板，支撑板上沿Y轴滑动安装有第三动力装置驱动的打印平台；位于X轴滑动机构下方的机架上还设有折叠翻转机构，该支撑板设置于折叠翻转机构上，从而在工作中，通过第一动力装置驱动X轴滑动机构至合适的高度，然后，第二动力装置驱动喷嘴机构沿X轴动作至合适的位置，第三动力装置驱动打印平台沿Y轴动作至合适的位置，之后喷嘴机构开始工作；处于非状态时，通过折叠翻转机构将水平布置的打印平台处于垂直状态，有效减少了空间占用率，而且该结构的3D打印机结构简单，体积小，重量轻，折叠方便，为便于携带奠定了良好的基础；同时，能有效的保证打印精度和使用可靠性。

由于折叠翻转机构包括固定座，固定座上转动安装有转轴，转轴的两端分别设有分度块和旋转座(安装打印平台的支撑板设置于旋转座上)，且分度块与固定座之间设有定位机构，从而在工作中，当打印平台需要展开(水平状态) 或折叠(垂直状态)时，通过转轴转动便可实现，之后通过定位机构进行定位，以保证打印平台位置的固定性。综上所述，采用该折叠翻转机构，结构简单，重量轻，操作简单，折叠快捷、方便，且使用可靠性好；同时，为减小3D打印机非使用状态时的体积、便于携带和整机的重量提供了保障。

由于定位机构包括设置于固定座上的至少两个在同一圆周内同心设置的定位孔，与定位孔对应位置的分度块上设有螺纹套，螺纹套内设有延伸至定位孔内的销轴，且销轴上的套装部上套装有复位元件，复位元件的两端分别顶靠于螺纹套和销轴上，从而在工作中，当打印平台展开后，通过复位元件产生的弹力推动销轴进入定位孔内，进而分度块、转轴及打印平台便处于固定状态了；当对打印平台进行折叠时，首先拉动销轴并使销轴脱离定位孔，之后转轴转动带动分度块和旋转座、及设置在旋转座上的打印平台转动，之后复位元件推动销轴进入另一定位孔内，此时，分度块、转轴及打印平台均处于固定状态。采用该定位机构结构简单，定位效果好，为打印平台折叠后或展开时保持良好的固定效果奠定了基础。

由于销轴上设有拉环，从而通过拉环便于对销轴进行拉动的操作。

由于分度块顶靠于固定座上，从而便于销轴与定位孔进行配合，同时，能避免异物进入定位孔内而影响销轴与定位孔的配合。

由于分度块和旋转座上均设有裂缝，裂缝与其对应的通孔连通，且裂缝贯通端面和两侧面，同时，与裂缝对应位置的块体或座体上设有连接螺栓，从而通过裂缝将分度块和旋转座的一端预裂成一个弹性体，进而当分度块和旋转座安装至转轴上时，通过连接螺栓将开裂处的弹性体连接并紧固起来，进而保证了分度块和旋转座在转轴上的固定性和稳定性。

由于固定座上设有第一定位凸台，旋转座上设有第二定位凸台，从而通过第一定位凸台便于与3D打印机的机架快速进行定位安装，通过第二定位凸台便于与打印平台快速进行定位安装，同时，有效保证了3D打印机的使用精度。

由于第一动力装置包括第一电动机驱动的丝杠，丝杠螺母与X轴滑动机构固定连接在一起，结构简单，有效保证了X轴滑动机构上喷嘴机构在Z轴方向上的移动精度。

由于第二动力装置和第三动力装置均为带传动(包括：电动机驱动的主动皮带轮、被动皮带轮和位于主动皮带轮、被动皮带轮之间的皮带)，采用该动力装置制造成本低，还能有效降低3D打印机整机的重量。

由于喷嘴机构包括固定块和位于滑槽的活动块，且活动块与固定块均通过磁铁吸附在一起，活动块远离固定块的一侧吸附有喷嘴，从而通过磁铁吸附的方式来完成对喷嘴的装配，不仅喷嘴的固定效果好，而且，拆卸和安装快速省力，便于清理和维护；同时，与固定安装的方式相比，该方式能有效的防止喷头意外碰撞而损坏。

由于打印平台包括上平板和下平板，下平板的上方设有至少三个弹片，弹片的浮动端设有球头螺钉，与球头螺钉对应位置的下平板上设有调节螺钉；与每个球头螺钉对应位置的上平板上均设有压块，压块内设有与球头螺钉相适配的凹面磁铁，从而通过凹面磁铁和球头螺钉的配合实现上平板和下平板的吸附式连接，便于装配和拆卸；对打印平台进行调平时，旋转调节螺钉使弹片动作 (翘起或下落)，在该过程中，通过球头螺钉的过渡，上平板完成相应的动作，进而完成打印平台的调平工作，结构简单，构思巧妙，且操作简单、省力。

由于机架的顶部设有把手，从而通过把手进一步提高了便携性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型处于折叠状态的结构示意图；

图3为图1中第一动力装置的结构示意图；

图4为图1中X轴滑动机构和第二动力装置的结构示意图；

图5为图1中支撑板及其上第三动力装置的结构示意图；

图6为图1中喷嘴机构的结构示意图；

图7为图6的爆炸图；

图8为图1中打印平台的结构示意图；

图9为图8的爆炸图；

图10为图1中折叠翻转机构的结构示意图；

图11为图10中旋转座的结构示意图；

图12为图10中分度块的结构示意图；

图13为图10的剖视图；

图14为图13中销轴与螺纹套配合的结构示意图；

附图中，1-机架；101-把手；102-滑轨；2-第一动力装置；201-第一电动机；202-丝杠；203-支撑座；204-丝杠螺母；3-X轴滑动机构；301-滑台；302- 第一导轨；303-支撑台；4-第二动力装置；401-第二电动机；402-第一主动皮带轮；403-第一被动皮带轮；404-第一皮带；5-喷嘴机构；501-第一连接块；502-固定块；503-滑槽；504-活动块；505-喷嘴；506-磁铁；6-支撑板；601- 第二导轨；7-第三动力装置；701-第二主动皮带轮；702-第二从动皮带轮；703- 第三电动机；704-第二皮带；8-打印平台；801-上平板；802-下平板；803-第二连接块；804-弹片；805-球头螺钉；806-调节螺钉；807-压块；808-凹面磁铁；9-折叠翻转机构；901-固定座；9011-定位孔；9012-第一定位凸台；902- 转轴；903-轴承；904-分度块；9041-螺纹套；9042-销轴；90421-套装部；90422- 拉环；9043-复位元件；9044-块体；9045-第一通孔；9046-第一裂缝；9047- 第一螺纹孔；905-定位机构；906-旋转座；9061-第二定位凸台；9062-座体； 9063-第二通孔；9064-第二裂缝；9065-第二螺纹孔。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

如图1和图2共同所示，一种3D打印机，包括机架1，该机架1上沿Z 轴滑动安装有第一动力装置2驱动的X轴滑动机构3，该X轴滑动机构3上滑动安装有第二动力装置4驱动的喷嘴机构5，位于喷嘴机构5的下方设有支撑板6，该支撑板6上沿Y轴滑动安装有第三动力装置7驱动的打印平台8；位于 X轴滑动机构3下方的机架1上还设有折叠翻转机构9，该支撑板6设置于折叠翻转机构9上。

如图3所示，该第一动力装置2包括第一电动机201驱动的丝杠202，该丝杠202远离第一电动机201的一端转动安装于支撑座203上，该支撑座203 和第一电动机201均设置于机架1上；该丝杠202上滑动安装有丝杠螺母204，该丝杠螺母204与X轴滑动机构3固定连接在一起。

如图4所示，该X轴滑动机构3包括与丝杠螺母204固定连接的滑台301，该滑台301上设有沿X轴设置的第一导轨302，该第一导轨302远离滑台301 的一端设有支撑台303；该第二动力装置4包括设置于滑台301上的第二电动机401，该第二电动机401上设有第一主动皮带轮402；还包括设置于支撑台 303上的第一被动皮带轮403，该第一被动皮带轮403与第一主动皮带轮402 之间设有第一皮带404；与滑台301对应位置的机架1上设有滑轨102，该滑台 301滑动安装于滑轨102上。

如图6和图7共同所示，该喷嘴机构5包括滑动安装于第一导轨302上并与第一皮带401相连的第一连接块501，该第一连接块501上固定安装有固定块502，该固定块502上设有一滑槽503，该滑槽503内约束有活动块504，该活动块504与固定块502上均设有至少一块磁铁506并吸附在一起，该活动块 504远离固定块502的一侧吸附有喷嘴505；在本实施例中，该活动块504侧面和底部均通过磁铁506吸附在固定块502上，进而保证了吸附的可靠性。

如图5所示，该第三动力装置7包括设置于支撑板6两端的第二主动皮带轮701和第二从动皮带轮702，该第二主动皮带轮702由第三电动机703驱动，该第二主动皮带轮701与第二从动皮带轮702之间设有第二皮带704。

如图8和图9共同所示，该打印平台8包括上平板801和下平板802，该下平板802上设有与第二皮带704相连的第二连接块803；该支撑板6上还设有第二导轨601，该第二连接块803滑动安装于第二导轨601上。

该下平板802的上方设有至少三个不共线设置的弹片804，每个弹片804 相对于下平板802均设有浮动端，位于浮动端的每个弹片804上均设有球头螺钉805，与每个球头螺钉805对应位置的下平板802上设有调节螺钉806；与每个球头螺钉805对应位置的上平板801上均设有压块807，该压块807内设有与球头螺钉805相适配的凹面磁铁808。在本方案中，该弹片804设有三个且成三角形布置。

如图10至图14共同所示，该折叠翻转机构9包括设置于机架1上的固定座901，该固定座901上转动安装有转轴902，该转轴902与固定座901之间设有固定安装于固定座901上的轴承903，该轴承903优选为铜套轴承；该转轴902的一端设有分度块904，该分度块904与固定座901之间设有定位机构905，该转轴902的另一端设有用于安装打印平台8的旋转座906，该旋转座906与分度块904分别位于固定座901的两侧，且分度块904顶靠于固定座901上。

该定位机构905包括设置于固定座901上的至少两个定位孔9011，所有定位孔9011在同一圆周内同心设置，在本方案中，该定位孔9011设有两个，且两定位孔9011之间的夹角为90度；与定位孔9011对应位置的分度块904上螺纹安装有螺纹套9041，该螺纹套9041内设有延伸至定位孔9011内的销轴9042，该销轴9042上设有套装部90421，该套装部90421的直径小于销轴9042本体的直径，该套装部90421上套装有复位元件9043，该复位元件9043优选为压缩弹簧，且复位元件9043的两端分别顶靠于螺纹套9041和销轴9042上；该销轴9042上设有拉环90422。

作为优选，该固定座901上设有用于与机架1进行定位的第一定位凸台 9012；该旋转座906上设有用于与支撑板6进行定位的第二定位凸台9061。

该分度块904包括块体9044，该块体9044上设有与转轴902相适配的第一通孔9045；该块体9044上还设有与第一通孔9045连通的第一裂缝9046，该第一裂缝9046还贯通块体9044的端面和两侧面，与第一裂缝9046对应位置的块体9044上设有第一螺纹孔9047，该第一螺纹孔9047上螺纹安装有第一连接螺栓(图中未示出)，该第一连接螺栓穿过第一裂缝9046。

该旋转座906包括座体9062，该座体9062上设有与转轴902相适配的第二通孔9063；该座体9062上还设有与第二通孔9063连通的第二裂缝9064，该第二裂缝9064还贯通座体9062的端面和两侧面，与第二裂缝9064对应位置的座体9062上设有第二螺纹孔9065，该第二螺纹孔9065上螺纹安装有第二连接螺栓(图中未示出)，该第二连接螺栓穿过第二裂缝9064。

为了进一步提高便携性，该机架1的顶部设有把手101；该机架1的底部设有橡胶脚垫。

以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。