一种具有手辅助打印功能的3D打印机的制作方法

本发明涉及3d打印机领域，特别涉及一种具有手辅助打印功能的3d打印机。

背景技术：

3d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。

现有的3d打印机一般程序来控制喷头的移动在进行打印，打印精度一直难以克服，特别是有些非标准的工件，打印难度高，且打印时按照打印的既定程序打印，在打印过程中不能变更打印计划，没有手工打印灵活和精确，且没有创作感。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种具有手辅助打印功能的3d打印机。

本发明解决问题所采用的技术方案是：一种具有手辅助打印功能的3d打印机，包括输料组件、驱动组件、喷头、外壳壳体、底盘和plc，所述驱动组件上还设有手工打印机构，所述手工打印机构包括手工打印头和辅助位移机构；

所述手工打印头包括壳体、传送管、传输泵、散热组件、电加热片、风机、控制面板、导向单元和限位单元，所述传输泵位于传送管内，所述传送管的一端穿过壳体与导向片连接，所述传送管的另一端与输料组件连接，所述电加热片和风机均位于壳体内，所述散热组件位于壳体内，所述控制面板与plc电连接，所述电加热片、风机和传输泵均与plc电连接，所述导向单元包括四个导向片，所述导向单元为锥形，四个导向片均位于壳体的一侧，各导向片之间设有间隙，所述壳体上设有外螺纹，所述限位单元包括套帽和套体，所述套帽为锥形体，所述套帽的顶部设有开口，所述套体内设有螺纹，所述套体的内螺纹与壳体的外螺纹匹配；

所述辅助位移机构包括驱动单元、第一齿条、第二齿条和滑动组件，所述驱动单元包括第一电机和第一圆齿轮，所述驱动单元有两个，两个驱动单元分别设置在第二齿条的两侧，所述第一电机驱动第一圆齿轮旋转，所述第二齿条有两个，两个第一圆齿轮分别于第二圆齿轮啮合，所述第一齿条竖直设置，所述第二齿条水平设置，所述驱动单元与第一齿条滑动连接；

所述滑动组件包括驱动框、第二电机、第二圆齿轮、固定块和螺栓，所述第二电机驱动第二圆齿轮旋转，所述第二电机与驱动框固定连接，所述第二圆齿轮和第二齿条啮合，所述固定块通过螺栓固定在驱动框上，所述固定块内设有放置孔，所述壳体位于放置孔内；

所述外壳壳体内还设有电源，所述电源上设有工作电源模块，所述工作电源模块包括工作电源电路，所述工作电源电路包括保险丝、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第一电容、第二电容、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第一三极管、第二三极管和第三三极管，所述第一三极管的发射极与保险丝连接，所述第一三极管的发射极通过第一电阻分别与第二二极管的阳极和第一二极管的阴极连接，所述第一三极管的发射极通过第二电阻与第一三极管的基极连接，所述第一三极管的基极通过第三电阻与第二三极管的集电极连接，所述第二三极管的发射极接地，所述第二二极管的阴极接地，所述第一三极管的集电极通过第六电阻分别与第三二极管的阳极和第二二极管的阳极连接，所述第二三极管的基极通过第五电阻与第三二极管的阴极连接，所述第三二极管的阴极接地，所述第二三极管的基极通过第四电阻与第三三极管的集电极连接，所述第三三极管的发射极与第三二极管的阳极连接，所述第三三极管的集电极通过第一电容和第七电阻组成的串联电路分别与第八电阻和第九电阻连接，所述第三三极管的基极分别与第八电阻和第九电阻连接，所述第一三极管的集电极通过第八电阻和第九电阻组成的串联电路接地，所述第二电容与第八电阻和第九电阻组成的串联电路并联。

工作原理：在工作电源电路中，由第二三极管和第一二极管组成了过载保护电路，同时第二三极管具有电流放大功能，而且，第三三极管对第八电阻和第九电阻进行分压，从而能够对输出电压进行采集反馈，提高了电源输出的稳定性，提高了系统的稳定性。

作为优选，为在手工打印头固定在驱动框使，驱动框不容易滑动，所述驱动框内还设有定位组件，所述定位组件包括电磁铁、弹簧和铁块，所述电磁铁与plc电连接，所述铁块通过弹簧与电磁铁连接，所述铁块位于第二齿条的一侧。

在手工打印头需要移动时，plc控制电磁铁开启，吸引铁块使铁块向上移动，从而使铁块脱离第一齿条，是驱动框能顺利移动，在喷头不需要移动时，plc关闭电磁铁，弹簧的弹力使铁块与第一齿条抵靠，从而阻止驱动框的滑动.

作为优选，为了减少铁块和第二齿条的刚性碰撞，从而保护铁块和第二齿条，所述铁块上还设有橡胶块，所述铁块通过橡胶块与第二齿条抵靠。

作为优选，为了增加固定块的摩擦系数，从使手工打印头固定得更牢，所述固定块的放置孔的内壁上为磨砂面。

作为优选，为了增加密封性，所述导向片还设有密封片和密封槽，所述导向片密封片穿入相邻一个导向片的密封槽内，两个导向片上的密封平片相处抵靠。

相邻的两个导向片通过密封片连接，从而防止打印原料溢出，在需要调节手工打印头的开口的大小时，密封片会与密封槽之间滑动，使手工打印头可以调节开口大小，且保证较好的密封性。

作为优选，为了增加密封片的牢固度、耐腐蚀性和弹性，所述密封片的制作材料为不锈钢弹片。

作为优选，为了方便控制，所述第一电机、第二电机均为伺服电机，所述第一电机和第二电机均与plc电连接。

作为优选，便于放置和旋转打印工件，所述底盘上还设有托盘和转轴，所述托盘沿着转轴旋转，所述托盘通过转轴与底盘连接。

手工打印头在辅助位于机构时只能上下，左右移动，当需要打印工件侧面时，可以把托盘和托盘上的工件旋转，从而方便打印。

作为优选，为了确定固定块上的水平度，所述固定块上还设有水平测量仪。

作为优选，为了防止手工打印头泄漏打印原料，所述传送管上还设有电磁阀，所述电磁阀与plc电连接。

本发明的有益效果是，该具有手辅助打印功能的3d打印机设计巧妙，稳定度高，通过手工打印头可以在机械打印完成部分的基数上进行再次打印和加工，通过辅助移动位移机构能辅助手打打印头进行打印工作，非常适合精细或者具有创造性的打印工作，使打印的工件不但具有机械打印的标准，还具有手工打印中的人文情怀，提高了打印质量，工作电源电路中，第三三极管对第八电阻和第九电阻进行分压，从而能够对输出电压进行采集反馈，提高了系统的稳定性。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是现有技术中的3d打印机的结构示意图。

图2是本发明的一种具有手辅助打印功能的3d打印机的手工打印机构的结构示意图。

图3是本发明的一种具有手辅助打印功能的3d打印机的辅助移动机构的结构示意图。

图4是本发明的一种具有手辅助打印功能的3d打印机的限位单元的结构示意图。

图5是本发明的一种具有手辅助打印功能的3d打印机的密封片的结构示意图。

图6是本发明的一种具有手辅助打印功能的工作电源电路的电路原理图。

图中：1.输料组件，2.外壳壳体，3.驱动组件，4.喷头，5.底盘，6.导向片，7.壳体，8.风机，9.控制面板，10.电加热片，11.电磁阀，12.传输泵，13.传送管，14.套帽，15.套体，16.密封片，17.第一电机，18.第一圆齿轮，19.第一齿条，20.第二电机，21.第二圆齿轮，22.螺栓，23.固定块，24.驱动框，25.电磁铁，26.弹簧，27.铁块，28.第二齿条。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1-6所示，一种具有手辅助打印功能的3d打印机，包括输料组件1、驱动组件3、喷头4、外壳壳体2、底盘5和plc，所述驱动组件3上还设有手工打印机构，所述手工打印机构包括手工打印头和辅助位移机构；

所述手工打印头包括壳体7、传送管13、传输泵12、散热组件、电加热片10、风机8、控制面板9、导向单元和限位单元，所述传输泵12位于传送管13内，所述传送管13的一端穿过壳体7与导向片6连接，所述传送管13的另一端与输料组件1连接，所述电加热片10和风机8均位于壳体7内，所述散热组件位于壳体7内，所述控制面板9与plc电连接，所述电加热片10、风机8和传输泵12均与plc电连接，所述导向单元包括四个导向片6，所述导向单元为锥形，四个导向片6均位于壳体7的一侧，各导向片6之间设有间隙，所述壳体7上设有外螺纹，所述限位单元包括套帽14和套体15，所述套帽14为锥形体，所述套帽14的顶部设有开口，所述套体15内设有螺纹，所述套体15的内螺纹与壳体7的外螺纹匹配；

所述辅助位移机构包括驱动单元、第一齿条19、第二齿条28和滑动组件，所述驱动单元包括第一电机17和第一圆齿轮18，所述驱动单元有两个，两个驱动单元分别设置在第二齿条28的两侧，所述第一电机17驱动第一圆齿轮18旋转，所述第二齿条28有两个，两个第一圆齿轮18分别于第二圆齿轮21啮合，所述第一齿条19竖直设置，所述第二齿条28水平设置，所述驱动单元与第一齿条19滑动连接；

所述滑动组件包括驱动框22、第二电机20、第二圆齿轮21、固定块23和螺栓22，所述第二电机20驱动第二圆齿轮21旋转，所述第二电机20与驱动框22固定连接，所述第二圆齿轮21和第二齿条28啮合，所述固定块23通过螺栓22固定在驱动框22上，所述固定块23内设有放置孔，所述壳体7位于放置孔内；

所述外壳壳体内还设有电源，所述电源上设有工作电源模块，所述工作电源模块包括工作电源电路，所述工作电源电路包括保险丝、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第一电容、第二电容、第一二极管、第二二极管、第三二极管、第一三极管、第二三极管和第三三极管，所述第一三极管的发射极与保险丝连接，所述第一三极管的发射极通过第一电阻分别与第二二极管的阳极和第一二极管的阴极连接，所述第一三极管的发射极通过第二电阻与第一三极管的基极连接，所述第一三极管的基极通过第三电阻与第二三极管的集电极连接，所述第二三极管的发射极接地，所述第二二极管的阴极接地，所述第一三极管的集电极通过第六电阻分别与第三二极管的阳极和第二二极管的阳极连接，所述第二三极管的基极通过第五电阻与第三二极管的阴极连接，所述第三二极管的阴极接地，所述第二三极管的基极通过第四电阻与第三三极管的集电极连接，所述第三三极管的发射极与第三二极管的阳极连接，所述第三三极管的集电极通过第一电容和第七电阻组成的串联电路分别与第八电阻和第九电阻连接，所述第三三极管的基极分别与第八电阻和第九电阻连接，所述第一三极管的集电极通过第八电阻和第九电阻组成的串联电路接地，所述第二电容与第八电阻和第九电阻组成的串联电路并联。

工作原理：在工作电源电路中，由第二三极管和第一二极管组成了过载保护电路，同时第二三极管具有电流放大功能，而且，第三三极管对第八电阻和第九电阻进行分压，从而能够对输出电压进行采集反馈，提高了电源输出的稳定性，提高了系统的稳定性。

作为优选，为在手工打印头固定在驱动框22使，驱动框22不容易滑动，所述驱动框22内还设有定位组件，所述定位组件包括电磁铁25、弹簧26和铁块27，所述电磁铁25与plc电连接，所述铁块27通过弹簧26与电磁铁25连接，所述铁块27位于第二齿条28的一侧。

在手工打印头需要移动时，plc控制电磁铁25开启，吸引铁块27使铁块27向上移动，从而使铁块27脱离第一齿条19，是驱动框22能顺利移动，在喷头4不需要移动时，plc关闭电磁铁25，弹簧26的弹力使铁块27与第一齿条19抵靠，从而阻止驱动框22的滑动

作为优选，为了减少铁块27和第二齿条28的刚性碰撞，从而保护铁块27和第二齿条28，所述铁块27上还设有橡胶块，所述铁块27通过橡胶块与第二齿条28抵靠。

作为优选，为了增加固定块23的摩擦系数，从使手工打印头固定得更牢，所述固定块23的放置孔的内壁上为磨砂面。

作为优选，为了增加密封性，所述导向片6还设有密封片16和密封槽，所述导向片6密封片16穿入相邻一个导向片6的密封槽内，两个导向片6上的密封平片相处抵靠。

相邻的两个导向片6通过密封片16连接，从而防止打印原料溢出，在需要调节手工打印头的开口的大小时，密封片16会与密封槽之间滑动，使手工打印头可以调节开口大小，且保证较好的密封性。

作为优选，为了增加密封片16的牢固度、耐腐蚀性和弹性，所述密封片16的制作材料为不锈钢弹片。

作为优选，为了方便控制，所述第一电机17、第二电机20均为伺服电机，所述第一电机17和第二电机20均与plc电连接。

作为优选，便于放置和旋转打印工件，所述底盘5上还设有托盘和转轴，所述托盘沿着转轴旋转，所述托盘通过转轴与底盘5连接。

手工打印头在辅助位于机构时只能上下，左右移动，当需要打印工件侧面时，可以把托盘和托盘上的工件旋转，从而方便打印。

作为优选，为了确定固定块23上的水平度，所述固定块23上还设有水平测量仪。

作为优选，为了防止手工打印头泄漏打印原料，所述传送管13上还设有电磁阀11，所述电磁阀11与plc电连接。

首先通过现有技术进行3d打印，在一些需要特殊打印时，可以通过手工打印头进行手工打印，在进行手工打印时，打开电磁阀11，通过传送管13的传输泵12来传输打印原料，在需要加热时，通过电加热片10进行加热，需要散热时通过风机8进行散热，通过套帽14挤压导向片6，通过导向片6的挤压收缩程度，可以调节手工打印头开口的大小，从而满足不同的打印需求。

通过把手工打印头放置在放置孔内，通过第一电机17驱动第一圆齿轮18旋转，第一圆齿轮18和第一齿条19的啮合，使手工打印头能上下移动，通过第二电机20驱动第二圆齿轮21旋转，第二圆齿轮21和第二齿条28啮合，使手工打印头能所左右移动，在不开启电机使，也可以手工推动驱动框22从而使手工打印头移动。

与现有技术相比，该具有手辅助打印功能的3d打印机设计巧妙，稳定度高，通过手工打印头可以在机械打印完成部分的基数上进行再次打印和加工，通过辅助移动位移机构能辅助手打打印头进行打印工作，非常适合精细或者具有创造性的打印工作，使打印的工件不但具有机械打印的标准，还具有手工打印中的人文情怀，提高了打印质量，工作电源电路中，第三三极管对第八电阻和第九电阻进行分压，从而能够对输出电压进行采集反馈，提高了系统的稳定性。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。