一种通过强制同步器进行热床水平控制的3D打印机的制作方法

本实用新型属于3D打印制造领域，具体涉及一种通过强制同步器进行热床水平控制的3D打印机。
背景技术：
：3D打印机按成型的原理分为FDM技术(熔融沉积)、SLA(光固化)、SLS(激光烧结)；FDM3D打印机的热床在打印过程中需要沿Z轴方向上下移动，主要采用滚珠丝杠旋转带动热床运动的方式。由于打印机大小不一，有单丝杠到多丝杠不等的配置，现有的多丝杠运动采用一个丝杠配一个步进电机的模式进行控制；大型FDM3D打印机，例如JMT800型FDM3D打印机的设备尺寸为：1600*1200*1630mm，类似的大型FDM3D打印机，都有两个或者两个以上的滚珠丝杠。步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键部件，它将电脉冲信号转变为角位移或线位移的开环控制元步进电机件。在非超载的情况下，步进电机的转速、停止的位置取决于脉冲信号的频率和脉冲数，而不受负载变化的影响，当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按审定的方向转动一个角度，称为“步距角”，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。现有的多丝杠运动采用一个丝杠配一个步进电机的模式进行控制的方式，在突然断电或者设备急停模式下步进电机是不受控制器驱动的，即在受到外力干扰的情况下，造成两个或者两个以上步进电机，瞬间转动角度不一致，从而使得丝杠之间受力不均匀导致某个丝杠受重力下降的情况产生，且每个丝杠下降高度不一致，从而导致热床不平衡的状况出现。对于FDM3D机型来说，开始打印的第一层能否均匀稳固地附着于热床上，决定了整体打印的成功与否，也就是说，如果第一层能够很好地粘接在热床上，后续的打印如果不出意外，就可以顺利的完成了。但是，第一层的打印并没有那么容易，其中一个原因就是打印机热床是否水平的问题，如果热床处于倾斜状态，哪怕是很细微的倾斜，就可能导致模型的第一层在一个位置非常牢固，在另一个位置却根本没有粘接上；一般打印的第一层的层厚为0.35mm，打印头过低会导致材料挤出困难，第一层凹凸不平甚至碰头剐蹭到打印平台，会损坏打印头，打印头过高会导致粘接不牢甚至凌空吐丝。因此，打印机的调平就显得尤为重要。目前多数的FDM3D打印机的调节方法为手动调节，包括使用调节螺栓，水平仪等设备，由于受人为主观因素的影响，调平的速度和精度得不到保证，其过程步骤繁琐落后，效果往往也不可靠，从而使得对精细模型的打印效果不理想。不仅如此，手动调平装置仅适用于体积较小的FDM3D打印机。相对而言，打印物体的尺寸越大，对于FDM3D打印机机器的制造技术、工艺以及机器的稳定性等各项参数的要求都会越高。特别需要指出的是，对于大型FDM3D打印机来说，在突然断电的情况下造成的热床瞬间失衡，比操作失误造成的失衡更加难以调整和修复，因为它牵扯到控制系统的恢复和步进电机是否具备记忆功能。在实际工作中，热床调整需要专业人员长时间的调整才能确保其平整度；不容忽视的是，现有的多丝杠独立运行系统，热床平整度很容易遭到破坏，甚至每次打印完断电后都需要重新调整。综上所述，目前大型的、配有两个以上滚珠丝杠的FDM3D打印机，受到外力影响后(每次断电后开机前)，都需要对热床重新进行整平，才能正常运作。技术实现要素：本实用新型所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种通过强制同步器进行热床水平控制的3D打印机；以解决大型FDM3D打印机外力作用下，需要对热床重新进行调平的问题。为实现上述发明目的，本实用新型的技术方案如下：一种通过强制同步器进行热床水平控制的3D打印机；包括固定框架、滚珠丝杠、光轴、第一步进电机、第二步进电机、热床、喷头、齿带、感应器、第一带齿同步轮、第二带齿同步轮；还包括强制同步器，所述强制同步器由同步器底座、第一导向轮、第二导向轮，滑块、第三带齿同步轮、第一调节螺杆、第二调节螺杆、定位杆、盖板构成；所述同步器底座，由底板和上盖组成；所述滑块，设置于同步器底座后端之上；所述第三带齿同步轮处于滑块一端的第一螺杆座与第二螺杆座之间，固定于盖板和滑块之间；所述定位杆两端分别连接着同步器底座和滑块；所述强制同步器固定连接在固定框架下方中部的横杆上。进一步的，所述同步器底座为长方形，所述同步器底座前端与上盖一端为一体，开模压制或者3D打印成型；所述同步器底座后端两侧设置有第一条形块，第二条形块，两个条形块上均开有丝孔；所述上盖下方中部设置有定位杆前座套，定位杆前座套上开有定位杆连接孔；所述条形块之间设置有凹槽。进一步的，所述导向轮为两个，即第一导向轮、第二导向轮；第一导向轮、第二导向轮导分别安装于同步器底座一端的底板与上盖之间。进一步的，所述滑块为长方形，所述滑块一端两侧设置有第一螺杆座、第二螺杆座，滑块另一端宽度与凹槽宽度内径相等，并设置于底座后端的凹槽内；滑块通过第一调节螺杆、第二调节螺杆分别与同步器底座后端的第一条形块、第二条形块上的丝孔连接。进一步的，所述调节螺杆为两个，即第一调节螺杆、第二调节螺杆；第一调节螺杆、第二调节螺杆分别穿过第一螺杆座、第二螺杆座，活动连接于同步器底座后端两侧的第一条形块、第二条形块的丝孔中。进一步的，所述盖板下方中部设置有定位杆后座套，所述盖板与定位杆后座套为一体，开模压制或者打印成型。本发明的有益效果：本实用新型通过强制同步器，能有效防止3D打印机断电或者急停模式时，步进电机不受控制的情况下，所有丝杠都能同步运行；从根本上解决了因滚珠丝杠不同步，导致每次打印都要重新调平热床的问题。尤为突出的是，仅通过初始调平，便使热床两端始终保持一致水平高度，不再受外力影响，无需断电后重新调平。附图说明图1是本实用新型强制同步器结构示意图。图2是本实用新型强制同步器结构分解示意图。图3是本实用新型强制同步器底座结构示意图。图4是本实用新型强制同步器滑块结构示意图。图5是本实用新型强制同步器平面透视结构图。图6是本实用新型强制同步器位置示意图。图7是本实用新型强制同步器安装示意图。附图标记说明强制同步器1同步器底座2底板2-1上盖2-2第一条形块2-3第二条形块2-4第三带齿同步轮3定位杆4第一导向轮5第二导向轮6盖板7第一调节螺杆8第二调节螺杆9第一螺杆座10第二螺杆座11定位杆后座套12定位杆前座套13滑块14齿带15固定框架16滚珠丝杠17第一步进电机18第二步进电机19热床20喷头21第一带齿同步轮22第二带齿同步轮23感应器24光轴25凹槽26具体实施方式下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。结合图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7所示，一种通过强制同步器进行热床水平控制的3D打印机；包括固定框架16、滚珠丝杠17、光轴25、第一步进电机18、第二步进电机19、热床20、喷头21、齿带15、感应器24、第一带齿同步轮22、第二带齿同步轮23；还包括强制同步器1；所述强制同步器1由同步器底座2、第一导向轮5、第二导向轮6，滑块14、第三带齿同步轮3、第一调节螺杆8、第二调节螺杆9、定位杆4、盖板7构成；所述同步器底座2由底板2-1和上盖2-2组成；所述第一导向轮5、第二导向轮6安装于同步器底板2-1后端与上盖2-2之间；所述滑块14设置于同步器底座2后端之上；所述第三带齿同步轮3处于滑块14一端的第一螺杆座10与第二螺杆座11之间，通过盖板7固定于滑块14之上；所述第一调节螺杆8、第二调节螺杆9分别通过第一螺杆座10、第二螺杆座11连接于底座2后端的第一条形块2-3、第二条形块2-4的丝孔中；所述定位杆4一端插入定位杆前座套13内；另一端插入定位杆后座套12内；所述强制同步器1固定连接在固定框架16下方中部的横杆上。本实施例中，强制同步器1分为同步器底座2、滑块14及两个调节螺杆三个部分；强制同步器1在两个调节螺杆的作用力下，通过底座2后端的第一条形块2-3、第二条形块2-4及定位杆4，限定滑块14在凹槽26内的直线运动，以控制第一带齿同步轮22、第二带齿同步轮23所联动的滚珠丝杠17沿Z轴方向上下移动，从而达到调整热床20水平之目的。结合图3、所示，所述同步器底座2为长方形，所述同步器底座2前端与上盖2-2一端为一体，开模压制或者3D打印成型；所述同步器底座2后端两侧设置有第一条形块2-3，第二条形块2-4，两个条形块上均开有滑块螺杆丝孔；所述上盖2-2下方中部设置有定位杆前座套13，定位杆后座套13上开有定位杆连接孔。所述第一条形块2-3与第二条形块2-4之间设置有凹槽26。本实施例中，所述的凹槽26处在同步器底座2后端的第一条形块2-3、第二条形块2-4之间，形成开口滑槽，便于滑块14通过定位杆4的限制，进行直线运动。结合图3、图5所示，所述导向轮为两个，即第一导向轮5、第二导向轮6；第一导向轮5、第二导向轮6分别安装于同步器底座2一端的底板2-1与上盖2-2之间。结合图3、图4、图5所示，所述滑块14为长方形，所述滑块14一端两侧设置有第一螺杆座10、第二螺杆座11，滑块14另一端宽度与凹槽26宽度内径相等，并设置于凹槽26上；滑块14通过第一调节螺杆8、第二调节螺杆9分别与同步器底座2后端的第一条形块2-3、第二条形块2-4上的丝孔连接。结合图1、图2、图3、图4、图5所示，所述调节螺杆为两个，即第一调节螺杆8、第二调节螺杆9；第一调节螺杆8、第二调节螺杆9分别穿过第一螺杆座10、第二螺杆座11，活动连接于同步器底座2后端两侧的第一条形块2-3、第二条形块2-4的丝孔中。本实施例中，滑块14整体置于同步器底座2后端的底板2-1之上，第一调节螺杆9，第二调节螺杆10均可将滑块14向前推动和向后移动。结合图2、图4所示，所述盖板7下方中部设置有定位杆后座套12，所述盖板7与定位杆后座套12为一体，开模压制或者3D打印成型。本实施例中，所述强制同步器1固定连接在固定框架16下方中部的横杆上；横杆两端的滚珠丝杠17下端连接有第一带齿同步轮22、第二带齿同步轮23；齿带15套接安装在强制同步器1的第三带齿同步轮3，第一导向轮，第二导向轮上；再环绕套接固定框架16上第一带齿同步轮22，第二带齿同步轮23上。此时，强制同步器1联动滚珠丝杠17，带动热床20，处于可调节状态。本实用新型还提供一种强制同步器热床调平流程，包括以下步骤：一、调整第一步进电机一侧热床的水平1、将强制同步器1第一调节螺杆8向里旋转，滑块14在第一调节螺杆8的拉动下，做直线运动向内滑动，使得第一带齿同步轮22、第二带齿同步轮23、第三带齿同步轮3上的轮齿与齿带15的连接，处于松弛状态。此时，各带齿同步轮处于不同步状态。2、系统归零：通过控制系统将水平热床20沿Z轴方向向上调整，当感应器24接收到零位信号，热床就会停止运行，此时即为热床(水平工作台)的零位。也就是说，此时喷头21与热床20的垂直距离为0.05mm至0.1mm之间，相当于A4纸的厚度。3、将强制同步器1第一调节螺杆8向外旋转，第一调节螺杆8带动滑块14向内滑动，使得第一带齿同步轮22、第二带齿同步轮23、第三带齿同步轮3与齿带15接处于绷紧状态。此时，将A4纸置于喷头21与热床20之间，通过手动，旋转第一步进电机18一侧的滚珠丝杠17，使得热床沿Z轴方向向上移动，移动到A4纸夹在喷头21和热床20之间，A4纸可以抽动时稍有迟滞的感觉即可。至此，热床20与喷头21的垂直距离最佳。二、调整第二步进电机一侧热床的水平1、第一步进电机18一侧热床20的水平调整好后，将喷头21移至第二步进电机19一侧。2、将强制同步器1第二调节螺杆9向里旋转，滑块14在第二调节螺杆螺杆9的拉动下，做直线运动向内滑动，使得第一带齿同步轮22、第二带齿同步轮23、第三带齿同步轮3与齿带15的连接处于松弛状态。此时，各带齿同步轮重新处于不同步状态。3、将A4纸置于喷头21与热床20之间，通过手动，旋转第二步进电机19一侧的滚珠丝杠，使得热床20沿Z轴方向向上移动，移动到A4纸夹在喷头和热床之间，A4纸可以抽动时稍有迟滞的感觉即可。4、将强制同步器1第二调节螺杆9向外旋转，第二螺杆9带动滑块14向外滑动，使得第一带齿同步轮22、第二带齿同步轮23、第三带齿同步轮3与齿带15的连接处于绷紧状态。此时，齿带15的齿面与第一带齿同步轮22、第二带齿同步轮23、第三带齿同步轮3的齿面结合处完全嵌入咬合。至此，各带齿同步轮处于同步状态，即热床20处于调平状态。三、保持热床水平上述调节热床水平的过程就是一个强制调平的过程。调平后，由于第一带齿同步轮22、第二带齿同步轮23、第三带齿同步轮3的齿面与齿带15的齿面嵌入咬合较紧，两者相互作用，牵一发而动全身，只要一个步进电机稍有动作，其它的步进电机都会相应的做出反应。简言之，强制调平后，在强制同步器1的控制下，热床20永久处于调平状态，再也不用每次打印完断电后都需要重新调整热床20的水平；再也不受突然断电、操作失误、震动等外力干扰。以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型作任何限制。凡是根据实用新型技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、变更以及等效变化，均仍属于本实用新型技术方案的保护范围内。当前第1页1 2 3