3D打印机的制作方法

本发明涉及一种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 是一种以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，现阶段广泛应用于制造产品。

随着3D打印技术的日渐成熟，3D打印产业也成为了国家的重点扶持产业，在3D打 印技术中，3D打印机、耗材及3D模型数据是3D打印技术产业链上的三个重要组成部分。目前 3D打印机的应用中，3D打印机的操作比较复杂，需要专业的操作3D打印机的知识，对于普通 大众而言操作难度高，另一方面，对于普通的消费者而言，没有有效途径来获得优秀的3D设 计模型，从而严重制约了3D打印技术的应用、普及和发展。

技术实现要素：

本发明为了弥补现有技术的不足，提供了一种结构简单、使用方便的3D打印机。

本发明是通过如下技术方案实现的：

本发明的3D打印机，包括长方体形的机壳，其特征在于：机壳内部安装有三轴联动机构，三轴联动机构上安装有打印头；三轴联动机构即相互连接的左右方向的X轴移动机构、上下方向的Y轴移动机构、前后方向的Z轴移动机构；机壳内部或外部安装有耗材架，耗材架上放置有料丝卷；机壳内部设有用于放置所打印的工件的托板，托板连接Y轴移动机构，根据工件打印高度由Y轴移动机构调节托板的高度。

耗材架包括固定在机壳上的两个支撑座，支撑座上有U形槽，有一根支撑杆放置在两个支撑座的U形槽内，一个或多个料丝卷通过中间孔串在支撑杆上。

当耗材架位于机壳外部时，机壳顶部设有供料丝深入机壳内部的孔。

Z轴移动机构安装在机壳内侧，它包括安装在机壳内左右两侧的两套同步带机构，该同步带机构包括同步带和安装在同步带前后两端的齿轮，其中左右两侧的同步带机构的主动齿轮通过一根转轴同步连接在一起，该转轴连接Z轴电机 ，Z轴电机安装在机壳内侧。

Z轴移动机构还包括安装在机壳内左右两侧的Z轴支撑导轨，Z轴支撑导轨靠近同步带。

X轴移动机构安装在Z轴移动机构上，X轴移动机构采用同步带机构，该同步带机构包括同步带和安装在同步带左右两端的齿轮，以及支撑所述齿轮的X轴支架，其中主动齿轮连接X轴电机 ，X轴电机安装在X轴支架上，X轴支架两端连接Z轴移动机构的同步带，并且X轴支架沿Z轴支撑导轨运行；X轴支架上设有X轴导轨；X轴移动机构的同步带连接所述的打印头，打印头沿X轴导轨运行。

Y轴移动机构安装在机壳内侧；Y轴移动机构采用丝杠螺母副，丝杠可转动的安装在机壳内，丝杠连接Y轴电机，螺母套在丝杠上，螺母与托板固定，机壳内还固定有与丝杠平行的Y轴导轨，托板上的导轨孔套在Y轴导轨上。

打印头内从上到下依次设有送丝装置、可熔化打印耗材的电加热熔化装置、可输出熔融耗材的喷头；送丝装置包括一对相互啮合的夹丝齿轮，夹丝齿轮的轮面上设有横纹，2个夹丝齿轮由电机经传动装置来驱动（传动装置包括一对相互啮合的传动齿轮，其中一个传动齿轮连接电机，2个传动齿轮的输出端连接2个夹丝齿轮）；料丝送至2个夹丝齿轮之间并由二者夹着料丝进行送料，料丝经电加热熔化装置熔化后进入喷头实现输出。

机壳的底座内安装有控制装置，控制装置所连接的控制面板安装在机壳外侧；机壳包括金属框架和安装在金属框架上的可视挡板，可视挡板采用透明玻璃或透明塑料制成。

机壳顶部为铰接的盖板，盖板与机壳的框架之间连接有气压支撑杆。

控制装置内插入载有待打印物体模型数据的存储卡，控制装置读取存储卡内的模型数据后控制三轴联动机构和喷头实现3D打印。

本发明的有益效果是，结构简单，使用方便，占用空间小，打印头能够在前后、左右的任意方位移动，托板能够上下移动，初打印时托板在最高点，随着打印物体的逐渐增高托板逐渐下移，能够打印多种形状尺寸的物体，打印头移动速度快、打印效率高，产品精度高、合格率高，节省原材料，安全性高，便于推广使用。

附图说明

图1为本发明的左视图示意图。图2为本发明的俯视图示意图。图3为送丝装置示意图。

图中：1机壳，2打印头，3 Z轴支撑导轨，4料丝卷，5托板，6支撑座，7 U形槽，8支撑杆，9气压支撑杆，10孔，11同步带，12齿轮，13转轴，14 Z轴电机，15同步带，16齿轮，17丝杠，18 X轴电机，19 X轴导轨，20 Y轴电机， 21 Y轴导轨，22螺母，23送丝装置，24电加热熔化装置，25喷头，26控制装置，27控制面板，28盖板，29料丝。30夹丝齿轮，31电机，32传动齿轮,33行走轮。

具体实施方式

附图为本发明的一种具体实施例。

本发明的3D打印机，包括长方体形的机壳1，机壳内部安装有三轴联动机构，三轴联动机构上安装有打印头2；三轴联动机构即相互连接的左右方向的X轴移动机构、上下方向的Y轴移动机构、前后方向的Z轴移动机构；机壳内部或外部安装有耗材架，耗材架上放置有料丝卷4；机壳内部设有用于放置所打印的工件的托板5，托板连接Y轴移动机构，根据工件打印高度由Y轴移动机构调节托板的高度。

耗材架包括固定在机壳上的两个支撑座6，支撑座上有U形槽7，有一根支撑杆8放置在两个支撑座的U形槽内，一个或多个料丝卷4通过中间孔串在支撑杆上。

当耗材架位于机壳外部时，机壳顶部设有供料丝29深入机壳内部的孔10。

Z轴移动机构安装在机壳内侧，它包括安装在机壳内左右两侧的两套同步带机构，该同步带机构包括同步带11和安装在同步带前后两端的齿轮12，其中左右两侧的同步带机构的主动齿轮通过一根转轴13同步连接在一起，该转轴连接Z轴电机14 ，Z轴电机安装在机壳内侧。

Z轴移动机构还包括安装在机壳内左右两侧的Z轴支撑导轨3，Z轴支撑导轨靠近同步带。

X轴移动机构安装在Z轴移动机构上，X轴移动机构采用同步带机构，该同步带机构包括同步带15和安装在同步带左右两端的齿轮16，以及支撑所述齿轮的X轴支架，其中主动齿轮连接X轴电机18 ，X轴电机安装在X轴支架上，X轴支架两端连接Z轴移动机构的同步带，并且X轴支架沿Z轴支撑导轨运行；X轴支架上设有X轴导轨19；X轴移动机构的同步带连接所述的打印头2，打印头沿X轴导轨运行。

Y轴移动机构安装在机壳内侧；Y轴移动机构采用丝杠螺母副，丝杠17可转动的安装在机壳内，丝杠连接Y轴电机20，螺母22套在丝杠上，螺母与托板固定，机壳内还固定有与丝杠平行的Y轴导轨21，托板上的导轨孔套在Y轴导轨上。

打印头内从上到下依次设有送丝装置23、可熔化打印耗材的电加热熔化装置24、可输出熔融耗材的喷头25；送丝装置包括一对相互啮合的夹丝齿轮30，夹丝齿轮的轮面上设有横纹，2个夹丝齿轮由电机31经传动装置来驱动（传动装置包括一对相互啮合的传动齿轮32，其中一个传动齿轮连接电机，2个传动齿轮的输出端连接2个夹丝齿轮30）；料丝送至2个夹丝齿轮之间并由二者夹着料丝进行送料，料丝经电加热熔化装置熔化后进入喷头实现输出。

机壳的底座内安装有控制装置26，控制装置所连接的控制面板27安装在机壳外侧；机壳包括金属框架和安装在金属框架上的可视挡板，可视挡板采用透明玻璃或透明塑料制成。

机壳顶部为铰接的盖板28，盖板与机壳的框架之间连接有气压支撑杆9；机壳底部设有行走轮33。

控制装置内插入载有待打印物体模型数据的存储卡，控制装置读取存储卡内的模型数据后控制三轴联动机构和喷头实现3D打印。