一种3D打印设备的制作方法

本实用新型涉及3D打印配套器材技术领域，特别涉及一种3D打印设备。

背景技术：

随着3D打印技术的不断发展，其在各个领域中的应用也越来越广泛。但是传统的三轴打印机和并联臂式打印机质量较大，结构复杂，组件运行效率低下，导致设备整体工作效率较差，给相关的生产加工作业造成不利影响。

因此，如何提供一种结构简单且运行高效的3D打印设备是本领域技术人员目前需要解决的重要技术问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种3D打印设备，该3D打印设备的结构简单可靠，且其工作运行效率较高。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种3D打印设备，包括机架和电控系统，所述机架包括分别沿水平方向设置并沿竖直方向自上而下对位配合的顶架和底架，所述顶架与所述底架之间设置有支撑装置，所述支撑装置上可移动地设置有打印头，所述机架上还设置有与所述打印头相配合的供料组件和成型配套组件；

所述机架上设置有四个控制组件，其中任意两个所述控制组件位于所述顶架上，其余两个所述控制组件位于所述底架上，且其中任意两个所述控制组件在水平面上的投影位于所述打印头在同一水平面上的投影的左右两侧，另外两个所述控制组件在同一水平面上的投影位于所述打印头在该水平面上的投影的前后两侧；

所述控制组件包括步进带轮以及驱动所述步进带轮定轴转动的步进电机，所述步进带轮上可缠绕地设置有与所述打印头相连接的柔索。

优选地，所述支撑装置包括四根沿竖直方向延伸并平行设置于所述顶架与所述底架之间的导柱，相邻两导柱间连接有沿水平方向延伸的端导杆，所述端导杆为两个，且两所述端导杆分别位于所述打印头的两侧，所述端导杆的两端分别可沿竖直方向移动地套装于相应的导柱上；

两所述端导杆之间连接有沿水平方向延伸的主导杆，所述主导杆的延伸方向与所述端导杆的延伸方向垂直，且所述主导杆的两端分别可沿所述端导杆的延伸方向移动地套设于相应的端导杆上，所述打印头可移动地设置于所述主导杆上。

优选地，所述主导杆上可沿所述主导杆的延伸方向移动地设置有连接座，所述打印头固定于所述连接座上。

优选地，所述端导杆与所述导柱的连接处、所述主导杆与所述端导杆的连接处以及所述连接座与所述主导杆的连接处均设置有运动轴承。

优选地，所述控制组件还包括固定于所述机架上并与所述柔索适配的定滑轮。

优选地，所述供料组件包括设置于所述打印头上方的挤出机以及与所述挤出机配合的料盘。

优选地，所述顶架上设置有挤出机安装座，所述挤出机具体设置于所述挤出机安装座上。

优选地，所述成型配套组件包括散热装置以及设置于所述底架中部的托盘。

优选地，所述散热装置为设置于所述底架一侧的散热风扇。

优选地，所述柔索为工程塑料制件或柔性金属制件。

相对上述背景技术，本实用新型所提供的3D打印设备，其操作使用过程中，利用电控系统控制各组件协同作业，通过各柔索间的协同配合，利用步进电机带动步进带轮正转或反转，以实现不同柔索的收卷或放卷，从而带动打印头移动，以实现对打印头工作位置的调整，进而实现3D打印过程中的成型作业。所述3D打印设备通过各柔索与打印头间的联动配合实现打印过程中的打印头位置调整，从而有效简化了3D打印设备的整体组件结构，并提高了其整体结构强度及其组件运行效率，同时使其整体运行可靠性和工作效率得以相应提高。

在本实用新型的另一优选方案中，所述支撑装置包括四根沿竖直方向延伸并平行设置于所述顶架与所述底架之间的导柱，相邻两导柱间连接有沿水平方向延伸的端导杆，所述端导杆为两个，且两所述端导杆分别位于所述打印头的两侧，所述端导杆的两端分别可沿竖直方向移动地套装于相应的导柱上；两所述端导杆之间连接有沿水平方向延伸的主导杆，所述主导杆的延伸方向与所述端导杆的延伸方向垂直，且所述主导杆的两端分别可沿所述端导杆的延伸方向移动地套设于相应的端导杆上，所述打印头可移动地设置于所述主导杆上。设备运行过程中，通过各导柱保证各端导杆的竖直移动精度和稳定性，避免移动过程中发生松动或错位，同时通过各端导杆保证主导杆的水平移动精度和稳定性，并通过主导杆保证打印头的直接移动精度和稳定性，从而使上述各组件协同配合以保证打印头在柔索的牵引联动控制下能够快速准确地移动至相应位置，以便实施相应的3D打印成型作业，进而使所述3D打印设备的整体工作效率得以进一步提高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一种具体实施方式所提供的3D打印设备的立体结构示意图；

图2为图1的结构正视图；

图3为图1的结构俯视图。

其中，11-机架、111-顶架、112-底架、121-导柱、122-端导杆、123-主导杆、124-运动轴承、13-打印头、131-连接座、141-挤出机安装座、142-料盘架、151-散热装置、152-托盘、161-步进带轮、162-步进电机、163-定滑轮。

具体实施方式

本实用新型的核心是提供一种3D打印设备，该3D打印设备的结构简单可靠，且其工作运行效率较高。

为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型方案，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步的详细说明。

请参考图1至图3，图1为本实用新型一种具体实施方式所提供的3D打印设备的立体结构示意图；图2为图1的结构正视图；图3为图1的结构俯视图。

在具体实施方式中，本实用新型所提供的3D打印设备，包括机架11和电控系统(图中未示出)，机架11包括分别沿水平方向设置并沿竖直方向自上而下对位配合的顶架111和底架112，顶架111与底架112之间设置有支撑装置，支撑装置上可移动地设置有打印头13，机架11上还设置有与打印头13相配合的供料组件和成型配套组件；机架11上设置有四个控制组件，其中任意两个控制组件位于顶架111上，其余两个控制组件位于底架112上，且其中任意两个控制组件在水平面上的投影位于打印头13在同一水平面上的投影的左右两侧，另外两个控制组件在同一水平面上的投影位于打印头13在该水平面上的投影的前后两侧；控制组件包括步进带轮161以及驱动步进带轮161定轴转动的步进电机162，步进带轮161上可缠绕地设置有与打印头13相连接的柔索(图中未示出)。

操作使用过程中，利用电控系统控制各组件协同作业，通过各柔索间的协同配合，利用步进电机162带动步进带轮161正转或反转，以实现不同柔索的收卷或放卷，从而带动打印头13移动，以实现对打印头13工作位置的调整，进而实现3D打印过程中的成型作业。所述3D打印设备通过各柔索与打印头13间的联动配合实现打印过程中的打印头13位置调整，从而有效简化了3D打印设备的整体组件结构，并提高了其整体结构强度及其组件运行效率，同时使其整体运行可靠性和工作效率得以相应提高。

需要特别说明的是，在实际装配过程中，设打印头13相对于机架11具有上、下、左、右、前、后六个方位，则上述控制组件可以为如图1的上左、上右、下前、下后的配合位置，也可以为其他的配合位置，但原则上应能够保证前、后、左、右四个基础方位均有一个控制组件对该方位上的柔索进行控制，并保证上述四个方位上的控制组件两两一组分别设置于上和下这两个方位以形成组合方位，从而对柔索进行多方位控制，进而保证各组件在此基础上协同配合，以实现打印头13的全域移动，从而满足不同工作位置的操作需要。

进一步地，支撑装置包括四根沿竖直方向延伸并平行设置于顶架111与底架112之间的导柱121，相邻两导柱121间连接有沿水平方向延伸的端导杆122，端导杆122为两个，且两端导杆122分别位于打印头13的两侧，端导杆122的两端分别可沿竖直方向移动地套装于相应的导柱121上；两端导杆122之间连接有沿水平方向延伸的主导杆123，主导杆123的延伸方向与端导杆122的延伸方向垂直，且主导杆123的两端分别可沿端导杆122的延伸方向移动地套设于相应的端导杆122上，打印头13可移动地设置于主导杆123上。设备运行过程中，通过各导柱121保证各端导杆122的竖直移动精度和稳定性，避免移动过程中发生松动或错位，同时通过各端导杆122保证主导杆123的水平移动精度和稳定性，并通过主导杆123保证打印头13的直接移动精度和稳定性，从而使上述各组件协同配合以保证打印头13在柔索的牵引联动控制下能够快速准确地移动至相应位置，以便实施相应的3D打印成型作业，进而使3D打印设备的整体工作效率得以进一步提高。

需要指出的是，如图2所示的视角下，主导杆123是沿垂直于纸面的方向延伸的，图2中位于机架11中部并处于横向设置状态的杆件为端导杆122。

具体地，主导杆123上可沿主导杆123的延伸方向移动地设置有连接座131，打印头13固定于连接座131上。该连接座131能够有效保证打印头13与主导杆123间的装配可靠性和相对移动效率，并避免因打印头13主体结构与主导杆123直接装配而对打印头13的正常运行造成不利影响。

更具体地，端导杆122与导柱121的连接处、主导杆123与端导杆122的连接处以及连接座131与主导杆123的连接处均设置有运动轴承124。各运动轴承124能够有效保证上述各适配件间可相对移动的连接处的相对移动效率，降低相关配合件间的运动阻力，提高其运动效率和可靠性，从而使所述3D打印设备的整体运行效率得以相应提高。

此外，控制组件还包括固定于机架11上并与柔索适配的定滑轮163。该定滑轮163能够对柔索的收放卷速度进行合理控制，并对柔索的收放卷方向进行可靠限位，从而有效保证柔索的运行效率和操作精度，以使打印头13的移动效率及其移动精度相应提高，并使所述3D打印设备的整体工作效率和产品质量得以进一步提高。

另一方面，供料组件包括设置于打印头13上方的挤出机以及与挤出机配合的料盘，机架11上设置有与料盘适配的料盘架142。设备运行过程中，原料集中堆放于料盘上，之后将原料由料盘送入挤出机，并由挤出机挤出后供给至打印头13以实施3D打印，料盘架142能够为料盘及料盘上的原料提供充分可靠的结构支撑，以保证原材料供给效率和设备运行稳定性。

进一步地，顶架111上设置有挤出机安装座141，挤出机具体设置于挤出机安装座141上。该挤出机安装座141能够有效保证挤出机与顶架111间的装配强度，并避免因挤出机主体结构与顶架111直接装配而对挤出机的正常运行造成不利影响。

另外，成型配套组件包括散热装置151以及设置于底架112中部的托盘152。打印头13将3D打印产品直接定位成型于托盘152上，该托盘152能够为成型产品提供足够的结构支撑，以优化产品成型效果和加工质量；此外，在设备运行过程中，由散热装置151及时对电控系统实施降温散热处理，以保证电控系统的电路板等主要部件的工作温度处于合理范围内，避免温度过高导致电控系统工作异常或失控等问题，保证所述3D打印设备的高效稳定作业和部件控制精度。

更具体地，散热装置151为设置于底架112一侧的散热风扇。该散热风扇的工作效率较高，且与底架112处的结构集成效果较好，能够进一步优化底架112部分的组件装配结构，保证相关组件的工作效率和配合效果。

此外，柔索为工程塑料制件或柔性金属制件。具体到实际应用中，柔索优选为柔性金属制件，以保证设备实际运行过程中对结构强度和控制精度的要求，但工作人员也可以根据实际工况需要灵活选择柔索的材质，原则上，只要是能够满足所述3D打印设备的实际使用需要均可。

综上可知，本实用新型中提供的3D打印设备，其操作使用过程中，通过各柔索间的协同配合，利用步进电机带动步进带轮正转或反转，以实现不同柔索的收卷或放卷，从而带动打印头移动，以实现对打印头工作位置的调整，进而实现3D打印过程中的成型作业。所述3D打印设备通过各柔索与打印头间的联动配合实现打印过程中的打印头位置调整，从而有效简化了3D打印设备的整体组件结构，并提高了其整体结构强度及其组件运行效率，同时使其整体运行可靠性和工作效率得以相应提高。

以上对本实用新型所提供的3D打印设备进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以对本实用新型进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本实用新型权利要求的保护范围内。