改进型3D打印机的制作方法

本实用新型涉及3D打印自动化装置，属于机械与控制领域，具体为一种平台可倾斜式3D打印机。

背景技术：

3D打印是根据所设计的3D模型，通过3D打印设备逐层增加材料来制造三维产品的技术。3D打印综合了数字建模技术、机电控制技术、信息技术、材料科学与化学等诸多领域的前沿技术，是快速成型技术的一种。3D打印已经成为一种潮流，并开始广泛应用在设计领域，尤其是工业设计，数码产品开模等。

而目前应用最为广泛的3D打印技术是FDM(中文全称为“熔融沉积成型”)，与其他3D打印技术相比，FDM技术不涉及激光、高温、高压等危险环节，同时其体积也较小，是成本相对较低的3D打印技术，当下FDM也已经广泛地应用于制造行业。

但同时存在的缺点包括成型时间较长、效率不高、精度低、支撑材料多等。首先，因为重力原因，FDM在打印时需要同时打印出支撑材料，令整个打印过程材料用量多，打印时间长效率不高，且去除支撑架麻烦，人力耗费大；其次，因为产品和底盘粘结的原因，打印出的产品在卸模时，对卸模人员有一定的技术要求，否则会造成产品的缺陷，资源的浪费；再者，普通打印方式的送丝机构需采用人工方式，且更换物料时间频繁，不利于生产；最后，目前3D打印是打一个产一个的方式，打印出的产品好坏判断等都依靠人力，在使用上无法使用自动化的生产。总体来说，目前的3D打印需手动操作，耗费材料，操作麻烦，人力成本高，因此迫切需要通过开发出一个可以解决减少支撑架的打印，易于卸模，自动换料的自动化无人值守的FDM式3D打印机。

技术实现要素：

本实用新型的一个目的在于解决现有技术的不足，本实用新型提供了一种可倾斜式平台自动化3D打印机，本实用新型解决了现有3D打印机在打印产品时，产品支撑架过多、产品卸料困难、料卷更换麻烦、无法实时监控产品打印情况这四方面的不足。

一种改进型3D打印机，包括：机架、三自由度平台结构、送丝机构、卸料结构、以及三机位摄像机监控结构；

进一步地，所述三自由度平台结构安装在机架内下方，包括工作平台、基座、三个电动缸，所述基座固定在打印机底部,所述基座上环向均匀分布所述三个电动缸,电动缸底部与基座通过万向铰链固定,顶部与工作平台通过万向铰链固定；

进一步地，所述送丝机构包括传送旋转盘、支架、辊轮、滚轮支撑架、送丝驱动电机和料卷；支架与机架连接一起；支架包括支撑杆与通过支撑杆支撑的盘架，盘架的中心与外周均形成有相对盘架伸出的有伸出杆，传送旋转盘套在支架的中心伸出杆上；料卷分别套在支架的周边伸出杆上；传送盘转动带动料卷进行旋转，辊轮支撑架通过支架固定在料卷的周侧，辊轮安装在辊轮支撑架内，导管的一端安装至辊轮支撑架上；

进一步地，所述三机位摄像机监控结构包括摄像头、相机架、紧定螺钉；所述摄像头通过紧定螺钉固定在相机架子上，相机架固定在机架上。

进一步地，所述卸料结构通过一安装架安装在机架内的上方，朝向所述三自由度平台结构，卸料结构包括喷头、磁力块，以及相邻喷头处设置的一个挂钩；所述磁力块放在永久磁力贴的上面，磁力块外周设置拉环。

进一步地，所述机架包括底座及设置在底座上的三立柱，三个立柱顶端通过连接杆两两相连，整个机架呈一个三棱架。

进一步地，所述三自由度平台结构包括固接板，三个固接板在基座表面上沿环向分布，所述电动缸底部与设置在固接板上的万向铰链固接。

进一步地，所述送丝机构包括重力传感器，所述重力传感器设置在支架下方，用于检测料卷的重量，一旦感应到料卷用光时，发出信号传输到送丝驱动电机。本实用新型的有益效果是：

(1)本自动化3D打印机的三自由度平台结构，既方便在打印过程中减少支撑架的产生，又可以更方便地对产品进行卸料，保证产品的完好度。

(2)本自动化3D打印机添加了三机位摄像机监控结构，在打印产品时，可对产品进行实时的监控，以保证产品的顺利打印，并能实时了解到产品所打印的过程和打印的节奏。

(3)本自动化3D打印机的送料结构，方便料卷在用完之后继续递料，实现3D 打印机的自动化生产，在无人监控的环境下也可以自行继续打印。

附图说明

图1为本实用新型可倾斜式平台3D打印机的整体外观图；

图2为本实用新型可倾斜式平台3D打印机的三自由度平台结构图；

图3为本实用新型可倾斜式平台3D打印机的三机位摄像机监控结构图；

图4为本实用新型可倾斜式平台3D打印机的卸料结构图；

图5为本实用新型可倾斜式平台3D打印机的送丝机构主视图；

图6为本实用新型可倾斜式平台3D打印机的送丝机构左视图；

图7为本实用新型可倾斜式平台3D打印机的送丝机构辊轮局部放大图。

图中：1.基座，2.固接板，4.电动缸，5.工作台，6.万向节，7.控制器，8.立柱，9. 紧定螺钉，10.摄像头，11.相机架，12.磁力块，13永久磁力贴，14.挂钩，15.喷头，16.拉环，17.支架，18.料卷，19.辊轮支撑架，20.导管，21.重力传感器，22.电机，23.传送旋转盘，24.辊轮，25.打印机支撑架，26.三自由度平台，27.三机位摄像机监控结构，28.卸料结构，29.送丝机构。

具体实施方式

为详细说明本实用新型的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

请参阅图1，可倾斜式平台自动化3D打印机，包括：机架25、安装在机架上的三自由度平台结构26、送丝机构29、卸料结构28、以及三机位摄像机监控结构27。机架25包括底座及设置在底座上的三立柱8，三个立柱8顶端通过连接杆两两相连，整个机架呈一个三棱架。

请参阅图2，三自由度平台结构26安装在机架内下方，包括工作平台5、基座1、三个电动缸4、控制器7以及固接板2，所述基座1固定在打印机机架内底部,基座1表面上沿环向均匀分布了三个固接板2，每个固接板2上设置有电动缸4,电动缸4底部与设置在固接板2上的万向铰链固接,其顶部与固接在工作平台5底面的万向铰链固接，控制器7电性连接电动缸4，用以驱动各电动缸 4动作。

请参阅图5-7，所述送丝机构29包括传送旋转盘23、支架17、辊轮24、滚轮支撑架19、重力传感器21、送丝驱动电机22和料卷18；支架17与机架连接一起；支架17包括支撑杆与通过支撑杆支撑的盘架，盘架的中心与外周均形成有相对盘架伸出的有伸出杆，传送旋转盘23套在支架17的中心伸出杆上；料卷18分别套在支架17的周边伸出杆上；传送盘23转动带动料卷18进行旋转。辊轮支撑架19通过支架17固定在料卷18的周侧，辊轮24安装在辊轮支撑架19内，导管20的一端安装至辊轮支撑架19上。所述重力传感器21设置在支架17下方，用于检测料卷的重量，一旦感应到料卷18用光时，发出信号传输到送丝驱动电机22。送丝驱动电机22驱动传送旋转盘23做旋转运动，每次旋转角度为120度，传送旋转盘23旋转120度，转动到辊轮支撑架19时，辊轮24转动将丝料卷进导管20，丝料通过导管20进入两个辊轮24之间，以备喷头15使用。

请参阅图3，所述三机位摄像机监控结构27包括摄像头10、相机架11、紧定螺钉9；摄像头10通过紧定螺钉9固定在相机架11上，相机架11固定在打印机机架的立柱8上。

请参阅图4，所述卸料结构28通过一安装架安装在机架内的上方，朝向所述三自由度平台结构26，卸料结构28包括喷头15、磁力块12，以及相邻喷头 15处设置的一个挂钩14；所述磁力块12放在永久磁力贴13的上面。

所述打印机打印产品时，首先，将所需打印产品的数据远程传输到3D打印机，3D打印机开始工作，在所述三自由度平台结构中，通过驱动伺服电机改变电动缸4缸长，以实现工作平台的三个自由度的运动，即笛卡尔坐标系内的一个平移运动和绕二个坐标轴的转动。所述伺服电机由控制器7完成协调和指挥。

摄像机监控结构摄像头10对产品进行实时的监控，以保证产品的顺利打印，并能实时了解到产品所打印的过程和打印的节奏。在所述卸料结构中，磁力块 12放在永久磁力贴13的上面，永久磁力贴13不需取下，对磁力块12外周设置拉环16，打印完成时，三自由度平台倾斜至一个固定角度，喷头15处的挂钩 14钩住磁力块12上的拉环16进行卸料处理。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。