一种用于流体材料的3d打印机的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及工业机器人及自动化技术，具体涉及用于流体材料的3D打印机。
【背景技术】
[0002]宾汉流体是指剪切应力与剪切速率呈线性关系，但只有当剪应力大于屈服剪应力时才开始流动，流体在静止时存在凝胶结构。正因为这个性能，使得宾汉流体可作为一类3D打印材料，通过定向挤出的方式，实现三维堆积成型。成型后的模型在经过相应的后处理工艺处理后，得到具有使用价值的三维器件，如陶瓷、复合材料、弹性体制件。常见的宾汉流体包括:硅酮胶、陶瓷浆料、触变性树脂等。
[0003]现阶段，针对宾汉流体的3D打印，打印头主要是利用压缩空气为驱动力，通过点胶机或点胶阀的方式，在直角坐标机构的运动下，实现流体的挤出堆积成型。以压缩空气为驱动力，需配备压缩机等附件，增加了制造成本及占地面积，因此限制了打印机的使用场合。此外，直角坐标结构3D打印机，因打印空间直接受到X、Y、Z方向导轨长度限制，打印机的尺寸要大过制品尺寸很多，增加了打印机的占地面积。
【发明内容】
[0004]本发明针对现有技术的不足，提出一种结构简单，操作方便，运动范围大，能够快速、精准的实现流体材料三维成形的用于流体材料的3D打印机，具体技术方案如下:
[0005]—种用于流体材料的3D打印机，包括上基座(I)和下基座(2)，在所述上基座(I)和下基座(2)间设置至少三个直线导轨(3)和同步带运动机构(4)，且该同步带运动机构
(4)与所述直线导轨(3) 对应；
[0006]在每个所述直线导轨(3)上均设置有轴承滑块机构(5)，该轴承滑块机构(5)与对应的同步带运动机构(4)中的同步带固定连接；
[0007]每个所述轴承滑块机构(5)的内侧均铰连有拉杆(6)，该拉杆(6)的另一端铰连有动平台(7)，在该动平台(7)上设置有打印头(8)。
[0008]本发明是这样实现的:为同步带运动机构(4)和打印头(8)接上控制器，根据控制器的打印指令，通过控制同步带运动机构(4)实现对轴承滑块机构(5)的上下运动进行控制，同时控制器根据控制指令，控制打印头(8)出料，实现对流体材料的3D成形。
[0009]为更好的实现本发明，可进一步为:
[0010]所述打印头(8)包括料筒夹具(9)，该料筒夹具(9)穿设在所述动平台(7)上，在该料筒夹具(9)上轴向活动连接有活塞杆(11)，该活塞杆(11)的下端设有活塞，上端横向设有连接件(12);在所述料筒夹具(9)的侧边设有驱动电机(13)，该驱动电机(13)输出轴为丝杆，该驱动电机(13)输出轴穿过所述连接件(12)的尾端，对连接件(12)进行拉动。使用中，将装有流体材料的料筒安装在料筒夹具(9)的下端，通过控制驱动电机(13)的转动，在输出丝杆的作用下，带动活塞杆(11)向下运动，通过活塞对流体材料桶的挤压实现对流体材料出料的控制。
[0011]在所述料筒夹具(9)的下端设有料筒连接盘(10)，在该料筒连接盘(10)上可拆卸连接有料筒(14)，连接盘(10)的设置可方便料筒(14)的安装，使其操作更加便捷，密封性能更好。
[0012]所述料筒(14)为圆筒形，在该料筒(14)的上端设置有法兰盘，下端设有出料针，结构简单，实现工艺简单。
[0013]所述直线导轨(3)为三个，且任意两个所述直线导轨(3)间的距离相等，结构匀称，方便精准控制。
[0014]所述直线导轨(3)由两根直线导轨成，所述同步带运动机构(4)由上同步带轮、下同步带轮、同步带和转动电机组成，其中所述上同步带轮和下同步带轮分别设置在所述上基座(I)和下基座(2)中，且所述上同步带轮和下同步带轮均位于两根所述支撑轴间，所述同步带套设在所述上同步带轮和下同步带轮上，所述转动电机的输出轴与所述上同步带轮，或者下同步带轮连接。
[0015]本发明的有益效果为:本发明提出利用活塞杆挤出打印头以及轴承滑块机构与拉杆的的配合，实现宾汉流体的3D打印，其中轴承滑块机构与拉杆的配合能够完成X、Y、Z三个方向上的运动，能够利用的工作空间大，三个自由度运动能够耦合运动完成；采用活塞杆挤出打印头可方便实现材料的更换，同时实现对打印参数如速度、启停的控制；通过两者结合制备的3D打印机，具有大工作空间、大视窗、占地面积小、成本低、功耗小等优势；整体结构简单，实现容易，制造成本低廉，便于流体3D打印技术的大范围推广。
【附图说明】
[0016]图1为本发明的机构示意图；
[0017]图2为本发明中打印头的机构示意图。
【具体实施方式】
[0018]下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0019]如图1所示:一种用于流体材料的3D打印机，包括上基座I和下基座2，在所述上基座I和下基座2间设置三个直线导轨3和同步带运动机构4，且该同步带运动机构4与所述直线导轨3—一对应，其中三个直线导轨3中任意两个直线导轨3间的距离相等，在上基座I和下基座2上呈等边三角形分布，每个直线导轨3由两根直线导轨成，在每个直线导轨3上均设置有轴承滑块机构5 ;
[0020]所述同步带运动机构4由上同步带轮、下同步带轮、同步带和转动电机组成，其中所述上同步带轮和下同步带轮分别设置在所述上基座I和下基座2中，且所述上同步带轮和下同步带轮均位于两根所述支撑轴间，所述同步带套设在所述上同步带轮和下同步带轮上，所述转动电机的输出轴与下同步带轮连接，将轴承滑块机构5的外侧与同步带固定连接，每个所述轴承滑块机构5的内侧均铰连有拉杆6，该拉杆6的另一端铰连有动平台7，在该动平台7上设置有打印头8;
[0021]如图2所示:所述打印头8包括料筒夹具9，该料筒夹具9穿设在所述动平台7上，在该料筒夹具9上轴向活动连接有活塞杆11，该活塞杆11的下端设有活塞，上端横向设有连接件12 ;在所述料筒夹具9的侧边设有驱动电机13，该驱动电机13输出轴为丝杆，该驱动电机13输出轴穿过所述连接件12的尾端，通过螺杆螺纹的配合，实现对连接件12拉动；
[0022]在所述料筒夹具9的下端设有料筒连接盘10，在该料筒连接盘(10)上通过法兰盘连接有圆筒形的料筒14，该料筒14的下端设有出料针，在活塞杆11向下移动过程中，在活塞的挤压作用下，将料筒中的流体材料从出料针中挤出。
【主权项】
1.一种用于流体材料的3D打印机，其特征在于:包括上基座(I)和下基座(2)，在所述上基座(I)和下基座(2)间设置至少三个直线导轨(3)和同步带运动机构(4)，且该同步带运动机构(4)与所述直线导轨(3) 对应； 在每个所述直线导轨(3)上均设置有轴承滑块机构(5)，该轴承滑块机构(5)与对应的同步带运动机构(4)中的同步带固定连接； 每个所述轴承滑块机构(5)的内侧均铰连有拉杆￠)，该拉杆(6)的另一端铰连有动平台(7)，在该动平台(7)上设置有打印头(8)。2.根据权利要求1所述用于流体材料的3D打印机，其特征在于:所述打印头(8)包括料筒夹具(9)，该料筒夹具(9)固定在所述动平台(7)上，在该料筒夹具(9)上轴向活动连接有活塞杆(11)，该活塞杆(11)的下端设有橡胶活塞，上端横向设有连接件(12);在所述料筒夹具(9)的侧边设有驱动电机(13)，该驱动电机(13)输出轴为丝杆，该驱动电机(13)输出轴穿过所述连接件(12)的尾端，对连接件(12)通过丝杆螺母进行拉动。3.根据权利要求2所述用于流体材料的3D打印机，其特征在于:在所述料筒夹具(9)的下端设有料筒连接盘(10)，在该料筒连接盘(10)上可拆卸连接有料筒(14)。4.根据权利要求3所述用于流体材料的3D打印机，其特征在于:所述料筒(14)为圆筒形，在该料筒(14)的上端设置有法兰盘，下端设有出料针。5.根据权利要求1所述用于流体材料的3D打印机，其特征在于:所述直线导轨(3)为三个，且任意两个所述直线导轨(3)间的距离相等。6.根据权利要求1所述用于流体材料的3D打印机，其特征在于:所述直线导轨(3)由两根直线导轨成，所述同步带运动机构(4)由上同步带轮、下同步带轮、同步带和转动电机组成，其中所述上同步带轮和下同步带轮分别设置在所述上基座(I)和下基座(2)中，且所述上同步带轮和下同步带轮均位于两根所述支撑轴间，所述同步带套设在所述上同步带轮和下同步带轮上，所述转动电机的输出轴与所述上同步带轮，或者下同步带轮连接。
【专利摘要】一种用于流体材料的3D打印机，包括上基座和下基座，在所述上基座和下基座间设置至少三个直线导轨和同步带运动机构，且该同步带运动机构与所述直线导轨一一对应；在每个所述直线导轨上均设置有轴承滑块机构，该轴承滑块机构与对应的同步带运动机构中的同步带固定连接；每个所述轴承滑块机构的内侧均铰连有拉杆，该拉杆的另一端铰连有动平台，在该动平台上设置有打印头。本发明提出利用活塞杆挤出打印头以及轴承滑块机构与拉杆的配合，实现宾汉流体的3D打印，具有大工作空间、大视窗、占地面积小、成本低、功耗小等优势；整体结构简单，实现容易，制造成本低廉，便于流体3D打印技术的大范围推广。
【IPC分类】B29C67/00, B33Y30/00
【公开号】CN105150538
【申请号】CN201510617752
【发明人】曹良成, 孙小勇, 郑彬, 高鹏
【申请人】重庆塞拉雷利科技有限公司
【公开日】2015年12月16日
【申请日】2015年9月22日