一种打印流畅的3d打印机的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种打印流畅的3D打印机，包括材料盘、送丝管、横梁、加热装置、打印喷头、打印驱动机构、打印平台底座和设置在打印平台两侧的支撑单元，所述支撑单元设置在底座的上方，所述横梁架设在支撑单元的顶端，所述材料盘设置在横梁上，该打印流畅的3D打印机通过升降驱动单元使第一活塞高度改变，带动第二活塞升降，由于第二液管的横向截面积大于第一液管的横向截面积，从而实现打印平台高度的精确调节，不仅如此，利用搅拌机构的搅拌作用和桨叶内部的通电铜丝发热作用，使打印喷头内部的材料保持液态的状态，通过喷气机构往外壳内排入空气，使材料排出外壳外，从而保证现打印喷头内部的流通无堵塞，使打印顺利进行。
【专利说明】
一种打印流畅的3D打印机
技术领域
[0001 ]本发明涉及一种打印流畅的3D打印机。
【背景技术】
[0002]3D打印技术是以计算机三维设计模型为蓝本，通过软件分析离散和数控成型系统，利用激光束、热熔喷嘴等方式将金属粉末、陶瓷粉末、塑料等特殊材料进行逐层堆积黏结，最终叠加成型，制造出实体产品。
[0003]传统的3D打印机在运行过程中，为了实现层与层之间的叠加，通常采用各类升降机构来控制打印喷头与打印平台之间的距离，但是现有的升降机构中，升降精度低，层与层之间的距离精度控制不精确，导致打印成品的精度低，次品率高，不仅如此，3D打印机在打印过程中，由于操作、材料等原因，打印喷头内部经常发生堵塞，导致打印机无法继续工作。
【发明内容】
[0004]本发明要解决的技术问题是:为了克服现有技术的不足，提供一种打印流畅的3D打印机。
[0005]本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:一种打印流畅的3D打印机，包括材料盘、送丝管、横梁、加热装置、打印喷头、打印驱动机构、打印平台底座和设置在打印平台两侧的支撑单元，所述支撑单元设置在底座的上方，所述横梁架设在支撑单元的顶端，所述材料盘设置在横梁上，所述打印驱动机构设置在横梁的下方，所述加热装置设置在打印驱动机构的上方，所述材料盘通过送丝管与加热装置连接，所述打印喷头设置在打印驱动机构的下方，所述打印平台设置在打印喷头的下方；
[0006]所述支撑单元包括竖向设置的第一液管、竖向设置的第二液管和导管，所述第一液管通过导管与第二液管连通；
[0007]所述第一液管内设有升降驱动单元和竖向设置的第一活塞，所述升降驱动单元包括竖向设置的升降驱动电机、升降驱动轴和套管，所述升降驱动电机设置在第一液管内的顶部，所述套管固定在第一活塞的顶端，所述升降驱动轴的外周设有升降外螺纹，所述套管内设有升降内螺纹，所述升降驱动轴的升降外螺纹与套管的升降内螺纹相匹配，所述升降驱动电机通过升降驱动轴与套管传动连接；
[0008]所述第二液管内设有竖向设置的第二活塞、压力传感器和水平设置的托板，所述压力传感器设置在第二活塞的顶端，所述托板设置在压力传感器的上方；
[0009]所述打印喷头包括外壳和设置在外壳上方的喷气机构，所述喷气机构包括气缸、设置在气缸下方的出气管、设置在气缸一侧的进气管、设置在气缸另一侧的驱动齿轮和平移驱动电机，所述进气管内设有进气阀门，所述出气管的出气口设置在外壳的内部，所述出气管内设有出气阀门，所述平移驱动电机固定在外壳上，所述驱动齿轮固定在平移驱动电机的驱动轴上，所述气缸内设有喷气活塞，所述喷气活塞上设有齿条，所述齿条位于喷气活塞上且靠近驱动齿轮的一侧，所述齿条上的齿与驱动齿轮啮合；
[0010]所述外壳内设有搅拌机构，所述搅拌机构包括竖向设置的搅拌驱动电机、搅拌驱动轴和若干周向均匀分布在搅拌驱动轴上的桨叶，所述搅拌驱动电机固定在外壳内的顶部，所述搅拌驱动电机通过搅拌驱动轴与桨叶传动连接；
[0011]作为优选，为了实现打印喷头在单层打印过程中的左右移动，所述打印驱动机构包括横向驱动单元、纵向驱动单元和打印移动块，所述横向驱动单元与打印移动块传动连接，所述纵向驱动单元与打印移动块传动连接，所述打印移动块固定在打印喷头的上方；
[0012]所述横向驱动单元包括横向驱动轴、横向驱动电机、横向缓冲块和两个设置在打印驱动机构横向两侧的横向凹槽，所述横向驱动电机设置在横向驱动轴的一端，所述横向缓冲块设置在横向驱动轴的另一端，所述横向凹槽包括第一横向凹槽和第二横向凹槽，所述横向驱动电机设置在第一横向凹槽内，所述横向缓冲块设置在第二横向凹槽内，所述横向驱动轴穿过打印移动块，所述横向驱动轴的外周设有横向外螺纹，所述打印移动块内设有横向内螺纹，所述横向驱动轴的横向外螺纹与打印移动块的横向内螺纹相匹配；
[0013]作为优选，为了实现打印喷头在单层打印中的前后移动，所述纵向驱动单元包括纵向驱动轴、纵向驱动电机、纵向缓冲块和两个设置在打印驱动机构两侧的纵向凹槽，所述纵向驱动电机设置在纵向驱动轴的一端，所述纵向缓冲块设置在纵向驱动轴的另一端，所述纵向凹槽包括第一纵向凹槽和第二纵向凹槽，所述纵向驱动电机设置在第一纵向凹槽内，所述纵向缓冲块设置在第二纵向凹槽内，所述纵向驱动轴穿过打印移动块，所述纵向驱动轴的外周设有纵向外螺纹，所述打印移动块内设有纵向内螺纹，所述纵向驱动轴的纵向外螺纹与打印移动块的纵向内螺纹相匹配。
[0014]作为优选，为了提高桨叶的外部温度，进一步保证打印喷头内的打印材料处于熔化状态，利用铜丝导电发热的特性，所述桨叶内设有若干通电铜丝。
[0015]作为优选，为了进一步精确调节打印平台的高度，所述第二液管的横向截面积大于5倍的第一液管的横向截面积。
[0016]作为优选，为了提高3D打印机的续航能力，所述底座内设有蓄电池。
[0017]作为优选，为了实现3D打印机与智能手机无线通讯连接，便于控制操作打印机，所述底座内设有蓝牙。
[0018]本发明的有益效果是，该打印流畅的3D打印机通过升降驱动单元使第一活塞高度改变，带动第二活塞升降，由于第二液管的横向截面积大于第一液管的横向截面积，从而实现打印平台高度的精确调节，不仅如此，利用搅拌机构的搅拌作用和桨叶内部的通电铜丝发热作用，使打印喷头内部的材料保持液态的状态，通过喷气机构往外壳内排入空气，使材料排出外壳外，从而保证现打印喷头内部的流通无堵塞，使打印顺利进行。
【附图说明】
[0019]下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
[0020]图1是本发明的打印流畅的3D打印机的结构示意图；
[0021]图2是本发明的打印流畅的3D打印机的支撑单元的结构示意图；
[0022]图3是本发明的打印流畅的3D打印机的升降驱动单元的结构示意图；
[0023]图4是本发明的打印流畅的3D打印机的打印驱动机构的结构示意图；
[0024]图5是本发明的打印流畅的3D打印机的打印喷头的结构示意图；
[0025]图6是本发明的打印流畅的3D打印机的喷气机构的结构示意图；
[0026]图7是本发明的打印流畅的3D打印机的桨叶的结构示意图；
[0027]图中:1.材料盘，2.送丝管，3.横梁，4.支撑单元，5.加热装置，6.打印喷头，7.打印驱动机构，8.打印平台，9.底座，10.第一液管，11.升降驱动单元，12.第一活塞，13.导管，14.第二液管，15.第二活塞，16.压力传感器，17.托板，18.升降驱动电机，19.套管，20.升降驱动轴，21.横向凹槽，22.横向驱动电机，23.横向驱动轴，24.纵向凹槽，25.纵向驱动电机，26.打印移动块，27.横向缓冲块，28.纵向缓冲块，29.外壳，30.喷气机构，31.搅拌驱动电机，32.搅拌驱动轴，33.桨叶，34.气缸，35.喷气活塞，36.进气阀门，37.进气管，38.出气阀门，39.出气管，40.驱动齿轮，41.平移驱动电机，42.齿条，43.通电铜丝，44.纵向驱动轴。
【具体实施方式】
[0028]现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
[0029]如图1-图7所示，一种打印流畅的3D打印机，包括材料盘1、送丝管2、横梁3、加热装置5、打印喷头6、打印驱动机构7、打印平台8底座9和设置在打印平台8两侧的支撑单元4，所述支撑单元4设置在底座9的上方，所述横梁3架设在支撑单元4的顶端，所述材料盘I设置在横梁3上，所述打印驱动机构7设置在横梁3的下方，所述加热装置5设置在打印驱动机构7的上方，所述材料盘I通过送丝管2与加热装置5连接，所述打印喷头6设置在打印驱动机构7的下方，所述打印平台8设置在打印喷头6的下方；
[0030]所述支撑单元4包括竖向设置的第一液管1、竖向设置的第二液管14和导管13，所述第一液管10通过导管13与第二液管14连通；
[0031]所述第一液管10内设有升降驱动单元11和竖向设置的第一活塞12，所述升降驱动单元11包括竖向设置的升降驱动电机18、升降驱动轴20和套管19，所述升降驱动电机18设置在第一液管10内的顶部，所述套管19固定在第一活塞12的顶端，所述升降驱动轴20的外周设有升降外螺纹，所述套管19内设有升降内螺纹，所述升降驱动轴20的升降外螺纹与套管19的升降内螺纹相匹配，所述升降驱动电机18通过升降驱动轴20与套管19传动连接；
[0032]所述第二液管14内设有竖向设置的第二活塞15、压力传感器16和水平设置的托板17，所述压力传感器16设置在第二活塞15的顶端，所述托板17设置在压力传感器16的上方；
[0033]所述打印喷头6包括外壳29和设置在外壳29上方的喷气机构30，所述喷气机构30包括气缸34、设置在气缸34下方的出气管39、设置在气缸34—侧的进气管37、设置在气缸34另一侧的驱动齿轮40和平移驱动电机41，所述进气管37内设有进气阀门36，所述出气管39的出气口设置在外壳29的内部，所述出气管39内设有出气阀门38，所述平移驱动电机41固定在外壳29上，所述驱动齿轮40固定在平移驱动电机41的驱动轴上，所述气缸34内设有喷气活塞35，所述喷气活塞35上设有齿条42，所述齿条42位于喷气活塞35上且靠近驱动齿轮40的一侧，所述齿条42上的齿与驱动齿轮40啮合；
[0034]所述外壳29内设有搅拌机构，所述搅拌机构包括竖向设置的搅拌驱动电机31、搅拌驱动轴32和若干周向均匀分布在搅拌驱动轴32上的桨叶33，所述搅拌驱动电机31固定在外壳29内的顶部，所述搅拌驱动电机31通过搅拌驱动轴32与桨叶33传动连接；
[0035]作为优选，为了实现打印喷头6在单层打印过程中的左右移动，所述打印驱动机构7包括横向驱动单元、纵向驱动单元和打印移动块26，所述横向驱动单元与打印移动块26传动连接，所述纵向驱动单兀与打印移动块26传动连接，所述打印移动块26固定在打印嗔头6的上方；
[0036]所述横向驱动单元包括横向驱动轴23、横向驱动电机22、横向缓冲块27和两个设置在打印驱动机构7横向两侧的横向凹槽21，所述横向驱动电机22设置在横向驱动轴23的一端，所述横向缓冲块27设置在横向驱动轴23的另一端，所述横向凹槽21包括第一横向凹槽和第二横向凹槽，所述横向驱动电机22设置在第一横向凹槽内，所述横向缓冲块27设置在第二横向凹槽内，所述横向驱动轴23穿过打印移动块26，所述横向驱动轴23的外周设有横向外螺纹，所述打印移动块26内设有横向内螺纹，所述横向驱动轴23的横向外螺纹与打印移动块26的横向内螺纹相匹配；
[0037]作为优选，为了实现打印喷头6在单层打印中的前后移动，所述纵向驱动单元包括纵向驱动轴44、纵向驱动电机25、纵向缓冲块28和两个设置在打印驱动机构7两侧的纵向凹槽24，所述纵向驱动电机25设置在纵向驱动轴44的一端，所述纵向缓冲块28设置在纵向驱动轴44的另一端，所述纵向凹槽24包括第一纵向凹槽和第二纵向凹槽，所述纵向驱动电机25设置在第一纵向凹槽内，所述纵向缓冲块28设置在第二纵向凹槽内，所述纵向驱动轴44穿过打印移动块26，所述纵向驱动轴44的外周设有纵向外螺纹，所述打印移动块26内设有纵向内螺纹，所述纵向驱动轴44的纵向外螺纹与打印移动块26的纵向内螺纹相匹配。
[0038]作为优选，为了提高桨叶33的外部温度，进一步保证打印喷头6内的打印材料处于熔化状态，利用铜丝导电发热的特性，所述桨叶33内设有若干通电铜丝43。
[0039]作为优选，为了进一步精确调节打印平台8的高度，所述第二液管10的横向截面积大于5倍的第一液管10的横向截面积。
[0040]作为优选，为了提高3D打印机的续航能力，所述底座9内设有蓄电池。
[0041]作为优选，为了实现3D打印机与智能手机无线通讯连接，便于控制操作打印机，所述底座9内设有蓝牙。
[0042]该3D打印机在运行过程中，为了实现单层打印功能，需要使打印喷头6相对于打印平台8在水平方向发生左右移动和前后移动。为此，在单层打印时，打印平台8的位置固定不变，分别由打印驱动机构7中的横向驱动单元和纵向驱动单元实现打印喷头6的左右和前后移动。横向驱动单元运行时，第一横向凹槽内的横向驱动电机22转动，带动横向驱动轴23转动，由于横向驱动轴23外周上的横向外螺纹与打印移动块26内的横向内螺纹相匹配，在横向驱动电机22的传动作用下，打印移动块26实现横向的移动，由于打印喷头6固定在打印移动块26的下方，从而实现打印喷头6的横向移动即左右方向的移动，同理，由纵向驱动单元可实现打印喷头6的前后方向移动，通过横向驱动单元和纵向驱动单元的配合可实现打印喷头6在相对于打印平台8在同一高度位置的水平方向移动，从而可完成单层打印工作。
[0043]当打印喷头6完成单层打印时，此时通过支撑单元4实现打印平台8的升降，从而实现打印平台8与打印喷头6的距离调节，从而进行打印喷头6的下一层打印工作，方便逐层叠加。在支撑单元4工作时，利用第一液管10中的升降驱动单元11，控制升降驱动电机18转动，带动升降驱动轴20转动，由于升降驱动轴20外周上的升降外螺纹与套管19内的升降内螺纹相匹配，套管19的高度位置发生变化，从而实现第一活塞12的高度位置调节，由于第一液管10通过导管13与第二液管14连通，第二活塞15高度位置发生变化，由于第二液管14的横向截面积大于5倍的第一液管10的横向截面积，所以第二活塞15高度变化是第一活塞12高度变化的五分之一以下，当第一活塞12高度改变时，第二活塞15的高度发生轻微的变化，从而可以精确调节打印平台8的高度，在打印机倾斜时，两侧的压力传感器16检测到不同的数据，此时再利用升降驱动单元11对第二活塞15进行微调，保证打印平台8的水平角度。该3D打印机通过升降驱动单元11使第一活塞12高度改变，带动第二活塞15升降，由于第二液管14的横向截面积大于第一液管10的横向截面积，从而实现打印平台8高度的精确调节。
[0044]在打印喷头6的内部，通过搅拌机构中的搅拌驱动电机31带动搅拌驱动轴32转动，使桨叶33发生转动，桨叶33对打印喷头6内部融化的材料进行搅拌，减缓了内部材料的凝固速度，通过桨叶33内部的通电铜丝43发热，使桨叶33外部发热，进一步使材料保持液态，不仅如此，在外壳29上方的喷气机构30中，利用平移驱动电机41转动带动驱动齿轮40转动，由于驱动齿轮40与喷气活塞35上的齿条42啮合，根据驱动齿轮40的转向，喷气活塞35发生左右移动，在喷气活塞35往气缸34外部移动时，进气管37的进气阀门36打开，出气管39的出气阀门38关闭，气缸34吸收气体，在喷气活塞35往气缸34内部移动时，进气管37的进气阀门36关闭，出气管39的出气阀门38打开，气缸34向外壳29内部排入气体，吹动外壳29内部的液态材料，使液态的材料排出打印喷头6，从而实现打印喷头6内部的流通无堵塞。该打印喷头6利用搅拌机构的搅拌作用和桨叶33内部的通电铜丝43发热作用，使打印喷头6内部的材料保持液态的状态，通过喷气机构30往外壳29内排入空气，使材料排出外壳29外，从而保证现打印喷头6内部的流通无堵塞，使打印顺利进行。
[0045]与现有技术相比，该打印流畅的3D打印机通过升降驱动单元11使第一活塞12高度改变，带动第二活塞15升降，由于第二液管14的横向截面积大于第一液管10的横向截面积，从而实现打印平台8高度的精确调节，不仅如此，利用搅拌机构的搅拌作用和桨叶33内部的通电铜丝43发热作用，使打印喷头6内部的材料保持液态的状态，通过喷气机构30往外壳29内排入空气，使材料排出外壳29外，从而保证现打印喷头6内部的流通无堵塞，使打印顺利进行。
[0046]以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
【主权项】
1.一种打印流畅的3D打印机，其特征在于，包括材料盘(I)、送丝管(2)、横梁(3)、加热装置(5)、打印喷头(6)、打印驱动机构(7)、打印平台(8)底座(9)和设置在打印平台(8)两侧的支撑单元(4)，所述支撑单元(4)设置在底座(9)的上方，所述横梁(3)架设在支撑单元(4)的顶端，所述材料盘(I)设置在横梁(3)上，所述打印驱动机构(7)设置在横梁(3)的下方，所述加热装置(5)设置在打印驱动机构(7)的上方，所述材料盘(I)通过送丝管(2)与加热装置(5)连接，所述打印喷头(6)设置在打印驱动机构(7)的下方，所述打印平台(8)设置在打印喷头(6)的下方； 所述支撑单元(4)包括竖向设置的第一液管(10)、竖向设置的第二液管(14)和导管(13)，所述第一液管(10)通过导管(13)与第二液管(14)连通； 所述第一液管(10)内设有升降驱动单元(11)和竖向设置的第一活塞(12)，所述升降驱动单元(11)包括竖向设置的升降驱动电机(18)、升降驱动轴(20)和套管(19)，所述升降驱动电机(18)设置在第一液管(10)内的顶部，所述套管(19)固定在第一活塞(12)的顶端，所述升降驱动轴(20)的外周设有升降外螺纹，所述套管(19)内设有升降内螺纹，所述升降驱动轴(20)的升降外螺纹与套管(19)的升降内螺纹相匹配，所述升降驱动电机(18)通过升降驱动轴(20)与套管(19)传动连接； 所述第二液管(14)内设有竖向设置的第二活塞(15)、压力传感器(16)和水平设置的托板(17)，所述压力传感器(16)设置在第二活塞(15)的顶端，所述托板(17)设置在压力传感器(16)的上方； 所述打印喷头(6)包括外壳(29)和设置在外壳(29)上方的喷气机构(30)，所述喷气机构(30)包括气缸(34)、设置在气缸(34)下方的出气管(39)、设置在气缸(34)—侧的进气管(37)、设置在气缸(34)另一侧的驱动齿轮(40)和平移驱动电机(41)，所述进气管(37)内设有进气阀门(36)，所述出气管(39)的出气口设置在外壳(29)的内部，所述出气管(39)内设有出气阀门(38)，所述平移驱动电机(41)固定在外壳(29)上，所述驱动齿轮(40)固定在平移驱动电机(41)的驱动轴上，所述气缸(34)内设有喷气活塞(35)，所述喷气活塞(35)上设有齿条(42)，所述齿条(42)位于喷气活塞(35)上且靠近驱动齿轮(40)的一侧，所述齿条(42)上的齿与驱动齿轮(40)啮合； 所述外壳(29)内设有搅拌机构，所述搅拌机构包括竖向设置的搅拌驱动电机(31)、搅拌驱动轴(32)和若干周向均匀分布在搅拌驱动轴(32)上的桨叶(33)，所述搅拌驱动电机(31)固定在外壳(29)内的顶部，所述搅拌驱动电机(31)通过搅拌驱动轴(32)与桨叶(33)传动连接。2.如权利要求1所述的打印流畅的3D打印机，其特征在于，所述打印驱动机构(7)包括横向驱动单元、纵向驱动单元和打印移动块(26)，所述横向驱动单元与打印移动块(26)传动连接，所述纵向驱动单元与打印移动块(26)传动连接，所述打印移动块(26)固定在打印喷头(6)的上方； 所述横向驱动单元包括横向驱动轴(23)、横向驱动电机(22)、横向缓冲块(27)和两个设置在打印驱动机构(7)横向两侧的横向凹槽(21)，所述横向驱动电机(22)设置在横向驱动轴(23)的一端，所述横向缓冲块(27)设置在横向驱动轴(23)的另一端，所述横向凹槽(21)包括第一横向凹槽和第二横向凹槽，所述横向驱动电机(22)设置在第一横向凹槽内，所述横向缓冲块(27)设置在第二横向凹槽内，所述横向驱动轴(23)穿过打印移动块(26)，所述横向驱动轴(23)的外周设有横向外螺纹，所述打印移动块(26)内设有横向内螺纹，所述横向驱动轴(23)的横向外螺纹与打印移动块(26)的横向内螺纹相匹配。3.如权利要求1所述的打印流畅的3D打印机，其特征在于，所述纵向驱动单元包括纵向驱动轴(44)、纵向驱动电机(25)、纵向缓冲块(28)和两个设置在打印驱动机构(7)两侧的纵向凹槽(24)，所述纵向驱动电机(25)设置在纵向驱动轴(44)的一端，所述纵向缓冲块(28)设置在纵向驱动轴(44)的另一端，所述纵向凹槽(24)包括第一纵向凹槽和第二纵向凹槽，所述纵向驱动电机(25)设置在第一纵向凹槽内，所述纵向缓冲块(28)设置在第二纵向凹槽内，所述纵向驱动轴(44)穿过打印移动块(26)，所述纵向驱动轴(44)的外周设有纵向外螺纹，所述打印移动块(26)内设有纵向内螺纹，所述纵向驱动轴(44)的纵向外螺纹与打印移动块(26)的纵向内螺纹相匹配。4.如权利要求2所述的打印流畅的3D打印机，其特征在于，所述桨叶(33)内设有若干通电铜丝(43)。5.如权利要求1所述的打印流畅的3D打印机，其特征在于，所述第二液管(10)的横向截面积大于5倍的第一液管(1)的横向截面积。6.如权利要求1所述的打印流畅的3D打印机，其特征在于，所述底座(9)内设有蓄电池。7.如权利要求1所述的打印流畅的3D打印机，其特征在于，所述底座(9)内设有蓝牙。
【文档编号】B29C67/00GK106003716SQ201610391012
【公开日】2016年10月12日
【申请日】2016年6月2日
【发明人】广小芳
【申请人】广小芳