一种五向通透熔融挤出型3d打印系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种五向通透熔融挤出型3D打印系统，包括外壳、以及设于外壳内的料盘装置、Z向传动装置、打印支架、XY双向传动装置和打印头；所述的料盘装置设于外壳的底部；所述的Z向传动装置由Z向轴和丝杆电机构成，所述的Z向轴沿竖直向设置，且Z向轴的底端与丝杆电机的输出轴连接；所述的打印支架上设有螺纹通孔，所述的Z向轴上设有与该螺纹通孔匹配的外螺纹，Z向轴套在螺纹通孔内，且Z向轴与打印支架垂直；所述的XY双向传动装置设置于外壳的顶部，所述的打印头设置于XY双向传动装置上，且打印头朝向打印支架。其结构简单、小巧轻便、成本低廉，且打印精度高、散热性能好、安全性能高。
【专利说明】
一种五向通透熔融挤出型3D打印系统
技术领域
[0001]本发明涉及3D打印领域，特别是涉及一种五向通透熔融挤出型3D打印系统。
【背景技术】
[0002]3D打印，是一种快速成型技术，一般使用可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。其中熔融挤出成型(FDM)大多使用ABS、PLA等作为耗材以丝状供料。耗材在喷头内被加热熔化。喷头沿零件截面轮廓和填充轨迹运动，同时将熔化的材料挤出，材料迅速固化，并与周围的材料粘结。每一个层片都是在上一层上堆积而成，上一层对当前层起到定位和支撑的作用。在3D打印机构建方面则是通过在XYZ三个维度上各安放一个步进式电机，电脑软件通过数字模型的分层位置确定每一个需要打印的点，来对应的控制上述3个步进电机的协同运作，从而实现了三维方向上的立体造型。
[0003 ]目前传统的roM3D打印机大多采用支撑方式的粗口型结构，大多零部件以及线路暴露在外，既不美观，也容易损坏精密器械。同时由于局部零件高温工作，暴露的高温零部件也造成了严重的安全方面的风险。另一种封闭的结构方式解决了安全问题，但全封闭的结构不利于机器本身的散热，同时也不利于操作者实时观测到机器状态。
【发明内容】
[0004]基于此，针对上述问题，本发明提出一种五向通透熔融挤出型3D打印系统，其结构简单、小巧轻便、成本低廉，且打印精度高、散热性能好、安全性能高。
[0005]本发明的技术方案是:一种五向通透熔融挤出型3D打印系统，包括外壳、以及设于外壳内的料盘装置、Z向传动装置、打印支架、XY双向传动装置和打印头;所述的料盘装置设于外壳的底部;所述的Z向传动装置为与电机输出轴连接的传动丝杆，所述的打印支架垂直设置于传动丝杆上;所述的XY双向传动装置为分别设置于外壳相邻两侧面且互相垂直的滑动轨道，所述的滑动轨道平行设置于打印支架的上方，所述的打印头活动设置于XY双向传动装置上。
[0006]上述打印系统中，打印头可通过XY双向传动装置沿X向和Y向移动，以达到水平面内的任意打印点，被打印物成型在打印支架上，通过高精度的丝杆电机精确的控制打印支架在Z方向上的运动，以最大限度的减少了整机在打印过程中的震动，从而提高了打印精度。
[0007]在优选的实施例中，所述的XY双向传动装置由X向传动组件和Y向传动组件构成；所述的Y向传动组件包括一对Y向支撑轴、X电机座、Y向滑动座、一对Y向传动轴和Y向步进电机;所述的一对Y向支撑轴平行设置于打印支架的上方，所述的X电机座通过直线轴承设置于其中一个Y向支撑轴上，所述的Y向滑动座通过直线轴承设置于另一个Y向支撑轴上;所述的一对Y向传动轴相互平行且分别与一对Y向支撑轴垂直相交;一对Y向传动轴的一端通过主动皮带连接，主动皮带由传动电机驱动，一对Y向传动轴的另一端通过从动皮带连接;所述的X电机座与从动皮带固定连接，所述的Y向滑动座与主动皮带固定连接;所述X向传动组件的一端固定于X电机座上，另一端固定于Y向滑动座上，所述的打印头活动设置于X向传动组件上。
[0008]上述Y向传动组件中，X电机座与Y向滑动座分别通过直线轴承可以在规定的Y方向上沿着Y向支撑轴精确的滑动。一对Y向支撑轴均是直径为8MM的不锈钢光滑杆，其通过位于机身四个角落的高精度CNC件精确的固定于上述外壳内，从而大大的减少了整机在使用过程中的X方向上的震动。传动电机出于整体结构尺寸和美观方面的考虑，设计到底座上的隐藏空间内。整机程序会精确控制传动电机的转动，电机的运动带动主动皮带转动，Y向滑动座跟随主动皮带一起沿Y向支撑轴运动，主动皮带带动Y向传动轴转动，Y向传动轴带动从动皮带运动，X电机座跟随从动皮带一起沿Y向支撑轴运动，从而精确的控制X电机座与Y向滑动座在Y方向的运动。
[0009]在优选的实施例中，所述的X向传动组件包括X向传动皮带、XY双向轴承、X向步进电机和垂直于Y向支撑轴的X向支撑轴;所述X向支撑轴的一端固定于所述的X电机座上，X向支撑轴的另一端固定于所述的Y向滑动座上;所述的Y向滑动座上设有凹槽，XY双向轴承套在Y向支撑轴上并位于所述的凹槽内，且Y向滑动座上还设有挡片将XY双向轴承档在凹槽内；所述的X向步进电机固定于X电机座上，X向步进电机的输出轴与所述的XY双向轴承通过X向传动皮带连接，且X向传动皮带与X向支撑轴平行;所述的打印头通过直线轴承设置于X向支撑轴上，且打印头与X向传动皮带固定连接。
[0010]上述X向传动组件中，XY双向轴承为一段长度为17mm的直线轴承，被限制在Y向滑动座的凹槽内，既能跟随Y向滑动座沿着Y向支撑轴在Y方向上滑动，同时能绕着Y向支撑轴在X方向上旋转;X向支撑轴是直径为8mm的不锈钢光滑杆并设置有两根，两根X向支撑轴的两端分别固定于X电机座和Y向滑动座上，从而大大的减少了整机在使用过程中的Y方向上的震动;打印头通过直线轴承可以在规定的X方向上沿着X向支撑轴精确的滑动，X向传动皮带为跑道型，当X向步进电机带动X向传动皮带运动时，打印头跟随X向传动皮带一起沿X向运动。
[0011]在优选的实施例中，所述X向步进电机的输出轴上设置有X向同步轮，所述X向传动皮带的两端分别套在X向同步轮和所述的XY双向轴承上，且X向传动皮带为带齿的胶带，X向传动皮带与X向同步轮之间齿合传动。整机程序会精确控制X向步进电机的转动，电机的运动通过精确控制X向同步轮的转动从而带动X向传动皮带的沿X方向运动，从而带动打印头通过直线轴承可以在规定的X方向上沿着X向支撑轴精确的滑动;X向传动皮带与X向同步轮之间齿合传动，可以减小传动误差。
[0012]在优选的实施例中，所述的X电机座上设有X向限位开关和Y向限位开关，所述的X向限位开关朝向打印头设置。Y向限位开关的作用是确定打印头在Y方向上的初始位置Yo，当整个Y向传动组件运动到Yo位置时，Y向限位开关会刚好触碰到一个固定座的边缘，从而确定打印头的Yci值;X向限位开关的作用是确定打印头在X方向上的初始位置Xq，打印头在X方向上运动的过程中，当靠近X电机座时，一旦触碰到X向限位开关，就能确定整个打印头的Xo值。通过Xo、Yo这样的初始值，就能精确控制打印头在预定的区域内工作。
[0013]在优选的实施例中，所述的打印头包括打印头基座以及设置于打印头基座上的挤出电机、压头、喉管固定座、压紧弹簧、加热模块和风扇;所述的压头通过螺丝设置在打印头基座上，且压头上设有可供丝状打印耗材穿过的通孔;所述的喉管固定座位于压头的下方，所述挤出电机的输出轴上设有挤出电机轴，挤出电机轴和压紧弹簧均位于压头与喉管固定座之间，且压紧弹簧的一端固定在压头上，另一端固定在喉管固定座上;所述的压头上设有耗材轮，耗材轮和压紧弹簧分别位于所述螺丝的两侧，压紧弹簧处于紧张状态，使穿过压头通孔的丝状耗材被压紧在耗材轮和挤出电机轴之间；所述的喉管固定座内设有通孔，该通孔内设有供丝状耗材穿过的喉管，且喉管的一端延伸至所述的加热模块内，加热模块上设有喷嘴，喷嘴朝向所述的打印支架设置;所述风扇的出风口正对喷嘴设置。
[0014]对于上述打印头，各部件为铝合金材料经过CNC技术精雕而成，既精确又坚固耐用而且能对置于其中的挤出电机起到散热和保护的作用。耗材轮可在压头上旋转，压头可通过螺丝在打印头基座上旋转，压紧弹簧处于紧张状态，给压头一个向上的推力，使位于压头另一端的耗材轮不断地靠近挤出电机轴，当丝状耗材穿过压头的通孔后，被夹紧在耗材轮与挤出电机轴之间；然后耗材穿过喉管，经过喉管固定座，进入加热模块，加热模块内置加热元器件以及热敏电阻，热敏电阻实时检测温度并将数据传回系统，从而实时精确控制打印头的温度;耗材在加热模块内由固态经高温融化为液态并从喷嘴挤出；风扇将风口对准喷嘴，辅助耗材经过喷嘴打印后迅速凝固，重新变回固态。通过精确控制挤出电机的转速即可精确控制耗材的挤出量和挤出速度。
[0015]在优选的实施例中，所述的料盘装置包括底座、固定轴、轴承、耗材座和料盘，所述的底座固定于外壳的底部，底座上设有用于安装耗材座的安装槽，所述的固定轴固定于安装槽内并与底座垂直，所述的耗材座通过轴承设置于固定轴上，所述的料盘固定于耗材座上。
[0016]耗材为均匀丝状缠绕于料盘上，料盘是一个标准规格的圆柱形，圆柱形中间的孔刚好可以紧配耗材座。耗材当受到挤出电机的拉力时，耗材就能拉动料盘绕轴承自动旋转。
[0017]在优选的实施例中，所述的外壳上设有外壳装饰件，所述的外壳与外壳装饰件的间隙内设有四氟管，所述安装槽的侧壁上设有软管孔，四氟管的一端设置于软管孔内，四氟管的另一端连接打印头。缠绕在料盘上的丝状耗材通过四氟管送达打印头。
[0018]在优选的实施例中，所述的Z向传动装置还包括Z向导向杆和法兰;所述的Z向导向杆与Z向轴平行，Z向导向杆的一端固定于外壳的底部，所述的打印支架通过直线轴承套在Z向导向杆上;所述的法兰固定于所述打印支架的通孔内，法兰的内圈设有与Z向轴上的外螺纹匹配的内螺纹，Z向轴套在法兰内；所述的打印支架上设有打印平台，打印平台与打印支架平行，且二者通过弹簧连接。Z向导向杆起支撑平衡作用，使打印支架在Z向上的运行更平稳;通过控制丝杆电机的转动从而控制了 Z向轴的精确转动，通过法兰的传动，就可以精确的控制打印平台的精确升降运动;通过弹簧将打印平台设于打印支架上，调节弹簧的松紧度可以方便的调节打印平台，此时被打印物成型在打印平台上。
[0019]在优选的实施例中，所述的外壳为金属制镂空结构，外壳的侧面和顶部均设有观察窗。使得使用者可以从前后左右和顶部全方位观察整机运作情况。
[0020]本发明的有益效果是:
[0021](1)、使用铝合金材料制作一个五向通透的立方体结构的外壳，将所有零部件以及线路置于所述立方体外壳之内，得到一个安全通透的内部空间以及整洁的外观，以方便家庭学校以及儿童的使用，同时也利于散热；
[0022](2)、将耗材料盘内置于整机底部，通过一根软管从整机内部将耗材直接输送到打印头部位，以使整机结构更整洁、节约空间并减少了使用中的风险，提高了安全性，同时挤出电机靠近加热模块设置，给加热模块以近程挤出的方式送料，近程出丝精度高，回抽准确，不堵头，控制更精确；
[0023](3)、所有的关键部件全部采用CNC技术精加工而成，从而将整机的打印精度提高到100微米级别;通过高精度的丝杆电机精确的控制打印平台在Z方向上的运动，以最大限度的减少了整机在打印过程中的震动，从而进一步地确保打印精度；
[0024](4)、整个3D打印机结构系统设计新颖，与传统3D打印相比，整机体积更小，在使用中占用的工作空间更小，五向通透的半封闭结构，既坚固，安全，结构整洁简单，同时方便使用者随时从各个角度全方位直观立体的观察到打印机工作的进度;全套CNC技术的使用，有效的控制了成本和整机体积，同时提高了打印精度。
【附图说明】
[0025]图1是本发明实施例中五向通透熔融挤出型3D打印系统的整体结构示意图；
[0026]图2是图1中Y向传动组件的结构示意图；
[0027]图3是图1中X向传动组件的结构示意图；
[0028]图4是图3中X电机座的结构示意图；
[0029]图5是图1中打印头的结构示意图；
[0030]图6是图1中料盘装置的结构示意图；
[0031]10-打印头，20-外壳装饰件，30-外壳，40-传动丝杆，50-打印支架，60-打印平台，70-耗材，80-底座，90-丝杆电机，110-X电机座，111-X向同步轮，112-Y向传动皮带固定螺丝，113-X向步进电机，114-Y向限位开关，115-X向限位开关，120-Y向支撑轴，130-Y向传动轴，140-主动皮带，141-从动皮带，150-Y向滑动座，151-XY双向轴承，160-Y向步进电机，170-X向支撑轴，180-打印头基座，181-挤出电机，182-压头，183-耗材轮，184-挤出电机轴，185-喉管，186-喉管固定座，187-加热模块，188-喷嘴，189-风扇，190-X向传动皮带，710-耗材座，720-轴承，730-固定轴，810-软管孔。
【具体实施方式】
[0032]下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。
[0033]实施例:
[0034]参考图1，一种五向通透恪融挤出型3D打印系统，包括外壳30、以及设于外壳30内的料盘装置、Z向传动装置、打印支架50、XY双向传动装置和打印头10;所述的料盘装置设于外壳30的底部;所述的Z向传动装置为与丝杆电机90输出轴连接的传动丝杆40，所述的打印支架50垂直设置于传动丝杆40上;所述的XY双向传动装置为分别设置于外壳相邻两侧面且互相垂直的滑动轨道，所述的滑动轨道平行设置于打印支架50的上方，所述的打印头活动设置于XY双向传动装置上。
[0035]上述打印系统中，打印头1可通过XY双向传动装置沿X向和Y向移动，以达到水平面内的任意打印点，被打印物成型在打印支架50上，通过高精度的丝杆电机90精确的控制打印支架50在Z方向上的运动，以最大限度的减少了整机在打印过程中的震动，从而提高了打印精度。
[0036]在另一个实施例中，参考图2和图4，所述的XY双向传动装置由X向传动组件和Y向传动组件构成;所述的Y向传动组件包括一对Y向支撑轴120、X电机座110、Y向滑动座150、一对Y向传动轴130和Y向步进电机160;所述的一对Y向支撑轴120平行设置于打印支架50的上方，所述的X电机座110通过直线轴承设置于其中一个Y向支撑轴120上，所述的Y向滑动座150通过直线轴承设置于另一个Y向支撑轴120上;所述的一对Y向传动轴130相互平行且分别与一对Y向支撑轴120垂直相交;一对Y向传动轴130的一端通过主动皮带140连接，主动皮带140由传动电机160驱动，一对Y向传动轴130的另一端通过从动皮带141连接;所述的X电机座110与从动皮带141通过Y向传动皮带固定螺丝112固定连接，所述的Y向滑动座150与主动皮带140固定连接;所述X向传动组件的一端固定于X电机座110上，另一端固定于Y向滑动座150上，所述的打印头10活动设置于X向传动组件上。
[0037]上述Y向传动组件中，X电机座110与Y向滑动座150分别通过直线轴承可以在规定的Y方向上沿着Y向支撑轴120精确的滑动。一对Y向支撑轴120均是直径为8MM的不锈钢光滑杆，其通过位于机身四个角落的高精度CNC件精确的固定于上述外壳30内，从而大大的减少了整机在使用过程中的X方向上的震动。传动电机160出于整体结构尺寸和美观方面的考虑，设计到底座上的隐藏空间内。整机程序会精确控制传动电机160的转动，电机的运动带动主动皮带140转动，Y向滑动座跟150随主动皮带140—起沿Y向支撑轴120运动，主动皮带140带动Y向传动轴130转动，Y向传动轴130带动从动皮带141运动，X电机座110跟随从动皮带141 一起沿Y向支撑轴120运动，从而精确的控制X电机座110与Y向滑动座150在Y方向的运动。
[0038]在另一个实施例中，参考图3和图4，所述的X向传动组件包括X向传动皮带190、XY双向轴承151、Χ向步进电机113和垂直于Y向支撑轴120的X向支撑轴170;所述X向支撑轴170的一端固定于所述的X电机座110上，X向支撑轴170的另一端固定于所述的Y向滑动座150上;所述的Y向滑动座150上设有凹槽，XY双向轴承151套在Y向支撑轴120上并位于所述的凹槽内，且Y向滑动座150上还设有挡片将XY双向轴承151档在凹槽内；所述的X向步进电机113固定于X电机座110上，X向步进电机113的输出轴与所述的XY双向轴承151通过X向传动皮带190连接，且X向传动皮带190与X向支撑轴170平行;所述的打印头10通过直线轴承设置于X向支撑轴170上，且打印头10与X向传动皮带190固定连接。
[0039]上述X向传动组件中，XY双向轴承151为一段长度为17mm的直线轴承，被限制在Y向滑动座150的凹槽内，XY双向轴承151既能跟随Y向滑动座150沿着Y向支撑轴120在Y方向上滑动，同时能绕着Y向支撑轴120在X方向上旋转;X向支撑轴170是直径为8mm的不锈钢光滑杆并设置有两根，两根X向支撑轴170的两端分别固定于X电机座110和Y向滑动座150上，从而大大的减少了整机在使用过程中的Y方向上的震动;打印头10通过直线轴承可以在规定的X方向上沿着X向支撑轴170精确的滑动，X向传动皮带190为跑道型，当X向步进电机113带动X向传动皮带190运动时，打印头1跟随X向传动皮带190—起沿X向运动。
[0040]在另一个实施例中，所述X向步进电机113的输出轴上设置有X向同步轮111，所述X向传动皮带190的两端分别套在X向同步轮111和所述的XY双向轴承151上，且X向传动皮带190为带齿的胶带，X向传动皮带190与X向同步轮111之间齿合传动。整机程序会精确控制X向步进电机113的转动，电机的运动通过精确控制X向同步轮111的转动从而带动X向传动皮带190沿X方向运动，进而带动打印头10通过直线轴承可以在规定的X方向上沿着X向支撑轴170精确的滑动;X向传动皮带190与X向同步轮111之间齿合传动，可以减小传动误差。
[0041 ]在另一个实施例中，所述的X电机座110上设有X向限位开关115和Y向限位开关114，所述的X向限位开关115朝向打印头10设置。Y向限位开关114的作用是确定打印头10在Y方向上的初始位置Yq，当整个Y向传动组件运动到Yo位置时，Y向限位开关114会刚好触碰到一个固定座的边缘，从而确定打印头10的Yo值;X向限位开关115的作用是确定打印头10在X方向上的初始位置Xo，打印头1在X方向上运动的过程中，当靠近X电机座110时，一旦触碰至IjX向限位开关115，就能确定整个打印头10的Xo值。通过XckYo这样的初始值，就能精确控制打印头10在预定的区域内工作。
[0042]在另一个实施例中，参考图5，所述的打印头10包括打印头基座180以及设置于打印头基座180上的挤出电机181、压头182、喉管固定座186、压紧弹簧、加热模块187和风扇189;所述的压头182通过螺丝设置在打印头基座180上，且压头182上设有可供丝状打印耗材穿过的通孔;所述的喉管固定座186位于压头182的下方，所述挤出电机181的输出轴上设有挤出电机轴184，挤出电机轴184和压紧弹簧均位于压头182与喉管固定座186之间，且压紧弹簧的一端固定在压头182上，另一端固定在喉管固定座186上;所述的压头182上设有耗材轮183，耗材轮183和压紧弹簧分别位于所述螺丝的两侧，压紧弹簧处于紧张状态，使穿过压头182通孔的丝状耗材被压紧在耗材轮183和挤出电机轴184之间;所述的喉管固定座186内设有通孔，该通孔内设有供丝状耗材穿过的喉管185，且喉管185的一端延伸至所述的加热模块187内，加热模块187上设有喷嘴188，喷嘴188朝向所述的打印支架50设置;所述风扇189的出风口正对喷嘴188设置。
[0043]对于上述打印头10，各部件为铝合金材料经过CNC技术精雕而成，既精确又坚固耐用，而且能对置于其中的挤出电机181起到散热和保护的作用。耗材轮183可在压头182上旋转，压头182可通过螺丝在打印头基座180上旋转，压紧弹簧处于紧张状态，给压头182—个向上的推力，使位于压头182另一端的耗材轮183不断地靠近挤出电机轴184，当丝状耗材穿过压头182的通孔后，被夹紧在耗材轮183与挤出电机轴184之间；然后耗材穿过喉管185，经过喉管固定座186，进入加热模块187，加热模块187内置加热元器件以及热敏电阻，热敏电阻实时检测温度并将数据传回系统，从而实时精确控制打印头10的温度;耗材在加热模块187内由固态经高温融化为液态并从喷嘴188挤出；风扇189将出风口对准喷嘴188，辅助耗材经过喷嘴188打印后迅速凝固，重新变回固态。通过精确控制挤出电机184的转速即可精确控制耗材的挤出量和挤出速度;挤出电机181靠近加热模块187设置，给加热模块187以近程挤出的方式送料，近程出丝精度高，回抽准确，不堵头，控制更精确。
[0044]在另一个实施例中，参考图6，所述的料盘装置包括底座80、固定轴730、轴承720、耗材座710和料盘，所述的底座80固定于外壳30的底部，底座80上设有用于安装耗材座710的安装槽，所述的固定轴730固定于安装槽内并与底座80垂直，所述的耗材座710通过轴承720设置于固定轴730上，所述的料盘固定于耗材座710上。
[0045]其中，耗材70为均匀丝状缠绕于料盘上，料盘是一个标准规格的圆柱形，圆柱形中间的孔刚好可以紧配耗材座710 ο当耗材70受到挤出电机181的拉力时，耗材就能拉动料盘绕轴承720自动旋转，进而不断地为打印头10供料。
[0046]在另一个实施例中，所述的外壳30上设有外壳装饰件20，所述的外壳30与外壳装饰件20的间隙内设有四氟管，所述安装槽的侧壁上设有软管孔810，四氟管的一端设置于软管孔810内，四氟管的另一端连接打印头10。缠绕在料盘上的丝状耗材通过四氟管送达打印头10。通过将送料的四氟管埋设在外壳30与外壳装饰件20之间的间隙内，即节约了空间，又安全，同时保证送料的正常运行。
[0047]在另一个实施例中，所述的Z向传动装置还包括Z向导向杆和法兰;所述的Z向导向杆与Z向轴40平行，Z向导向杆的一端固定于外壳30的底部，所述的打印支架50通过直线轴承套在Z向导向杆上;所述的法兰固定于所述打印支架50的螺纹通孔内，法兰的内圈设有与Z向轴40上的外螺纹匹配的内螺纹，Z向轴40套在法兰内；所述的打印支架50上设有打印平台60，打印平台60与打印支架50平行，且二者通过弹簧连接。Z向导向杆起支撑平衡作用，使打印支架50在Z向上的运行更平稳;通过控制丝杆电机90的转动从而控制了 Z向轴40的精确转动，通过法兰的传动，就可以精确的控制打印平台60的精确升降运动;通过弹簧将打印平台60设于打印支架50上，调节弹簧的松紧度可以方便的调节打印平台60，此时，被打印物成型在打印平台60上。
[0048]在另一个实施例中，所述的外壳30为金属制镂空结构，外壳30的侧面和顶部均设有观察窗。使得使用者可以从前后左右和顶部全方位观察整机运作情况。
[0049]以上所述实施例仅表达了本发明的【具体实施方式】，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
【主权项】
1.一种五向通透熔融挤出型3D打印系统，其特征在于:包括外壳、以及设于外壳内的料盘装置、Z向传动装置、打印支架、XY双向传动装置和打印头;所述的料盘装置设于外壳的底部;所述的Z向传动装置为与电机输出轴连接的传动丝杆，所述的打印支架垂直设置于传动丝杆上;所述的XY双向传动装置为分别设置于外壳相邻两侧面且互相垂直的滑动轨道，所述的滑动轨道平行设置于打印支架的上方，所述的打印头活动设置于XY双向传动装置上。2.根据权利要求1所述的五向通透熔融挤出型3D打印系统，其特征在于:所述的XY双向传动装置由X向传动组件和Y向传动组件构成;所述的Y向传动组件包括一对Y向支撑轴、X电机座、Y向滑动座、一对Y向传动轴和Y向步进电机;所述的一对Y向支撑轴平行设置于打印支架的上方，所述的X电机座通过直线轴承设置于其中一个Y向支撑轴上，所述的Y向滑动座通过直线轴承设置于另一个Y向支撑轴上;所述的一对Y向传动轴相互平行且分别与一对Y向支撑轴垂直相交;一对Y向传动轴的一端通过主动皮带连接，主动皮带由传动电机驱动，一对Y向传动轴的另一端通过从动皮带连接;所述的X电机座与从动皮带固定连接，所述的Y向滑动座与主动皮带固定连接;所述X向传动组件的一端固定于X电机座上，另一端固定于Y向滑动座上，所述的打印头活动设置于X向传动组件上。3.根据权利要求2所述的五向通透熔融挤出型3D打印系统，其特征在于:所述的X向传动组件包括X向传动皮带、XY双向轴承、X向步进电机和垂直于Y向支撑轴的X向支撑轴;所述X向支撑轴的一端固定于所述的X电机座上，X向支撑轴的另一端固定于所述的Y向滑动座上;所述的Y向滑动座上设有凹槽，XY双向轴承套在Y向支撑轴上并位于所述的凹槽内，且Y向滑动座上还设有挡片将XY双向轴承档在凹槽内；所述的X向步进电机固定于X电机座上，X向步进电机的输出轴与所述的XY双向轴承通过X向传动皮带连接，且X向传动皮带与X向支撑轴平行;所述的打印头通过直线轴承设置于X向支撑轴上，且打印头与X向传动皮带固定连接。4.根据权利要求3所述的五向通透熔融挤出型3D打印系统，其特征在于:所述X向步进电机的输出轴上设置有X向同步轮，所述X向传动皮带的两端分别套在X向同步轮和所述的XY双向轴承上，且X向传动皮带为带齿的胶带，X向传动皮带与X向同步轮之间齿合传动。5.根据权利要求2-4任一所述的五向通透熔融挤出型3D打印系统，其特征在于:所述的X电机座上设有X向限位开关和Y向限位开关，所述的X向限位开关朝向打印头设置。6.根据权利要求1所述的五向通透熔融挤出型3D打印系统，其特征在于:所述的打印头包括打印头基座以及设置于打印头基座上的挤出电机、压头、喉管固定座、压紧弹簧、加热模块和风扇；所述的压头通过螺丝设置在打印头基座上，且压头上设有可供丝状打印耗材穿过的通孔;所述的喉管固定座位于压头的下方，所述挤出电机的输出轴上设有挤出电机轴，挤出电机轴和压紧弹簧均位于压头与喉管固定座之间，且压紧弹簧的一端固定在压头上，另一端固定在喉管固定座上;所述的压头上设有耗材轮，耗材轮和压紧弹簧分别位于所述螺丝的两侧，压紧弹簧处于紧张状态，使穿过压头通孔的丝状耗材被压紧在耗材轮和挤出电机轴之间;所述的喉管固定座内设有通孔，该通孔内设有供丝状耗材穿过的喉管，且喉管的一端延伸至所述的加热模块内，加热模块上设有喷嘴，喷嘴朝向所述的打印支架设置；所述风扇的出风口正对喷嘴设置。7.根据权利要求1所述的五向通透熔融挤出型3D打印系统，其特征在于:所述的料盘装置包括底座、固定轴、轴承、耗材座和料盘，所述的底座固定于外壳的底部，底座上设有用于安装耗材座的安装槽，所述的固定轴固定于安装槽内并与底座垂直，所述的耗材座通过轴承设置于固定轴上，所述的料盘固定于耗材座上。8.根据权利要求7所述的五向通透熔融挤出型3D打印系统，其特征在于:所述的外壳上设有外壳装饰件，所述的外壳与外壳装饰件的间隙内设有四氟管，所述安装槽的侧壁上设有软管孔，四氟管的一端设置于软管孔内，四氟管的另一端连接打印头。9.根据权利要求1所述的五向通透熔融挤出型3D打印系统，其特征在于:所述的Z向传动装置还包括Z向导向杆和法兰;所述的Z向导向杆与Z向轴平行，Z向导向杆的一端固定于外壳的底部，所述的打印支架通过直线轴承套在Z向导向杆上;所述的法兰固定于所述打印支架的通孔内，法兰的内圈设有与Z向轴上的外螺纹匹配的内螺纹，Z向轴套在法兰内；所述的打印支架上设有打印平台，打印平台与打印支架平行，且二者通过弹簧连接。10.根据权利要求1所述的五向通透熔融挤出型3D打印系统，其特征在于:所述的外壳为金属制镂空结构，外壳的侧面和顶部均设有观察窗。
【文档编号】B29C67/00GK106042394SQ201610607274
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月29日
【发明人】马强
【申请人】深圳市加维科技有限公司