双旋转式3d打印机的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型属于熔融堆积快速成型设备技术领域，具体涉及一种双旋转式3D打印机。
【背景技术】
[0002]由于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方面的前沿技术知识，使大规格的个性化生产成为可能并且引领着全球制造业经济的重大变革，因而广泛受到人们的关注。3D打印机是3D打印的核心设备，其是以数字模型文件为基础运用耗材(耗材如:粉末状金属材料、塑料、陶瓷、砂之类的可粘合材料)通过逐层打印的方式构建物体，即在计算机的控制下根据工件的三维模型直接成形三维实体，无需传统的加工机床之类的装备及其工装模具、工装夹具等。
[0003]打印喷头是3D打印机中用于输出耗材的部件，其与打印平台之间的关系需满足X、Y和Z三个方向的自由度的运动要求。公知的3D打印机大都使用旋转步进电机加上同步带使打印喷头实现Χ、Υ和Z三个方向的运动，这种结构形式的3D打印机存在以下欠缺:其一、零部件数目多，结构复杂，空间利用率低；其二、灵活性及反应速度并不能达到业界期望的要求；其三、控制精度相对较低并且打印速度缓慢，影响构建物体的效率；其四，由于打印头的运动方式表现为笛卡尔坐标系的运动方式，因而难以满足对空间打印的严苛要求，并且对于打印柱形体的零部件不具有优势。
[0004]在公开的中国专利文献中可见诸关于3D打印机的技术信息，如发明专利申请公布号CN103317726A推荐有“3D打印机的喷头传动机构及具有该机构的3D打印机”，该专利申请方案的喷头传动机构由电机、传动轮和传动带(同步带)构成，具体可参见该专利申请的说明书第0025至0029段。又如授权公告号CN203485190U提供有“一种基于并联机构的3D打印机”，该专利方案由于采用了伺服电机(说明书第0016段)，因而不仅体积大，而且对打印喷头的空间位置控制的可靠性低。进而如发明专利申请公布号CN103862679A介绍有“3D打印机”，该专利申请在其说明书第0004段中对前述CN103317726A作了评价，并且其提供的技术方案(说明书第0006至0012段)克服了 CN103317726A的弊端，但是由于该专利申请方案使用了步进电机驱使打印喷头动作，因而对打印喷头的控制精度以及驱使打印喷头运动的速度均难以达到业界期望的效果。
[0005]此外，并非限于上面例举的专利及专利申请方案无一得以全面消除申请人在上面所述的四点欠缺。
[0006]鉴于上述已有技术存在的不足，本申请人作了有益的设计，并且形成了下面将要介绍的技术方案，尤其在采取了保密措施下经模拟证明是切实可行的。
【发明内容】
[0007]本实用新型的任务在于提供一种有助于显著提高打印速度而藉以满足工业化批量生产要求、有利于显著减少零部件的数目而藉以使结构趋于紧凑并且提高空间利用率、有益于显著提高打印的灵活性和反应速度并且保障打印精度而藉以满足对精密部件的打印要求、有便于变传统的笛卡儿坐标系运动模式为极坐标系运动模式而藉以满足对空间打印的严苛要求并且体现对圆柱体类零件的打印优势和有助于显著缩小对空间的占用并且同时满足对物体的宽范围打印要求的双旋转式3D打印机。
[0008]本实用新型的任务是这样来完成的，一种双旋转式3D打印机，包括一底座，在该底座上并且位于底座朝向上的一侧设置有一用于承载打印物的载物台；一打印头驱动机构，该打印头驱动机构设置在所述的底座上；一打印头，该打印头在对应于所述载物台的上方的位置设置在打印头驱动机构上，特征在于:所述的打印头驱动机构包括直线电机座、直线电机、旋转电机座、近端旋转电机、近端旋转臂、远端旋转电机和远端旋转臂，直线电机座以纵向状态固定在所述底座上，直线电机设置在直线电机座朝向近端旋转臂的一侧，旋转电机座固定在直线电机上，近端旋转电机固定在旋转电机座上，并且该近端旋转电机的近端旋转电机轴与近端旋转臂左端固定连接，远端旋转电机与近端旋转臂的右端固定，并且该远端旋转电机的远端旋转电机轴与远端旋转臂的左端固定连接，而远端旋转臂的右端以水平悬臂状态对应于所述载物台的上方，所述的打印头设置在所述远端旋转臂的左端。
[0009]在本实用新型的一个具体的实施例中，所述的直线电机包括一组直线电机定子、直线电机动子和一对直线电机导轨，一组直线电机定子沿着所述直线电机座的高度方向自上而下间隔固定于直线电机座朝向所述近端旋转臂的一侧，直线电机动子在与所述的一组直线电机定子相配合的状态下与一对直线电机导轨滑动配合，而一对直线电机导轨彼此纵向并行并且在分别对应于一组直线电机定子的两侧的位置与所述直线电机座固定，所述的旋转电机座与直线电机动子朝向所述近端旋转臂的一侧固定。
[0010]在本实用新型的另一个具体的实施例中，在所述的直线电机动子上并且在对应于所述的一对直线电机导轨的位置固定有直线电机动子滑块，该直线电机动子滑块与一对直线电机导轨滑动配合。
[0011]在本实用新型的又一个具体的实施例中，所述的一组直线电机定子为磁铁。
[0012]在本实用新型的再一个具体的实施例中，在所述的打印头上配设有一加热槽，在加热槽上设置有加热棒和温度信号采集器。
[0013]在本实用新型的还有一个具体的实施例中，所述的温度信号采集器为温度传感器。
[0014]在本实用新型的更而一个具体的实施例中，所述的远、近端旋转臂彼此形成梯度关系。
[0015]在本实用新型的进而一个具体的实施例中，在所述远端旋转臂的右端并且在对应于所述打印头的左侧的位置通过风扇固定座固定有一风扇。
[0016]在本实用新型的又更而一个具体的实施例中，所述的风扇为压电喷射风扇。
[0017]在本实用新型的又进而一个具体的实施例中，在所述底座的底部并且围绕底座的圆周方向的边缘部位以间隔状态设置有一组底座腾空凸缘。
[0018]本实用新型提供的技术方案的技术效果之一，由于采用了结构合理的打印头驱动机构，从而摒弃了已有技术中通过同步带传动使打印头运动的模式，并且离极坐标原点越近，速度越快，于是十分有助于提高打印速度而得以满足工业化批量生产要求；之二，由于整体结构简练，因而空间利用率得以显著提高；之三，由于近端旋转臂和远端旋转臂可在直线电机的控制下同时作上下运动，并且近端旋转臂以及远端旋转臂分别在近端旋转电机以及远端旋转电机的控制下自由转动，因而具有优异的灵活性并且反应速度快，不仅打印效率得以显著改善而且能对打印圆柱体类的零件发挥优势；之四，由于整体结构表现为极坐标系模式，因而能精确地控制半径、角度和高度而藉以满足高精度3D打印的严苛要求；之五，相对于已有技术，整机的空间占用体积显著缩小，但对打印物的打印范围却显著增大。
【附图说明】
[0019]图1为本实用新型的实施例结构图。
【具体实施方式】
[0020]为了使专利局的审查员尤其是公众能够更加清楚地理解本实用新型的技术实质和有益效果，申请人将在下面以实施例的方式作详细说明，但是对实施例的描述均不是对本实用新型方案的限制，任何依据本实用新型构思所作出的仅仅为形式上的而非实质性的等效变换都应视为本实用新型的技术方案范畴。
[0021]在下面的描述中凡是涉及上、下、左、右、前和后的方向性(或者称方位性)的概念均是针对正在被描述的图所处的位置状态而言的，目的在于方便公众理解，因而不能将其理解为对本实用新型提供的技术方案的特别限定。
[0022]请参见图1，在图1中示出了本实用新型双旋转式3D打印机的结构体系的一底座1，在该底座I上并且位于底座I朝向上的一侧设置有一用于承载打印物的载物台11，该载物台11亦称打印平台，作为优选地方案还可在底座I的底部设置底座腾空凸缘12 ;—打印头驱动机构2，该打印头驱动机构2设置在前述的底座I上；一打印头3，该打印头3在对应于载物台11的上方的位置设置在打印头驱动机构2上。
[0023]在本实施例中，前述的底座I及其上的载物台11的形状均呈圆盘体的形状，但是也可采用其它形状如矩形体的形状，因此不能因底座I以及载物台11的形状变化而限制本实用新型的技术内涵。
[0024]作为本实用新型提供的双旋转式3D打印机的技术要点:前述的打印头驱动机构2包括直线电机座21、直线电机22、旋转电机座23、近端旋转电机24、近端旋转臂25、远端旋转电机26和远端旋转臂27，直线电机座21以纵向状态固定在前所述底座I上，即垂直于底座I固定，直线电机22设置在直线电机座21朝向近端旋转臂25的一侧(图1所示位置状态的右侧)，旋转电机座23通过旋转电机座螺钉231固定在直线电机22上