一种打印陶瓷的五自由度3D打印机

本发明属于数字化加工，具体涉及一种打印陶瓷的五自由度3d打印机。

背景技术：

1、3d打印是一种以数字化模型为基础，通过对数字模型进行切片处理，利用熔融挤出技术、激光烧结技术或者光固化烧结技术逐层打印的方式来完成物体的制作。目前，大部分三自由度陶瓷3d打印机存在打印零件需要过多支撑的问题。基于此，急需研发一种新型陶瓷3d打印机以有效解决上述问题。

技术实现思路

1、本发明的目的就在于提供一种可高速打印陶瓷的五自由度3d打印机，以解决传统三自由度打印机打印需要过多支撑的问题，并提高了3d打印机的打印效率，成型速度。

2、本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

3、一种打印陶瓷的五自由度3d打印机，包括固定座1、四个电机ⅰ2、打印平台3、四个皮带轮ⅰ4、两个皮带ⅰ5、两根丝杠6、安装在丝杠6上的两个丝杠螺母7、打印喷头8和连接两丝杠螺母7的连杆9：

4、所述四个电机ⅰ2中，两个电机ⅰ2分别位于丝杠下方，固定于固定座1的立柱底部折弯处；另两个电机ⅰ2中，一个电机2固定于一侧立柱的丝杠螺母7处，另一个固定于固定座1的方形框架后端；方形框架后端电机ⅰ2传动轴上固定一个皮带轮ⅰ4，方形框架前端固定座上安装另一个皮带轮ⅰ4，两皮带轮ⅰ4之间通过皮带ⅰ5传动；所述丝杠6底部驱动端与电机ⅰ2的皮带连接，电机ⅰ2能够通过皮带带动丝杠6旋转，进而带动安装在丝杠6上的丝杠螺母7作直线往复运动，进行打印机z轴上的移动；两丝杠螺母7处电机ⅰ2传动轴上各固定一个皮带轮ⅰ4，两皮带轮ⅰ4之间通过皮带ⅰ5传动，皮带ⅰ5上装有打印喷头8，电机ⅰ2能够带动皮带ⅰ5运动，进而带动打印喷头8运动，进行打印机x轴上的移动；

5、所述打印平台3包括两个电机ⅱ10、四个皮带轮ⅱ11、轴承12、皮带ⅱ13、滑动座14、小转台15、大转台16、打印台17、大轴承18和电机固定座19；

6、所述滑动座14位于大转台16底部，固定座1底端滑杆穿过滑动座14，使其可沿滑杆前、后滑动；所述小转台15位于大转台16上方，其两侧通过轴承12与大转台16联通；两个电机ⅱ10分别安装于小转台15和大转台16上；大转台16上电机ⅱ10传动轴端连接一个皮带轮ⅱ11，其上方轴承12上装有另一皮带轮ⅱ11，两皮带轮ⅱ11之间通过一个皮带ⅱ13传动，电机ⅱ10带动轴承12，进而带动小转台15旋转，进行打印机y轴上的旋转运动；小转台15上的电机ⅱ10的传动轴端连接一个皮带轮ⅱ11，打印台17固定在小转台15上，其底部大轴承18轴端连接另一个皮带轮ⅱ11，两皮带轮ⅱ11之间通过另一个皮带ⅱ13传动，电机ⅱ10带动大轴承18旋转，进而带动打印台17上端平台旋转，进行打印机z轴上的旋转运动；

7、所述大转台16底部设置于连接固定座与机架上两个皮带轮ⅰ4之间的皮带ⅰ5上，方形框架后端的电机ⅰ2通过皮带5带动打印平台3运动，进行打印机y轴上的移动。

8、进一步地，所述固定座1由方形框架、立于方形框架左、右两侧中部的立柱、位于方形框架前、后两端中部的两组梯形座、设置于方形框架后端两组梯形座之间的机架以及设置于方形框架前端两组梯形座之间的固定座连接而成，且方形框架与立柱、梯形座、机架及固定座为一体成型。

9、更进一步地，所述前、后两个对应的梯形座之间通过滑杆相连，滑杆与梯形座一体成型或螺纹连接。

10、进一步地，位于方形框架后端的机架上开有皮带轮固定孔，电机ⅰ2通过键连接将一个皮带轮ⅰ4固定在传动轴上，传动轴以轴承作定心固定在机架上，固定座侧面设有另一皮带轮ⅰ4的安装轴。

11、进一步地，所述立柱上均开有皮带固定孔20，丝杠6底部穿过皮带固定孔20与电机ⅰ2的皮带连接。

12、进一步地，所述两个丝杠螺母7分别螺栓连接一个电机支架，电机支架上开有皮带轮固定孔，电机ⅰ2通过键连接将一个皮带轮ⅰ4固定在传动轴上，传动轴以轴承作定心固定在电机支架上。

13、进一步地，所述打印喷头8为陶瓷打印喷头，其上端开有通孔，皮带ⅰ5穿过通孔将打印喷头8固定在皮带ⅰ5上，且电机ⅰ2工作时，且可沿皮带ⅰ5左、右滑动。

14、进一步地，所述滑动座14通过螺栓固定于大转台16底部，滑动座14的四个连接端均开有供固定座1底端滑杆穿过的通孔。

15、进一步地，所述电机ⅱ10底部通过电机固定座19固定在大转台16后端。

16、进一步地，打印台17的边缘固定在小转台15中部。

17、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

18、本发明打印陶瓷的五自由度3d打印机，包括固定座、电机、打印平台、皮带轮、皮带、丝杠、丝杠螺母、打印喷头和连杆，其中打印平台包括电机、皮带轮、轴承、皮带、滑动座、小转台、大转台、打印台、大轴承和电机固定座，可有效解决打印零件需要过多支撑的问题；本发明将五自由度打印机应用于陶瓷零件的打印，在打印平台增加了绕z轴旋转和绕y轴旋转的两个自由度，减少打印支撑的同时提高打印速度。

技术特征：

1.一种打印陶瓷的五自由度3d打印机，其特征在于：包括固定座(1)、四个电机ⅰ(2)、打印平台(3)、四个皮带轮ⅰ(4)、两个皮带ⅰ(5)、两根丝杠(6)、安装在丝杠(6)上的两个丝杠螺母(7)、打印喷头(8)和连接两丝杠螺母(7)的连杆(9)：

2.根据权利要求1所述的一种打印陶瓷的五自由度3d打印机，其特征在于：所述固定座(1)由方形框架、立于方形框架左、右两侧中部的立柱、位于方形框架前、后两端中部的两组梯形座、设置于方形框架后端两组梯形座之间的机架以及设置于方形框架前端两组梯形座之间的固定座连接而成，且方形框架与立柱、梯形座、机架及固定座为一体成型。

3.根据权利要求2所述的一种打印陶瓷的五自由度3d打印机，其特征在于：所述前、后两个对应的梯形座之间通过滑杆相连，滑杆与梯形座一体成型或螺纹连接。

4.根据权利要求1所述的一种打印陶瓷的五自由度3d打印机，其特征在于：位于方形框架后端的机架上开有皮带轮固定孔，电机ⅰ(2)通过键连接将一个皮带轮ⅰ(4)固定在传动轴上，传动轴以轴承作定心固定在机架上，固定座侧面设有另一皮带轮ⅰ(4)的安装轴。

5.根据权利要求1所述的一种打印陶瓷的五自由度3d打印机，其特征在于：所述立柱上均开有皮带固定孔(20)，丝杠(6)底部穿过皮带固定孔(20)与电机ⅰ(2)的皮带连接。

6.根据权利要求1所述的一种打印陶瓷的五自由度3d打印机，其特征在于：所述两个丝杠螺母(7)分别螺栓连接一个电机支架，电机支架上开有皮带轮固定孔，电机ⅰ(2)通过键连接将一个皮带轮ⅰ(4)固定在传动轴上，传动轴以轴承作定心固定在电机支架上。

7.根据权利要求1所述的一种打印陶瓷的五自由度3d打印机，其特征在于：所述打印喷头(8)为陶瓷打印喷头，其上端开有通孔，皮带ⅰ(5)穿过通孔将打印喷头(8)固定在皮带ⅰ(5)上，且电机ⅰ(2)工作时，且可沿皮带ⅰ(5)左、右滑动。

8.根据权利要求1所述的一种打印陶瓷的五自由度3d打印机，其特征在于：所述滑动座(14)通过螺栓固定于大转台(16)底部，滑动座(14)的四个连接端均开有供固定座(1)底端滑杆穿过的通孔。

9.根据权利要求1所述的一种打印陶瓷的五自由度3d打印机，其特征在于：所述电机ⅱ(10)底部通过电机固定座(19)固定在大转台(16)后端。

10.根据权利要求1所述的一种打印陶瓷的五自由度3d打印机，其特征在于：打印台(17)的边缘固定在小转台(15)中部。

技术总结
本发明涉及一种打印陶瓷的五自由度3D打印机，属于数字化加工领域。本发明解决了传统三自由度打印机打印需要过多支撑的问题，并提高打印速度。打印陶瓷的五自由度3D打印机包括固定座、电机、打印平台、皮带轮、皮带、丝杠、丝杠螺母、打印喷头和连杆，其中打印平台包括电机、皮带轮、轴承、皮带、滑动座、小转台、大转台、打印台、大轴承和电机固定座；可以通过多个电机、丝杠、皮带轮、皮带的组合，实现打印机x轴、y轴、z轴上的移动以及y轴、z轴上的旋转运动。本发明打印陶瓷的五自由度3D打印机，将五自由度打印机应用于陶瓷零件的打印，在打印平台增加了绕z轴旋转和绕y轴旋转的两个自由度，减少打印支撑的同时提高打印速度。

技术研发人员：孙慧超,贲宦博,吴文征
受保护的技术使用者：吉林大学重庆研究院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12