3d打印机传动机构的制作方法
【专利摘要】本实用新型属于3D打印机【技术领域】，具体涉及一种3D打印机的传动机构，其特征在于底座为中空的平台；安装座上固定喷头及自动找平装置；传动组件包括线性滑轨、滑块、连杆以及驱动电机，其中：至少三根垂直分布的线性滑轨固定于底座边缘，各个线性滑轨与滑块间接触处设置有钢珠；滑块与位于底座内的驱动电机以线传动方式联接，所述的驱动电机转轴上设有主动轮，线性滑轨顶端枢接从动轮，主动轮上设有螺纹，线反复绕于其上，从动轮、主动轮及滑块通过闭合的线与电机运动同步；连杆两端分别以万向铰接的方式连接滑块和安装座。该3D打印机传动机构结构巧妙，传动精确，能够在工作中自动找平，方便实用。
【专利说明】3D打印机传动机构
【技术领域】
[0001] 本实用新型属于3D打印机【技术领域】，具体涉及一种3D打印机的传动机构。
【背景技术】
[0002] 3D打印机即快速成形技术的一种机器，它是一种数字模型文件为基础，运用粉末 状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。运用三维打印机打 印模型，无需传统的切削加工机床和工模具，在计算机的控制下根据工件的三维模型可直 接成形三维实体。
[0003] 喷头是3D打印机中用于输出耗材的部件，在打印过程中要求喷头能够在空间内 任意移动以应对不同的外部轮廓面的工件。现有的3D打印机的喷头传动机构大多是运用 了传统的三轴联动机床的传动机构，即分别沿X、Y、Z三个方向的轴，每一个轴向上均设置 有一个驱动单元，打印时随三个轴向上的传动机构在随意移动。
[0004] 这种三轴联动的传动机构结构较为复杂，占用的空间较大，并且在打印过程中，由 于在不同位置之间移动时，需要三个驱动单元依序的带动喷头移动，因此打印的效率较低。
[0005] 申请号为201310246765. 9的专利申请，提供了一种"三个以上且分布于平台周缘 的传动组件，每一个传动组件均包括沿高度方向延伸的导向杆、滑动的安装在导向杆上的 滑动座、用于带动滑动座沿着导向杆上下活动的驱动电机、以及连杆，连杆的两端分别以万 向铰接的方式连接安装座和滑动座"的传动方式，其缺点在于：其采用的滑动座采用传统的 皮带传动的方式，不能保证精确的传动比，而3D打印对精度要求严格；另外，导向杆采用滑 动方式引导滑动座，导向杆和滑动座间的摩擦力较大，容易发生相对的无效运动，导致滑动 座定位精度较差；最后，由于在3D打印中挤出头位置需要始终保持水平，上述的3D打印机 一旦任意一个导向轨传动发生偏差，若不及时校正都会导致工件制作产生变形，严重影响 工件的质量。
【发明内容】
[0006] 为了解决现有的三轴联动机床的3D打印机打印效率低下，已公开的专利申请存 在精度低、无法自动校正的问题，本实用新型提出一种3D打印机传动机构。
[0007] 本实用新型的3D打印机传动机构，包括底座、安装座、传动组件和控制器，其特征 在于：
[0008] 底座为中空的平台；
[0009] 安装座上固定喷头及自动找平装置；
[0010] 传动组件包括线性滑轨、滑块、连杆以及驱动电机，其中：
[0011] 至少三根垂直分布的线性滑轨固定于底座边缘，各个线性滑轨与滑块间接触处设 置有钢珠；滑块与位于底座内的驱动电机以线传动方式联接，滑块固定于线上；所述的驱 动电机转轴上设有主动轮，线性滑轨顶端枢接从动轮，主动轮上设有螺纹，线反复绕于其 上，从动轮、主动轮及滑块通过闭合的线与电机运动同步；连杆两端分别以万向铰接的方式 连接滑块和安装座。
[0012] 进一步的，所述的喷头及自动找平装置，工作台安装在安装座上，其特征在于由工 作台、安装块、触发开关、散热元件、加热元件和喷嘴组成，工作台呈U型，安装块通过转轴 固定于安装块一端上，安装块上方接邻触发开关触发开关固定安装于安装块另一端；安装 块上设有安装孔，安装孔内固定散热元件；工作台底部有通孔，散热元件穿过工作台；散热 元件下方设置加热元件，加热元件下方设置喷嘴，散热元件和加热元件内部连通。工作时， 安装座上的自动找平装置上的感应头接触到底座平台，通过触发开关将信息反馈至控制 器，控制器发出指令控制各个驱动电机进行微调，以此对安装座的角度进行补偿。
[0013] 进一步的，各个滑块与安装座间设有两个互为平行的连杆；连杆两端为磁性铁球， 在滑块、安装座与连杆连接处设置弧形凹槽，弧形凹槽由磁性材料制备。
[0014] 作为替换，所述的主动轮另一结构采用圆柱体结构，一端固定于电机转轴上，另一 端上设有通孔，线穿过通孔以此带动滑块运动。
[0015] 所述的3D打印机传动机构适用于FDM快速成型技术、FFF热溶解积层法、SLA激光 快速成型技术、DLP数字光处理技术、CNC计算机数字控制机床、SLS激光分层制造包括选择 性激光烧结技术以及MIG焊接技术的3D打印机设备。
[0016] 所述的3D打印机传动机构适用于ABS、PLA、PVA热熔材料、金属材料的3D打印机 设备。
[0017] 该3D打印机传动机构，借由钢珠在滑块与线性滑轨之间作无限滚动循环，负载平 台能沿着滑轨轻易地以高精度作线性运动。与传统的滑动导引相较，滚动导引的摩擦系数 可降低至原来的1/50,由于起动的摩擦力大大减少，相对的较少无效运动发生，故能轻易达 到μηι级进给及定位。
[0018] 该3D打印机传动机构，采用独特的主动轮和从动轮及线传动配合，增大了摩擦系 数，解决了皮带传动中存在的带轮打滑问题，传递运动准确可靠。
[0019] 本实用新型的3D打印机传动机构，结构巧妙，传动精确，能够在工作中自动找平， 方便实用。
【专利附图】
【附图说明】
[0020] 图1为本实用新型的3D打印机传动机构结构示意图。
[0021] 图2为本实用新型的传动组件的结构示意图。
[0022] 图3为本实用新型的喷头及自动找平装置。
[0023] 其中，底座1，安装座2,线性滑轨3,滑块4,连杆5,驱动电机6,工作台7、安装块 8、触发开关9、散热元件10、加热元件11。
【具体实施方式】
[0024] 实施例1 :本实用新型的3D打印机传动机构，包括底座1、安装座2、传动组件和控 制器，其特征在于：底座1为中空的平台；安装座2上固定喷头及自动找平装置；传动组件 包括线性滑轨3、滑块4、连杆5以及驱动电机6,其中：三根垂直分布的线性滑轨3沿底座 1边缘等距离分布，各个线性滑轨3与滑块4间接触处设置有钢珠；滑块4与位于底座1内 的驱动电机6以线传动方式联接，所述的驱动电机6转轴上设有主动轮，线性滑轨3顶端枢 接从动轮，主动轮上设有螺纹，线反复绕于其上，从动轮、主动轮及滑块4通过闭合的线与 电机运动同步；连杆5两端分别通过万向轴连接滑块4和安装座2,各个滑块4与安装座2 间设有两个互为平行的连杆5 ;连杆5两端为磁性铁球，在滑块4、安装座2与连杆5连接处 设置弧形凹槽，弧形凹槽由磁性材料制备。所述的喷头及自动找平装置，工作台7安装在安 装座2上，其特征在于由工作台7、安装块8、触发开关9、散热元件10、加热元件11和喷嘴 组成，工作台7呈U型，安装块8通过转轴固定于安装块8 -端上，安装块8上方接邻触发 开关9触发开关9固定安装于安装块8另一端；安装块8上设有安装孔，安装孔内固定散热 元件10 ;工作台7底部有通孔，散热元件10穿过工作台7 ;散热元件10下方设置加热元件 11，加热元件11下方设置喷嘴，散热元件10和加热元件11内部连通。工作时，安装座2上 的自动找平装置上的感应头接触到底座1平台，通过触发开关9将信息反馈至控制器，控制 器发出指令控制各个驱动电机6进行微调，以此对安装座2的角度进行补偿。
[0025] 实施例2 :本实用新型的3D打印机传动机构，包括底座1、安装座2、传动组件和控 制器，其特征在于：底座1为中空的平台；安装座2上固定喷头及自动找平装置；传动组件 包括线性滑轨3、滑块4、连杆5以及驱动电机6,其中：三根垂直分布的线性滑轨3沿底座1 边缘等距离分布，各个线性滑轨3与滑块4间接触处设置有钢珠；滑块4与位于底座1内的 驱动电机6以线传动方式联接，所述的驱动电机6转轴上设有主动轮，线性滑轨3顶端枢接 从动轮，主动轮采用圆柱体结构，一端固定于电机转轴上，另一端上设有通孔，线穿过通孔， 从动轮、主动轮及滑块4通过闭合的线与电机运动同步；连杆5两端分别通过万向轴连接滑 块4和安装座2,各个滑块4与安装座2间设有两个互为平行的连杆5 ;连杆5两端为磁性 铁球，在滑块4、安装座2与连杆5连接处设置弧形凹槽，弧形凹槽由磁性材料制备。所述的 喷头及自动找平装置，工作台7安装在安装座2上，其特征在于由工作台7、安装块8、触发 开关9、散热元件10、加热元件11和喷嘴组成，工作台7呈U型，安装块8通过转轴固定于 安装块8 -端上，安装块8上方接邻触发开关9触发开关9固定安装于安装块8另一端；安 装块8上设有安装孔，安装孔内固定散热元件10 ;工作台7底部有通孔，散热元件10穿过 工作台7 ;散热元件10下方设置加热元件11，加热元件11下方设置喷嘴，散热元件10和加 热元件11内部连通。工作时，安装座2上的自动找平装置上的感应头接触到底座1平台， 通过触发开关9将信息反馈至控制器，控制器发出指令控制各个驱动电机6进行微调，以此 对安装座2的角度进行补偿。
【权利要求】
1. 3D打印机传动机构，包括底座（1 )、安装座（2)、传动组件和控制器，其特征在于： 底座（1)为中空的平台； 安装座（2)上固定喷头及自动找平装置； 传动组件包括线性滑轨（3)、滑块（4)、连杆（5)以及驱动电机（6)，其中： 至少三根垂直分布的线性滑轨（3)固定于底座（1)边缘，各个线性滑轨（3)与滑块（4) 间接触处设置有钢珠；滑块（4)与位于底座（1)内的驱动电机（6)以线传动方式联接，滑块 (4)固定于线上；所述的驱动电机（6)转轴上设有主动轮，线性滑轨（3)顶端枢接从动轮，主 动轮上设有螺纹，线反复绕于其上，从动轮、主动轮及滑块（4)通过闭合的线与电机运动同 步；连杆（5)两端分别以万向铰接的方式连接滑块（4)和安装座（2)。
2. 如权利要求1所述的3D打印机传动机构，其特征在于还包括喷头及自动找平装 置，喷头及自动找平装置由工作台（7)、安装块（8)、触发开关（9)、散热元件（10)、加热元件 (11)和喷嘴组成，工作台（7)安装在安装座（2)上，工作台（7)呈U型，安装块（8)通过转轴 固定于安装块（8)-端上，安装块（8)上方接邻触发开关（9)触发开关（9)固定安装于安装 块（8)另一端；安装块（8)上设有安装孔，安装孔内固定散热元件（10);工作台（7)底部有 通孔，散热元件（10 )穿过工作台（7 );散热元件（10 )下方设置加热元件（11 )，加热元件（11) 下方设置喷嘴，散热元件（10)和加热元件（11)内部连通。
3. 如权利要求1所述的3D打印机传动机构，其特征在于滑块（4)与安装座（2)间设有 两个互为平行的连杆（5);连杆（5)两端为磁性铁球，在滑块（4)、安装座（2)与连杆（5)连 接处设置弧形凹槽，弧形凹槽由磁性材料制备。
4. 如权利要求1所述的3D打印机传动机构，其特征在于所述的主动轮另一结构采用圆 柱体结构，一端固定于电机转轴上，另一端上设有通孔，线穿过通孔以此带动滑块运动。
【文档编号】B22F3/115GK203901726SQ201420137806
【公开日】2014年10月29日 申请日期:2014年3月26日 优先权日:2014年3月26日
【发明者】朱兴建, 徐松 申请人:朱兴建