一种桌面级金属粘土3D打印机的制作方法

本实用新型涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种桌面级金属粘土3D打印机。

背景技术：

传统的3D打印机只能进行普通的X、Y、Z三轴运动，且金属3D打印机造价昂贵，体积庞大、内部复杂，本实用新型可以进行平面旋转运动，且可以打印首饰、艺术品、工程零件等，在科技领域3D打印技术可以进一步推广普及。

技术实现要素：

本实用新型克服了上述现有技术的不足，提供了一种桌面级金属粘土3D打印机。本实用新型结构简单，易于操作，可使用不同金属材料，解决了没有桌面级金属3D打印机的问题。

本发明的技术方案：

一种桌面级金属粘土3D打印机，包括底座、Z轴运动机构、工作平台旋转机构、打印机构和工作平台运动机构，所述打印机构安装在Z轴运动机构上，Z轴运动机构下端安装在底座上，所述底座内部设置有工作平台运动机构，工作平台运动机构上设置有工作平台旋转机构，由工作平台运动机构带动所述工作平台旋转机构运动；

所述工作平台旋转机构包括工作平台、工作平台旋转电机、阶梯轴及工作平台滑块；所述阶梯轴竖直设置，其下端通过轴承与工作平台滑块连接，其中部通过同步带与工作平台旋转电机连接，其顶端与工作平台的回转中心固定连接，所述工作平台旋转电机安装在工作平台滑块上。

所述打印机构包括，金属粘土打印喷头、金属粘土送料挤出机构及金属粘土料筒；所述打印机构通过连接杆与Z轴滑块固定连接，金属粘土打印喷头安装在金属粘土料筒的下端，金属粘土料筒内的金属粘土通过金属粘土送料挤出机构挤入金属粘土打印喷头。

进一步地，所述工作平台运动机构包括工作平台X轴运动机构和工作平台Y轴运动机构；

所述Y轴运动机构包括X方向移动滑杆导轨、Y轴滑块、Y方向固定滑杆导轨、固定齿轮及Y轴电机；

所述X方向移动滑杆导轨的两端固定连接Y轴滑块，中间穿过工作台滑块，并与工作台滑块通过滑动轴承连接；所述Y轴滑块其下部通过滑动轴承与Y方向固定滑杆导轨 连接，Y方向固定滑杆导轨两端固定连接于底座；所述Y轴滑块其底部固定连接有同步带，同步带通过两个固定齿轮张紧，一端的固定齿轮通过同步带与Y轴电机连接，实现工作平台在Y轴方向的平动；

所述X轴运动机构包括Y方向移动滑杆导轨、X轴滑块、X方向固定滑杆导轨、固定齿轮及X轴电机；

所述Y方向移动滑杆导轨的两端固定连接X轴滑块，中间穿过工作台滑块，并与工作台滑块通过滑动轴承连接；所述X轴滑块其下部通过滑动轴承与X方向固定滑杆导轨连接，X方向固定滑杆导轨两端固定连接于底座；所述X轴滑块其底部固定连接有同步带，同步带通过两个固定齿轮张紧，一端的固定齿轮通过同步带与X轴电机连接，实现工作平台在X轴方向的平动。

进一步地，所述Z轴运动机构包括，丝杆、Z轴滑杆导轨、Z轴滑块及Z轴电机；所述丝杆其上端通过轴承与支架连接，其下端通过轴承与底座连接，所述Z轴滑块套装在丝杆上，通过丝杆的转动，带动Z轴滑块沿Z轴方向平动；所述Z轴滑杆导轨上端与支架固定连接，其下端与底座固定连接，其中间穿过Z轴滑块，并与Z轴滑块通过滑动轴承连接。

进一步地，所述的一种桌面级金属粘土3D打印机，还包括控制板、开关电源、驱动模块、控制面板，所述开关电源与控制板电气连接，控制面板与控制板电气连接，控制板通过驱动模块控制电机转动。所述控制板、开关电源、驱动模块皆为本领域工作人员的公知常识，且本装置中所述控制板可选用arduino atmega2560主板和Ramps1.4控制板，所述开关电源选用深圳市鸿展兴业有限公司HZ-360W-12V型号开关电源，所述驱动模块选用深圳市天士凯电子有限公司A4988型号驱动模块。

本发明的有益效果为：

1)具有工作平台旋转机构，可以进行平面旋转运动且可以打印首饰、艺术品、工程零件等。

2)不使用激光器，节省大量成本。

3)所需原材料可使用常见金属粉末进行配置，且不需过细粉末，应用范围广泛。

4)尺寸适中，符合桌面级要求，便于家庭、学校等场所使用。

5)结构简单、工作效率高、方便可靠等优点。

附图说明

图1为一种桌面级金属粘土3D打印机的主剖视图；

图2为种桌面级金属粘土3D打印机的控制框图；

图中：1-底座；2-Z轴滑杆导轨；3-Z轴电机；4-X轴滑块；5-X方向固定滑杆导轨；6-Y方向移动滑杆导轨；7-工作平台；8-X轴电机；9-阶梯轴；10-工作平台滑块；11-X方向移动滑杆导轨；12-Y轴滑块；13-Y方向固定滑杆导轨；14-固定齿轮；15-Y轴电机；16-控制面板；17-工作平台运动机构；18-工作平台旋转电机；19-工作平台旋转机构；20-金属粘土打印喷头；21-金属粘土送料挤出机构；22-金属粘土料筒；23-打印机构；24-连接杆；25-Z轴运动机构；26-Z轴滑块；27-丝杆。

具体实施方式

以下将结合附图，对本发明进行详细说明。

结合图1、图2所示，本实施例公开的一种桌面级金属粘土3D打印机，包括底座1、Z轴运动机构25、工作平台旋转机构19、打印机构23和工作平台运动机构17，打印机构23安装在Z轴运动机构上25，Z轴运动机构25下端安装在底座1上，实现打印机构23在Z轴上的运动。底座1内部设置有工作平台运动机构17，工作平台运动机构17上设置有工作平台旋转机构19，由工作平台运动机构17带动工作平台旋转机构19运动，实现工作平台7在X、Y轴方向的运动。

具体地，工作平台旋转机构19包括工作平台7、工作平台旋转电机18、阶梯轴9及工作平台滑块10；阶梯轴9竖直设置，其下端通过轴承与工作平台滑块10连接，其中部通过同步带与工作平台旋转电机18连接，其顶端与工作平台7的回转中心固定连接，工作平台旋转电机18安装在工作平台滑块10上，实现工作平台在X、Y平面上的转动。

具体地，打印机构23包括，金属粘土打印喷头20、金属粘土送料挤出机构21及金属粘土料筒22；所述打印机构23通过连接杆24与Z轴滑块26固定连接，金属粘土打印喷头20安装在金属粘土料筒22的下端，金属粘土料筒22内的金属粘土通过金属粘土送料挤出机构21挤入金属粘土打印喷头20，进行打印。

具体地，工作平台运动机构17包括工作平台X轴运动机构和工作平台Y轴运动机构；

工作平台Y轴运动机构包括X方向移动滑杆导轨11、Y轴滑块12、Y方向固定滑杆导轨13、固定齿轮14及Y轴电机15；

X方向移动滑杆导轨11的两端固定连接Y轴滑块12，中间穿过工作台滑块10，并与工作台滑块10通过滑动轴承连接，工作平台滑块10可以沿X方向移动滑杆导轨11沿 X轴方向平动；Y轴滑块12其下部通过滑动轴承与Y方向固定滑杆导轨13连接，Y方向固定滑杆导轨13两端固定连接于底座1；Y轴滑块12其底部固定连接有同步带，同步带通过两个固定齿轮14张紧，一端的固定齿轮14通过同步带与Y轴电机15连接，实现工作平台7在Y轴方向的平动；

工作平台X轴运动机构包括Y方向移动滑杆导轨6、X轴滑块4、X方向固定滑杆导轨5、固定齿轮14及X轴电机8；

Y方向移动滑杆导轨6的两端固定连接X轴滑块4，中间穿过工作台滑块10，并与工作台滑块10通过滑动轴承连接，工作平台滑块10可以沿Y方向移动滑杆导轨11沿Y轴方向平动；X轴滑块4其下部通过滑动轴承与X方向固定滑杆导轨5连接，X方向固定滑杆导轨5两端固定连接于底座1；X轴滑块4其底部固定连接有同步带，同步带通过两个固定齿轮14张紧，一端的固定齿轮14通过同步带与X轴电机8连接，实现工作平台7在X轴方向的平动。

具体地，Z轴运动机构25包括，丝杆27、Z轴滑杆导轨2、Z轴滑块26及Z轴电机3；所述丝杆27其上端通过轴承与支架连接，其下端通过轴承与底座1连接，Z轴滑块26套装在丝杆27上，通过丝杆27的转动，带动Z轴滑块26沿Z轴方向平动；所述Z轴滑杆导轨2上端与支架固定连接，其下端与底座1固定连接，其中间穿过Z轴滑块26，并与Z轴滑块26通过滑动轴承连接。

具体地，打印机构23包括，金属粘土打印喷头20、金属粘土送料挤出机构21及金属粘土料筒22；打印机构23通过连接杆24与Z轴滑块26固定连接。具体实施中，可根据需要安装多个打印喷头，亦可以根据使用需求扩大、缩小工作平台面积。金属粘土送料挤出机构21为现有技术，可采用电动推进器或气动推进器。

具体地，一种桌面级金属粘土3D打印机，还包括控制板、开关电源、驱动模块、控制面板，开关电源与控制板电气连接，控制面板与控制板电气连接，控制板通过驱动模块控制电机转动。所述控制板及驱动模块均为现有技术，本领域技术人员可根据功能需求自行选择适用产品。

以上实施例只是对本专利的示例性说明，并不限定它的保护范围，本领域技术人员还可以对其局部进行改变，只要没有超出本专利的精神实质，都在本专利的保护范围内。