自动转换打印头的3D打印机的制作方法

本实用新型属于3D打印技术领域，尤其涉及一种自动转换打印头的3D打印机。

背景技术：

三维打印即快速成形技术的一种，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。

3D打印是一种新兴的零件成型技术，处于快速发展和应用阶段。目前的3D打印机品种多，应用范围广，结构多样化，造成了3D打印机产品制造批量小，通用化程度低，成本高的问题。以常见的三柱式3D打印机为例，其上只有一个安装打印头的结构，打印头可以是挤出头也可以是激光头，当打印头在使用过程中出现问题时，不能及时进行处理，需要更换打印头后再进行打印，或者，当使用挤出头打印需要切换为激光头打印时，都需要将现有打印头拆下来进行更换，或准备两台打印机，这就使得操作繁琐，增加了投入成本高，目前还没有解决该问题的方法和装置。

技术实现要素：

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型提供了一种自动转换打印头的3D打印机，可以实现两个打印头的切换，两个打印头可以为相同类型也可以为不同类型，或者实现其中一个打印头损坏后与另一个打印头的快速切换，对突发故障造成的影响较小，而且切换和装卸非常方便。

为了实现上述目的，本实用新型提供一种自动转换打印头的3D打印机，其特征在于：

包括驱动架体、设置在驱动架体上的伺服电机、与伺服电机连接的打印机构、位于打印机构下方的打印平台，所述打印机构包括打印臂、与打印臂连接的转换结构、与转换结构连接的打印头；

所述转换结构包括限位结构、效应器、转换主体，所述限位结构上端设有限位开关，所述限位结构两侧设有弹性限位块，所述效应器上方设有水平固定圆盘，所述限位结构设置在所述水平固定圆盘上；所述转换主体设置在所述水平固定圆盘下方，所述转换主体下端竖直方向上与第一打印头连接，所述转换主体侧部设有倾斜设置的第二打印头安装板，所述第二打印头安装板上设有第二打印头；

所述限位结构左右两侧设有第一限位板、第二限位板，所述第一限位板、所述第二限位板上设有固定柄，所述第一限位板的固定柄位于所述第一限位板左侧，并设置在所述弹性限位块下方，所述第二限位板的固定柄位于所述第二限位板右侧，所述第二限位板的手柄相对于所述水平固定圆盘倾斜设置，所述第一限位板、所述第二限位板的外侧分别设有位于所述水平固定圆盘上的固定块，所述固定块通过螺丝与所述水平固定圆盘固定连接，两个所述固定块与所述水平固定圆盘之间设有转轴，所述转轴下部分卡接在所述水平固定圆盘内，上部分卡接在所述固定块内。

所述第一限位板、所述第二限位板垂直于所述水平固定圆盘，且所述所述第一限位板、所述第二限位板所在的竖直面相互平行。

所述第二限位板相对于所述水平固定圆盘之间的倾斜角度为30°，所述第二限位板的固定柄与所述水平固定圆盘之间不接触。

所述转换主体下部、所述第一打印头和所述第二打印头附近设有散热风扇。

所述效应器的三个方向上分布有减重圆孔。

所述转换主体下端通过竖直方向上的所述第一打印头安装孔与第一打印头连接，所述第二打印头安装板上设有第二打印头。

所述第一打印头为挤出头，所述挤出头上方设有加热器，所述第二打印头为激光头。

所述驱动架体包括驱动柱、通过连接块与驱动柱上端连接的上横梁、通过连接块与驱动柱下端连接的下横梁，所述驱动柱沿垂直于所述上横梁和所述下横梁的方向设置，所述驱动柱、所述上横梁、所述下横梁互相连接成三角形的所述驱动架体。

所述驱动柱上设有导轨，所述导轨的方向平行于所述驱动柱的延伸方向，所述打印臂与连接凸台铰接，所述连接凸台上设有与所述导轨配合的凹槽。

本实用新型的有益效果是：增加了转换结构，转换结构的两个限位板配合限位结构可实现打印头转换后的固定作用，以使转换主体处于竖直位置或倾斜位置，弹性限位块在受到侧部挤压时可以缩回限位结构内部，也可以通过限位开关实现弹性限位块的缩回，使用某一种打印头时，会有一块限位板和一个与之对应的弹性限位块配合，弹性限位块将限位板的固定柄压住，防止转换结构晃动；水平固定圆盘和固定块通过螺丝实现对转轴的支撑固定作用，防止转换结构处于某种状态时转轴转动导致整个结构不稳；转轴用于转换时转换主体的旋转。本实用新型设置了两个打印头，并设置了两个打印头的转换结构，通过转换结构能快速实现不同打印头之间的切换，当其中一个打印头损坏时，能够瞬间完成更换，对打印工作几乎不会造成影响，而且本实用新型结构简单，拆装方便。

附图说明

图1为本实用新型的结构示意图；

图2为本实用新型的侧视图；

图3为本实用新型的俯视图；

图4为本实用新型转换结构的结构示意图；

图5为本实用新型安装打印头和散热风扇的转换结构立体图；

图6为本实用新型安装打印头和散热风扇后转换结构的俯视图；

图7为本实用新型安装打印头和散热风扇后转换结构的侧视图。

图中，1、限位结构，2、效应器，3、转换主体，4、减重圆孔，5、限位开关，6、弹性限位块，7、卡块，8、转轴，9、水平固定圆盘，10、第一限位板，11、第二限位板，12、第一限位板的固定柄，13、第二限位板的固定柄，14、固定块，15、第二打印头安装板，16、第一打印头安装孔，17、挤出头，18、激光头，19、散热风扇，20、驱动架体，21、伺服电机，22、打印平台，23、打印臂，24、转换结构，25、驱动柱，26、上横梁，27、下横梁，28、连接凸台。

具体实施方式

下面结合附图对实用新型的一种具体实施方式做出说明。

如图1、图2、图3所示，本实用新型提供一种自动转换打印头的3D打印机，包括驱动架体20、设置在驱动架体20上的伺服电机21、与伺服电机21连接的打印机构、位于打印机构下方的打印平台22，所述打印机构包括打印臂23、与打印臂23连接的转换结构24、与转换结构24连接的打印头。

如图4所示，所述转换结构24包括限位结构1、效应器2、转换主体3，所述限位结构1上端设有限位开关5，所述限位结构1侧部设有弹性限位块6，在所述效应器2的三个方向上分别设置一个卡块7，以加强转换结构的强度；所述效应器2与位于所述效应器2下方的所述转换主体3为一整体结构，所述效应器2上方设有水平固定圆盘9，所述限位结构1设置在所述水平固定圆盘9上；

所述限位结构1左右两侧设有第一限位板10，为了使整个装置结构稳定平衡，同时设置了第二限位板11，在所述第一限位板10、所述第二限位板11上设有固定柄，所述第一限位板的固定柄12位于所述第一限位板10左侧，所述第一限位板的固定柄12设置在所述弹性限位块6下方、与水平固定圆盘9平行设置，并与水平固定圆盘9接触。所述第一限位板的固定柄13位于所述第二限位板11右侧，且所述第二限位板11的手柄相对于所述水平固定圆盘9倾斜设置，优选30°，所述第一限位板的固定柄13不与所述水平固定圆盘9接触，所述第一限位板10、所述第二限位板11的外侧分别设有位于所述水平固定圆盘9上的固定块14，固定块14通过螺丝与水平固定圆盘9之间紧固连接，形成阻尼装置，以防止转轴9的转动。两个所述固定块14与所述水平固定圆盘9之间设有转轴8，所述转轴8下部分卡接在所述水平固定圆盘9内，上部分卡接在所述固定块14内。且转轴8与其中一个卡块7的侧面相接触，进一步对转轴8起固定作用。

限位结构1内部设有水平方向的弹簧，在弹簧的两端设置弹性限位块6，限位开关5下方与挂钩连接，挂钩与弹簧连接，挂钩处于倾斜竖直方向，限位开关5通过控制挂钩的弯曲程度实现对弹簧的拉伸和压缩，进而实现对弹性限位块6伸缩的控制。此结构为现有技术常见技术。

如图5-7所示，所述转换主体3下端竖直方向上通过第一打印头安装孔16与第一打印头连接，所述转换主体3侧部设有倾斜设置的第二打印头安装板15，所述第二打印头安装板15上设置第二打印头，可为激光头18，也可为挤出头17，也可分别设置一个，根据实际需要安装，同时拆装方便，打印头切换方便。

所述转换主体3下部、所述第一打印头和所述第二打印头附近设有散热风扇19；

所述效应器2的三个方向上分布有减重圆孔4。

所述第一打印头为挤出头17，所述挤出头17上方设有加热器，所述第二打印头为激光头18。两个打印头之间的切换通过限位结构1和两个限位板实现。

所述打印臂23与连接凸台28铰接，所述连接凸台28与驱动架体20滑动连接。连接凸台28是向打印臂23方向凸出的、避免打印臂23触碰驱动架的锥形的凸台。使打印臂23运动灵活，适应更大的打印空间。

所述驱动架体20包括驱动柱25、通过连接块与驱动柱25上端连接的上横梁26、通过连接块与驱动柱25下端连接的下横梁27，所述驱动柱25沿垂直于所述上横梁26和所述下横梁27的方向设置，驱动柱25、上横梁26、下横梁27互相连接成三角形的所述驱动架体20。

驱动架的具体为：有三支等长的上横梁26在驱动柱25的上端连接三支驱动柱25，有三支等长的下横梁27在驱动柱25的下端连接三支驱动柱25，还有三支等长的下横梁27在驱动柱25底端连接三支驱动柱25。驱动柱25与上横梁26、下横梁27之间通过连接块连接构成驱动架体20，连接块在驱动柱25的顶端或上部与上横梁26连接，连接块在驱动柱25的底端或下部与下横梁27连接。

所述驱动柱25上设有导轨、所述伺服电机21，所述导轨的方向平行于所述驱动柱25的延伸方向，所述导轨与所述连接凸台28上设置的凹槽相配合。

工作原理：驱动架体20用于支撑伺服电机21和打印机构，打印手臂通过连接凸块可以实现在驱动柱25上的上下滑动，实现打印头的上下移动，打印头之间需要转换时，可以通过转换机构。转换过程的原理具体为：当需要在第一打印头和第二打印头之间进行转换时，按下限位结构1上表面的限位开关5，位于限位结构1侧部的弹性限位块6缩回，第一限位板的固定柄12处于活动状态，此时转换主体7、效应器2、水平固定圆盘9、第一限位板10、第二限位板11会绕转轴8转动，当限位结构1转动至第二打印头安装板15处于竖直位置时停止转动，第二限位板的固定柄13与水平固定圆盘9接触，第一限位板的固定柄12处于倾斜状态，此时将两个固定块14的螺丝拧紧，将转轴8通过水平固定圆盘9、固定块14、螺丝紧紧固定，防止转轴旋转，进而将整个转换结构压紧，防止设备晃动。当需要将第一打印头换回竖直方向时，拧开固定块14的螺丝，转轴8又可转动，转换主体7、效应器2、水平固定圆盘9、第一限位板10、第二限位板11会绕转轴8反方向转动，第一限位板的固定柄12回到水平方向，第二限位板的固定柄13处于倾斜位置，弹性限位块6重新将第一限位板的固定柄12压紧，将转轴8固定，同时还可以将固定块14的螺丝拧紧，加固转轴8，防止转动，完成两个打印头的快速转换。

以上对本实用新型的实例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本实用新型的专利涵盖范围之内。