一种粉末粘结式3D打印机的制作方法

本实用新型涉及一种3D打印机，特别涉及一种粉末粘结式3D打印机。

背景技术：

随着3D打印技术的不断发展，现已发展出熔融沉积、激光烧结、光固化等多种形式的3D打印技术，但目前这些技术在一次打印过程中只能完成单色产品的制造，而国外对于彩色产品打印技术的壁垒尚未去除，因此急需开发一款具有自主知识产权的彩色产品3D打印设备，以满足人们对彩色打印的需求。

技术实现要素：

为解决上述现有技术中的技术问题，本实用新型提出了一种粉末粘结式3D打印机，所采取的技术方案如下：

所述3D打印机包括打印机本体1、铺粉机构2、铺粉滑轨套件3、料箱套件4、同步带传动套件5、桁架结构体6以及圆柱式丝杠滑轨套件7；所述打印机本体1与铺粉机构2相连；铺粉滑轨套件3安装在料箱套件4的两侧；所述料箱套件4固定安装在桁架结构体6的中层横梁上；所述同步带传动套件5固定安装于桁架结构体6的上层横梁上；所述打印机本体1与铺粉机构2活动安装于同步带传动套件5上；所述圆柱式丝杠滑轨套件7则通过螺纹连接安装在桁架结构体6的下层横梁上。

优选地，所述铺粉机构2包括铺粉机架2a、铺粉导向块2b、铺粉辊轴2c、铺粉联轴器2d以及铺粉电机2e；所述铺粉电机2e通过铺粉联轴器2d与铺粉辊轴2c互联；所述铺粉电机2e、铺粉联轴器2d、铺粉辊轴2c以及铺粉导向块2b都安装在铺粉机架2a上；所述铺粉机架2a通过螺纹连接将整个铺粉机构2安装在打印机本体1上。

优选地，所述料箱套件4包括供料侧粉体托板4a、料箱壳体4b以及打印侧粉体托板4c；所述料箱壳体4b固定安装在桁架结构体6的中层横梁上；所述供料侧粉体托板4a和打印侧粉体托板4c分别安装在料箱壳体4b的供料侧和打印侧。

优选地，所述同步带传动套件5包括同步轴承座5a、1号同步带5b、y轴电机5c、电机支架5d、电机机架5e、同步轮轴5f、2号同步带5g、打印机支架5h、张紧轮机架5i、张紧轮5j以及同步滑轨5k；所述y轴电机5c安装在电机支架5d上；所述电机支架5d安装在电机机架5e上；所述电机机架5e安装于桁架结构体6上；所述1号同步带5b与安装在同步轴承座5a上的同步轮轴5f相连；所述y轴电机5c利用电机机架5e调节安装高度，并通过所述1号同步带5b传递动力；所述同步轴承座5a固定安装在桁架结构体6的上层横梁上；所述2号同步带5g安装于同步轮轴5f上；所述同步轮轴5f通过2号同步带5g将动力传递给打印机支架5h；所述2号同步带5g利用安装在张紧轮机架5i上的张紧轮5j调整张紧度；所述打印机本体1与铺粉机构2安装在打印机支架5h上。

优选地，所述电机机架5e通过焊接方式安装于桁架结构体6的上层横梁上。

优选地，所述同步轴承座5a通过焊接方式固定安装在桁架结构体6的上层横梁上。

优选地，所述圆柱式丝杠滑轨套件7包括丝杠滑轨固定端7a、圆柱式滑轨7b、z轴电机7c、丝杠滑轨机架7d、滑轨套件联轴器7e、丝杠螺母副7f以及托盘推杆7g；所述z轴电机7c通过滑轨套件联轴器7e与丝杠螺母副7f相连；所述丝杠螺母副7f通过托盘推杆7g分别与供料侧粉体托板4a和打印侧粉体托板4c相连，并且所述丝杠螺母副7f沿圆柱式滑轨7b进行运动；所述z轴电机7c、滑轨套件联轴器7e、丝杠螺母副7f、托盘推杆7g和圆柱式滑轨7b均安装在丝杠滑轨机架7d上；所述丝杠滑轨机架7d安装在桁架结构体6的下层横梁上。

优选地，所述z轴电机7c、滑轨套件联轴器7e、丝杠螺母副7f、托盘推杆7g和圆柱式滑轨7b通过丝杠滑轨固定端7a进行封装。

优选地，所述丝杠滑轨机架7d则通过螺纹连接方式安装在桁架结构体6的下层横梁上。

优选地，所述圆柱式滑轨7b的数量为三根。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提出的一种粉末粘结式彩色3D打印机采用粉末类打印原料，接收三维模型文件，对类石膏粉料层喷涂无色粘结剂和彩色墨水，使之固化成型，同时完成上色，最终打印出上色的3D实体。本实用新型适用于工艺美术品制作、动漫周边产品制作及三维人像制作的等领域，即可面向企业用户提供周到的产品服务，又可满足个人用户独特实际需求。

附图说明

图1为本实用新型所述一种粉末粘结式彩色3D打印机的整体示意图。

图2为本实用新型所述一种粉末粘结式彩色3D打印机的局部结构示意图一。

图3为本实用新型所述一种粉末粘结式彩色3D打印机的局部结构示意图二。

(1，打印机本体；2，铺粉机构；3，铺粉滑轨套件；4，料箱套件；5，同步带传动套件；6，桁架结构体；7，圆柱式丝杠滑轨套件；1a，打印机喷头；2a，铺粉机架；2b，铺粉导向块；2c，铺粉辊轴；2d，铺粉联轴器；2e，铺粉电机；5a，同步轴承座；5b，1号同步带；5c，y轴电机；5d，电机支架；5e，电机机架；5f，同步轮轴；5g，2号同步带；5h，打印机支架；5i，张紧轮机架；5j，张紧轮；5k，同步滑轨；4a，供料侧粉体托板；4b，料箱壳体；4c，打印侧粉体托板；7a，丝杠滑轨固定端；7b，圆柱式滑轨；7c，z轴电机；7d，丝杠滑轨机架；7e，滑轨套件联轴器；7f，丝杠螺母副；7g，托盘推杆)

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型做进一步说明，但本实用新型不受实施例的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”和“竖着”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接连接，亦可以是通过中间媒介间接连接，可以是两个部件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”、“多组”、“多根”的含义是两个或两个以上。

以下实施方式中所用材料、仪器和方法，未经特殊说明，均为本领域常规材料、仪器和方法，均可通过商业渠道获得。

实施例1

图1为本实用新型所述一种粉末粘结式彩色3D打印机的整体示意图。该粉末粘结式彩色3D打印机包括打印机本体1、铺粉机构2、铺粉滑轨套件3、料箱套件4、同步带传动套件5、桁架结构体6以及圆柱式丝杠滑轨套件7；打印机本体1内安装有打印机喷头1a；打印机本体1与铺粉机构2相连；铺粉滑轨套件3固定安装于料箱套件4上并位于打印机本体1的下方；同步带传动套件5固定安装于桁架结构体6的上层横梁上；打印机本体1与铺粉机构2活动安装于同步带传动套件5上。桁架结构体6是整台打印机设备的主支撑结构，起到固定和支撑其他零部件的作用；其中，打印机本体1与铺粉机构2相互连接后与同步带传动套件5和铺粉滑轨套件3配合形成运动副。同步带传动套件5通过螺纹连接方式安装于桁架结构体6上；铺粉滑轨套件3位于料箱套件4的两侧；料箱套件4通过螺纹连接方式安装在桁架结构体6的中层横梁上；圆柱式丝杠滑轨套件7通过螺纹连接安装在桁架结构体6的下层横梁上。

图2为本实用新型所述一种粉末粘结式彩色3D打印机的局部结构示意图一，如图2所示，铺粉机构2包括铺粉机架2a、铺粉导向块2b、铺粉辊轴2c、铺粉联轴器2d以及铺粉电机2e。其中，铺粉电机2e通过铺粉联轴器2d与铺粉辊轴2c互联；铺粉电机2e、铺粉联轴器2d、铺粉辊轴2c以及铺粉导向块2b都安装在铺粉机架2a上；铺粉机架2a通过螺纹连接将整个铺粉机构2安装在打印机本体1上。

同步带传动套件5包括同步轴承座5a、1号同步带5b、y轴电机5c、电机支架5d、电机机架5e、同步轮轴5f、2号同步带5g、打印机支架5h、张紧轮机架5i、张紧轮5j以及同步滑轨5k；其中，y轴电机5c是整个同步带传动套件5的动力源；并且y轴电机5c安装在电机支架5d上；电机支架5d安装在电机机架5g上；电机机架5e通过焊接方式固定安装在桁架结构体6的上层横梁上，1号同步带5b与安装在同步轴承座5a上的同步轮轴5f相连；y轴电机5c利用电机机架5e调节安装高度，并通过所述1号同步带5b传递动力；同步轴承座5a通过焊接方式固定安装在桁架结构体6的上层横梁上；2号同步带5g安装于同步轮轴5f上；同步轮轴5f通过2号同步带5g将动力传递给打印机支架5h；2号同步带5g利用安装在张紧轮机架5i上的张紧轮5j调整张紧度；打印机本体1与铺粉机构2安装在打印机支架5h上。

图3为本实用新型所述一种粉末粘结式彩色3D打印机的局部结构示意图二，如图3所示，料箱套件4包括供料侧粉体托板4a、料箱壳体4b以及打印侧粉体托板4c；料箱壳体4b固定安装在桁架结构体6的中层横梁上；供料侧粉体托板4a和打印侧粉体托板4c分别安装在料箱壳体4b的供料侧和打印侧。

圆柱式丝杠滑轨套件7包括丝杠滑轨固定端7a、圆柱式滑轨7b、z轴电机7c、丝杠滑轨机架7d、滑轨套件联轴器7e、丝杠螺母副7f以及托盘推杆7g；z轴电机7c通过滑轨套件联轴器7e与丝杠螺母副7f相连；丝杠螺母副7f通过托盘推杆7g分别与供料侧粉体托板4a和打印侧粉体托板4c相连，并且所述丝杠螺母副7f沿三根圆柱式滑轨7b进行运动；所述z轴电机7c、滑轨套件联轴器7e、丝杠螺母副7f、托盘推杆7g和圆柱式滑轨7b均安装在丝杠滑轨机架7d上；丝杠滑轨机架7d安装在桁架结构体6的下层横梁上。

其中，z轴电机7c、滑轨套件联轴器7e、丝杠螺母副7f、托盘推杆7g和圆柱式滑轨7b通过丝杠滑轨固定端7a进行封装，而丝杠滑轨机架7d则通过螺纹连接方式安装在桁架结构体6的下层横梁上。

该粉末粘结式彩色3D打印机主要分为上料、铺粉、打印和提取四个阶段，具体打印工作过程如下：

1.上料阶段。该阶段首先利用z轴电机7c和圆柱式丝杠滑轨套件7将供料侧粉体托板4a降到料箱壳体4b的供料侧底部，然后向供料侧填充粉末类打印材料，并保证料粉充满整个供料侧，最后将打印侧粉体托板4c升至料箱壳体4b打印侧的顶端，等待下步工作。

2.铺粉阶段。该阶段利用铺粉机构2从料箱壳体4b的供料侧向料箱壳体4b的打印侧铺设一定厚度的粉末状打印材料作为打印基底。工作时，铺粉机构2位于料箱壳体4b的供料侧一端，通过控制z轴电机7c使得供料侧粉体托板4a上升一定高度，随后y轴电机5c运转，利用同步带传动套件5使得铺粉机构2连同打印机本体1从料箱壳体4b的供料侧一端运动至打印侧一端，在此过程中铺粉电机2e带动铺粉辊轴2c进行旋转，旋转方向始终要与铺粉机构2的运动方向相反，从而令供料侧上升起的打印粉末在铺粉辊轴2c的作用下运动至料箱壳体4b的打印侧，当铺粉机构2行驶到打印侧末端后，z轴电机7c带动打印侧粉体托板4c下降一段距离，这段距离的长度视铺设一层打印基底的厚度而定，随后y轴电机5c反向运转，将铺粉机构2重新带回至料箱壳体4b的供料端，完成一个铺粉工作循环，铺粉工作循环的次数视欲铺设打印基底的厚度而定。

3.打印阶段。当铺粉阶段完成后，3D打印机紧接着便进入打印阶段了，在打印阶段3D打印机的工作过程与铺粉阶段类似，只不过在铺设完一层打印料粉，y轴电机5c的反向运转需要配合打印机喷头1a的打印动作行进，此外，每次铺设粉层的厚度要比铺粉阶段薄很多，数值位于圆柱式丝杠滑轨套件7的运动极限精度和料粉固化极限厚度之间，视打印精度而定。

4.提取阶段。当三维产品打印完毕之后，需要等待一段时间，令产品能够彻底固化成型，此时打印机处于待机状态，随后操作人员可以将产品取出并将料箱套件4中的类粉末原料清理干净，至此，打印机的一次完整打印作业结束。

虽然本实用新型已以较佳的实施例公开如上，但其并非用以限定本实用新型，任何熟悉此技术的人，在不脱离本实用新型的精神和范围内，都可以做各种改动和修饰，因此本实用新型的保护范围应该以权利要求书所界定的为准。