一种小型组装式3D打印机的制作方法

本实用新型涉及一种3D打印机，特别是一种小型组装式3D打印机。

背景技术：

3D打印，即快速成型技术的一种，是基于材料堆积法的一种高新制造技术，被认为是近20年来制造领域的一个重大成果。它集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身，可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件，从而为零件原型制作、新设计思想的校验等方面提供了一种高效低成本的实现手段。3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这 种技术打印而成的零部件。

现有的3D打印机，结构复杂、质量重，而且成本高，精度低，调试时间较长，限制了在市场上的推广和利用，同时体积比较大、结构不紧凑，打印的物体表面粗糙度明显，采购及使用维护费用都比较高，影响到产品的使用市场和规模。同时随着3D打印机技术发展，在高等院校和科研院所等部门都有庞大的需求群体，因此急需要开发结构简单，使用维护方便的小型便携式3D打印机，使得3D打印技术能够惠及普通的消费者，为各行各业产品开发、科学实验提供可靠的试验和加工设备，促进技术向现实生产力的转化。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于，提供一种小型组装式3D打印机。它提高了打印精度，可缩短整机调试时间，同时提高成品率和降低打印物体表面粗糙度，运输和维护还比较方便。

本实用新型的技术方案：一种小型组装式3D打印机，包括机架，机架上设有运动装置，运动装置连接有控制模块；运动装置上还设有送料装置和零点检测调节装置，所述的零点检测调节装置，包括限位开关，限位开关通过弹簧与蝶形螺母连接。

前述的小型组装式3D打印机中，所述的送料装置，包括步进电机座，步进电机座连接有压板，步进电机座还连接有第一步进电机，第一步进电机连接有压紧轮，压紧轮连接有送料齿轮，送料齿轮连接有加热头；步进电机座上设有散热风扇。

前述的小型组装式3D打印机中，所述的运动装置，包括X轴运动轴，X轴运动轴连接有Z轴运动轴，Z轴运动轴连接有Y轴运动轴；所述的X轴运动轴包括X轴步进电机座，X轴步进电机座上设有第二步进电机，第二步进电机上设有X轴同步带轮，X轴同步带轮通过第一同步带与第一同步带固定轴承连接，第一同步带上连接有挤出头连接件；第一同步带固定轴承连接有X轴导轨固定件，X轴导轨固定件与X轴步进电机座之间通过X轴直线轴承连接。

前述的小型组装式3D打印机中，所述的Y轴运动轴，包括Y轴步进电机座，Y轴步进电机座上设有第三步进电机，第三步进电机上设有Y轴同步带轮，Y轴同步带轮通过第二同步带与第二同步带固定轴承连接，第二同步带上连接有同步带连接件，第二同步带固定轴承连接有Y轴安装座，同步带连接件连接有平面固定板，平面固定板连接加热板，平面固定板还连接有Y轴直线轴承。

前述的小型组装式3D打印机中，所述的Z轴运动轴，包括Z轴步进电机座，Z轴步进电机座上设有第四步进电机，第四步进电机通过丝杠与Z轴导轨固定件连接，丝杠上设有丝杠螺母，Z轴步进电机座与Z轴导轨固定件之间通过Z轴直线轴承连接；

前述的小型组装式3D打印机中，所述的限位开关设置在限位开关固定座内，限位开关固定座连接开关安装座。

前述的小型组装式3D打印机中，所述的X轴导轨固定件与X轴步进电机座分别连接Z轴运动轴。

前述的小型组装式3D打印机中，所述的挤出头连接件连接送料装置。

前述的小型组装式3D打印机中，所述的Y轴直线轴承通过Y轴导轨固定件与机架连接。

前述的小型组装式3D打印机中，所述的Z轴步进电机座为两个；所述的Z轴步进电机座与机架连接。

与现有技术相比，本实用新型在运动装置上设有零点检测调节装置，零点检测调节装置通过开关安装座固定在铝型材上，转动蝶形螺母，使得限位开关上下移动，上下移动行程约1cm，提高了打印机加热头与底面平台对位的便捷度和精确度，在简化整机调试的同时，也提高了打印质量，可缩短整机调试所需时间50%以上，降低打印物体表面粗糙度10%以上；在运动装置上还设有送料装置，送料装置的第一步进电机被安装在步进电机座上，送料齿轮与压紧轮通过摩擦力与第一步进电机的转动把料送进加热头中，在加热头旁边放置散热风扇，为了使加热头上部分不至于过热；加热头的固定是利用步进电机座和压板两部分，夹紧加热头，使加热头在打印过程中不会颤动，有效提高了打印精度和表面质量，打印精度提高约10%，打印物体成品率提高约20%；本实用新型由机架、运动装置、控制模块、送料装置和零点检测调节装置组装而成，方便运输，可节约运输成本约60%，并且毫无机械或电子相关专业知识的普通人也能在20分钟内轻松完成对接组装，可通过更换某个部件来实现的维修也可由普通用户自行完成，无需专业技术人员上门服务，由于显著降低了组装和零部件更换的难度，本3D打印机在一般使用上对用户的技术专业知识几乎没有要求，极易被普通大众所接受。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图；

图2是本实用新型中零点检测调节装置的结构示意图；

图3是本实用新型中送料装置的主视图；

图4是本实用新型中送料装置的俯视图；

图5是本实用新型中X轴运动轴的主视图；

图6是本实用新型中X轴运动轴的俯视图；

图7是本实用新型中Y轴运动轴的主视图；

图8是本实用新型中Y轴运动轴的俯视图；

图9是本实用新型中Z轴运动轴的结构示意图。

附图中的标记为：1-机架，2-送料装置，3-零点检测调节装置，4-限位开关，5-弹簧，6-蝶形螺母，7-限位开关固定座，8-开关安装座，9-步进电机座，10-压板，11-第一步进电机，12-压紧轮，13-送料齿轮，14-加热头，15-X轴运动轴，16-Z轴运动轴，17-Y轴运动轴，18-X轴步进电机座，19-第二步进电机，20-X轴同步带轮，21-第一同步带，22-第一同步带固定轴承，23-挤出头连接件，24-X轴导轨固定件，25-X轴直线轴承，26-Y轴步进电机座，27-第三步进电机，28-Y轴同步带轮，29-第二同步带，30-第二同步带固定轴承，31-Y轴安装座，32-同步带连接件，33-平面固定板，34-加热板，35-Y轴直线轴承，36-Y轴导轨固定件Z轴步进电机座，37-第四步进电机，38-丝杠螺母，39-丝杠，40-Z轴导轨固定件，41-Z轴直线轴承，42- Z轴步进电机座。

具体实施方式

实施例1 一种小型组装式3D打印机，构成如图1-9所示，包括机架1，机架1上设有运动装置，运动装置连接有控制模块；所述的控制模块为现有技术，采用拔插式接口进行组装，便于运输；运动装置上还设有送料装置2和零点检测调节装置3，所述的零点检测调节装置3，包括限位开关4，限位开关4通过弹簧5连接有蝶形螺母6。所述的送料装置2，包括步进电机座9，步进电机座9连接有压板10，步进电机座9还连接有第一步进电机11，第一步进电机11连接有压紧轮12，压紧轮12连接有送料齿轮13，送料齿轮13连接有加热头14；步进电机座9上设有散热风扇，散热风扇上设有散热片。所述的运动装置，包括X轴运动轴15，X轴运动轴15连接有Z轴运动轴16，Z轴运动轴16连接有Y轴运动轴17；所述的X轴运动轴15包括X轴步进电机座18，X轴步进电机座18上设有第二步进电机19，第二步进电机19上设有X轴同步带轮20，X轴同步带轮20通过第一同步带21与第一同步带固定轴承22连接，第一同步带21上连接有挤出头连接件23；第一同步带固定轴承22连接有X轴导轨固定件24，X轴导轨固定件24与X轴步进电机座18之间通过X轴直线轴承25连接。所述的Y轴运动轴17，包括Y轴步进电机座26，Y轴步进电机座26上设有第三步进电机27，第三步进电机27上设有Y轴同步带轮28，Y轴同步带轮28通过第二同步带29与第二同步带固定轴承30连接，第二同步带29上连接有同步带连接件32，第二同步带固定轴承30连接有Y轴安装座31，同步带连接件32连接有平面固定板33，平面固定板33连接加热板34，平面固定板33还连接有Y轴直线轴承35。所述的Z轴运动轴16，包括Z轴步进电机座42，Z轴步进电机座42上设有第四步进电机37，第四步进电机37通过丝杠39与Z轴导轨固定件40连接，丝杠39上设有丝杠螺母38，丝杠螺母38连接X轴运动轴15，Z轴步进电机座42与Z轴导轨固定件40之间通过Z轴直线轴承41连接；所述的限位开关4设置在限位开关固定座7内，限位开关固定座7连接开关安装座8。所述的X轴导轨固定件24与X轴步进电机座18分别连接Z轴运动轴16。所述的挤出头连接件23连接送料装置2。所述的Y轴直线轴承35通过Y轴导轨固定件36与机架1连接。所述的Z轴步进电机座42为两个；所述的Z轴步进电机座42与机架1连接。

机架1由水平框架和竖直框架组成，水平框架由4根铝型材通过角接件连接成矩形结构；竖直框架由3根铝型材通过角接件连接成π型结构；竖直框架通过角接件固定在水平框架上，组成龙门式机架，在水平框架四个角的下方分别装有一个角接件作为支撑机架1的支座。

机架1的顶端设有挂料机构，挂料机构用于挂料，挂料机构由两根铝型材通过角接件连接呈“7”型结构，挂料机构通过角接件连接在机架的最顶端。

所述的控制模块为现有技术，用于控制运动装置进行运动，由电源部分和主控板模块构成，电源部分由开关电源通过开关电源固定件固定在机架1上；主控板模块由主控板通过主控板固定件固定在机架1上；本实用新型的电路采用集成电路和外接电路线束进行连接，控制模块和外接电路线束采用自由拔插式接口进行组装，便于拆卸、运输和组装。

工作原理：如图1-9所示，本实用新型由机架1、运动装置、控制模块、送料装置2和零点检测调节装置3组装而成，原料进入送料装置2内，送料齿轮13与压紧轮12通过摩擦力与第一步进电机11的转动把料送进加热头14中，在加热头14旁边放置散热风扇，为了使加热头14上部分不至于过热；加热头14的固定是利用步进电机座9和压板10两部分，夹紧加热头14，使加热头14在打印过程中不会颤动，有效提高了打印精度和表面质量；所述的控制模块为现有技术，用于控制运动装置进行运动，运动装置包括X轴运动轴15、Z轴运动轴16和Y轴运动轴17，X轴运动轴15控制X轴的运动，利用第二步进电机19带动第一同步带21运动，第一同步带21再带动挤出头连接件23进行X轴的移动可实现3D打印机对X轴进行打印；Y轴运动轴17用于控制Y轴的运动，第三步进电机27通过第二同步带29带动平面固定板33上的加热板34沿Y轴方向移动，实现3D打印机对Y轴进行打印；Z轴运动轴16控制Z轴的运动，第四步进电机37带动丝杠39旋转，丝杠39上丝杠螺母38进行上下移动，丝杠螺母38连接X轴运动轴15，带动X轴运动轴15整体进行Z轴运动，从而实现3D打印机对Z轴的打印。