一种具有防止球形工件产生形变的3D打印机的制作方法

本发明涉及3d打印机领域，特别涉及一种具有防止球形工件产生形变的3d打印机。

背景技术：

3d打印机是一种累积制造技术，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，运用特殊蜡材、粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过打印一层层的粘合材料来制造三维的物体。

在3d打印机打印球形工件时一般先打印球形工件的底部，因为粘合材料在加热后质地比较软，而球形工件与底座是点接触，容易使球形工件发送形变，从而影响打印质量。

技术实现要素：

本发明要解决的技术问题是：为了克服现有技术的不足，提供一种具有防止球形工件产生形变的3d打印机。

本发明解决问题所采用的技术方案是：一种具有防止球形工件产生形变的3d打印机，包括输料机构、驱动机构、喷头、壳体、plc和底座，所述底座上还设有夹持机构、翻转机构和托盘；

所述托盘的上侧设有限位槽，所述限位槽为半球形，所述托盘位于壳体内，所述托盘位于底座的上方；

所述翻转机构包括气缸、支架、第二电机、第一圆齿轮、第二圆齿轮和夹持机构，所述气缸推动支架上下移动，所述夹持机构的两侧均通过轴承与支架连接，所述夹持机构设有轴承的两侧上还设有第二圆齿轮，所述第二电机驱动第一圆齿轮旋转，所述第二电机固定设置在支架上，所述第一圆齿轮和第二圆齿轮啮合；

所述夹持机构包括翻转板和夹持组件，所述夹持组件有两个，两个夹持组件均设置在翻转板上，所述夹持组件与翻转板滑动连接，所述夹持组件包括第一电机、第一限位杆、丝杆、夹持板和固定板，所述第一电机驱动丝杆旋转，所述第一电机固定设置在固定板上，所述夹持板上设有与丝杆匹配的内螺纹，所述丝杆的一端穿入夹持板，所述夹持板远离丝杆的一端设有夹持槽，所述夹持槽为半圆形，所述第一限位杆的一端固定设置在固定板上，所述第一限位杆的另一端穿入夹持板。

所述第一电机、第二电机、气缸均与plc电连接。

作为优选，为了在夹持时夹持得工件更加牢固且不会损坏工件，所述夹持板上还设有夹持单元，所述夹持单元包括夹持块、第二限位杆、弹簧、固定块、第一触块和第二触块，所述夹持单元有若干个，各夹持单元均匀设置在夹持槽上，所述夹持块通过弹簧与固定块连接，所述第二限位杆的一端与夹持块连接，所述第二限位杆的一端与第一触块连接，所述第二限位杆与弹簧平行设置，所述第二触块固定设置在固定块上，所述第二触块位于第一触块的一侧，所述第一触块与外部电源连接，所述第二触块与plc连接。

在夹持工件时，夹持块与工件抵靠，使弹簧压缩，使第一触块与第二触块抵靠，当第一触块与第二触块抵靠时，把电信号发送给plc，此时夹持状态十分稳定。

作为优选，为了保护弹簧，所述弹簧上还设有波纹管。

作为优选，为了增加波纹管的牢固度和耐用性，所述波纹管为钢带波纹管。

作为优选，为了更好的给夹持板导向，所述第一限位杆有两个，两个第一限位杆关于第一电机对称设置。

作为优选，为了方便翻转板旋转，所述第一圆齿轮的直径小于第二圆齿轮的直径。

作为优选，为了方便控制，所述第一电机、第二电机均为伺服电机。

作为优选，为了保护第一圆齿轮和第二圆齿轮，所述第一圆齿轮和第二圆齿轮之间涂有机油。

作为优选，为了书夹持板在翻转板上滑动得更稳定，所述夹持板上还设有燕尾榫，所述翻转板上还设有燕尾槽，所述燕尾榫与燕尾槽匹配。

作为优选，为了增加夹持板的牢固度，所述夹持板的制作材料为钢材。

本发明的有益效果是，该具有防止球形工件产生形变的3d打印机设计巧妙，可操作性高，在打印球形工件时首先打印工件中部的圆环，向上打印成倒置的半球形，再通过翻转机构使打印完的半球形工件翻转过来，放置在托盘上的半球形限位槽上，然后进行打印球形工件的内部机构和另外半个半球形外壳，从而避免了在打印半球形工件的球形外壳与底座的点接触，从而避免了球形工件的变型，提高的打印质量。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明的现有技术中的3d打印机的结构示意图。

图2是本发明的一种具有防止球形工件产生形变的3d打印机的翻转机构的结构示意图。

图3是本发明的一种具有防止球形工件产生形变的3d打印机的夹持机构的结构示意图。

图4是本发明的一种具有防止球形工件产生形变的3d打印机的托盘的结构示意图。

图5是本发明的一种具有防止球形工件产生形变的3d打印机的夹持单元的结构示意图。

图中：1.输料机构，2.驱动机构，3.喷头，4.壳体，5.底座，6.第一电机，7.第一限位杆，8.丝杆，9.夹持组件，10.夹持槽，11.翻转板，12.夹持板，13.固定板，14.第二圆齿轮，15.气缸，16.第二电机，17.第一圆齿轮，18.支架，19.第二限位杆，20.弹簧，21.第一触块，22.第二触块，23.固定块，24.夹持块，25.限位槽，26.托盘。

具体实施方式

现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。

如图1-5所示，一种具有防止球形工件产生形变的3d打印机，包括输料机构1、驱动机构2、喷头3、壳体4、plc和底座5，所述底座5上还设有夹持机构、翻转机构和托盘26；

所述托盘26的上侧设有限位槽25，所述限位槽25为半球形，所述托盘26位于壳体4内，所述托盘26位于底座5的上方；

所述翻转机构包括气缸15、支架18、第二电机16、第一圆齿轮17、第二圆齿轮14和夹持机构，所述气缸15推动支架18上下移动，所述夹持机构的两侧均通过轴承与支架18连接，所述夹持机构设有轴承的两侧上还设有第二圆齿轮14，所述第二电机16驱动第一圆齿轮17旋转，所述第二电机16固定设置在支架18上，所述第一圆齿轮17和第二圆齿轮14啮合；

所述夹持机构包括翻转板11和夹持组件9，所述夹持组件9有两个，两个夹持组件9均设置在翻转板11上，所述夹持组件9与翻转板11滑动连接，所述夹持组件9包括第一电机6、第一限位杆、丝杆8、夹持板12和固定板13，所述第一电机6驱动丝杆8旋转，所述第一电机6固定设置在固定板13上，所述夹持板12上设有与丝杆8匹配的内螺纹，所述丝杆8的一端穿入夹持板12，所述夹持板12远离丝杆8的一端设有夹持槽10，所述夹持槽10为半圆形，所述第一限位杆的一端固定设置在固定板13上，所述第一限位杆的另一端穿入夹持板12。

所述第一电机6、第二电机16、气缸15均与plc电连接。

作为优选，为了在夹持时夹持得工件更加牢固且不会损坏工件，所述夹持板12上还设有夹持单元，所述夹持单元包括夹持块24、第二限位杆19、弹簧20、固定块23、第一触块21和第二触块22，所述夹持单元有若干个，各夹持单元均匀设置在夹持槽10上，所述夹持块24通过弹簧20与固定块23连接，所述第二限位杆19的一端与夹持块24连接，所述第二限位杆19的一端与第一触块21连接，所述第二限位杆19与弹簧20平行设置，所述第二触块22固定设置在固定块23上，所述第二触块22位于第一触块21的一侧，所述第一触块21与外部电源连接，所述第二触块22与plc连接。

在夹持工件时，夹持块24与工件抵靠，使弹簧20压缩，使第一触块21与第二触块22抵靠，当第一触块21与第二触块22抵靠时，把电信号发送给plc，此时夹持状态十分稳定。

作为优选，为了保护弹簧20，所述弹簧20上还设有波纹管。

作为优选，为了增加波纹管的牢固度和耐用性，所述波纹管为钢带波纹管。

作为优选，为了更好的给夹持板12导向，所述第一限位杆有两个，两个第一限位杆关于第一电机6对称设置。

作为优选，为了方便翻转板11旋转，所述第一圆齿轮17的直径小于第二圆齿轮14的直径。

作为优选，为了方便控制，所述第一电机6、第二电机16均为伺服电机。

作为优选，为了保护第一圆齿轮17和第二圆齿轮14，所述第一圆齿轮17和第二圆齿轮14之间涂有机油。

作为优选，为了书夹持板12在翻转板11上滑动得更稳定，所述夹持板12上还设有燕尾榫，所述翻转板11上还设有燕尾槽，所述燕尾榫与燕尾槽匹配。

作为优选，为了增加夹持板12的牢固度，所述夹持板12的制作材料为钢材。

在工作时，首先打印倒置的半球形工件外壳，打印时不容易产生形变，在打印完毕后plc控制气缸15下移，再控制第一电机6的开启，第一电机6驱动丝杆8旋转，从而使夹持板12在翻转板11上滑动，两个夹持板12相互靠近，从而通过夹持槽10上的夹持单元夹持住工件，plc通过控制气缸15使夹持机构上移，再开启第二电机16驱动第一圆齿轮17旋转，第一圆齿轮17和第二圆齿轮14啮合，从而使工件旋转180度，在通过气缸15把工件下降至托盘26上，plc控制第一电机6翻转，从而把打印好的半球形工件放置在托盘26的半球形限位槽25上，再打印工件的内部机构和另外半个半球形外壳，从而完成打印。

与现有技术相比，该具有防止球形工件产生形变的3d打印机设计巧妙，可操作性高，在打印球形工件时首先打印工件中部的圆环，向上打印成倒置的半球形，再通过翻转机构使打印完的半球形工件翻转过来，放置在托盘26上的半球形限位槽25上，然后进行打印球形工件的内部机构和另外半个半球形外壳，从而避免了在打印半球形工件的球形外壳与底座5的点接触，从而避免了球形工件的变型，提高的打印质量。

以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。