一种基于CoreXY结构的大行程3D打印机的制作方法

本实用新型涉及一种打印机，尤其涉及一种基于CoreXY结构的大行程3D打印机。

背景技术：

3D打印机又称三维打印机，即是快速成型的一种，它是一种以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，是一种增材制造技术，通过打印一层层的粘合材料来制造三维的物体，其基本原理是通过把数据和原料放进3D打印机中，机器会按照程序把产品一层层造出来，打印出的产品可以即时使用。过去其常在模具制造，工业设计等领域被用于制造模型，随着3D打印行业的飞速发展，人们对3D打印机的需求也越来越大。大行程3D打印机是生产线当中不可缺少的设备，它能节约大量的开发成本和缩短产品的研发周期，提高生产效率，现正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件，该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑工程和施工、汽车、航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用；而目前一般的大型3D打印机由于结构和材料的原因在生产加工大型产品的时候，其步骤非常复杂，材料成型难度较大，需耗费大量的时间和人力。CoreXY，其中Core意思为核心，XY即X轴和Y轴，意思指以X轴和Y轴为核心。

现有的3D打印机的传动结构有很多，可实现不同打印精度，现有技术中一般采用框架式或十字型结构来实现，虽然这些机构能大致满足使用要求，但是其设计都不够巧妙，均未能突破传统的结构设计，通常是采用直线轴承或直线导轨提升的方式，导致其结构复杂，体积庞大，占用空间大，打印面积小，造成空间资源的浪费，也使得总体成本过高。而且在运动过程中会产生较大的噪音，给生产环境带来一定的影响。

技术实现要素：

为了解决上述技术所存在的不足之处，本实用新型提供了一种基于CoreXY结构的大行程3D打印机。

为了解决以上技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种基于CoreXY结构的大行程3D打印机，包括箱体框架、第三步进电机、同步带减速装置、上支撑座、下支撑座、支撑端、固定端、滚珠丝杠螺母、螺母座；

箱体框架的两侧中间位置对称设置有Z轴同步升降装置，Z轴同步升降装置由滚珠丝杠、升降板和两个直线导轨组成；

直线导轨安装在箱体框架左右两侧中间的两根型材内侧，滚珠丝杠安装在每侧的直线导轨的中间位置；第三步进电机通过第三步进电机架固定在箱体框架底部的型材上；所述同步带减速装置的主动轮、从动轮分别安装于第三步进电机的伸出轴端、滚珠丝杠的下端；所述上支撑座、下支撑座均通过螺栓分别连接固定在箱体框架的顶部型材、底部型材的中间位置；

支撑端、固定端均通过螺栓分别安装于上支撑座、下支撑座上，滚珠丝杠的两端分别与支撑端、固定端的内孔实现同心过盈配合；滚珠丝杠螺母套置在滚珠丝杠上，螺母座与滚珠丝杠螺母通过螺栓相连；升降板与直线导轨的滑块和螺母座相连接；升降板的中间安装有由两根铝合金型材制成的热床平台框架，热床平台框架上设置有热床平台，热床平台框架与升降板的连接处下方设置有调平块。

箱体框架的顶部两侧对称设置有Y轴同步移动装置，Y轴同步移动装置由Y轴直线导轨组、第二步进电机、主动轮、惰轮、惰轮支架和皮带夹组成；所述Y轴直线导轨组固定在箱体框架的顶部型材上；第二步进电机通过第二步进电机支架安装在箱体框架的顶部内侧，主动轮固定在第二步进电机的伸出轴处，惰轮通过惰轮支架与主动轮对应设置在箱体框架的顶部，Y轴直线导轨组的滑块上连接有X轴支撑板；皮带夹固定在X轴支撑板上。

它还包括X轴滑轨装置，所述X轴滑轨装置由X轴直线导轨组、X轴支撑板、同步带传动装置、第一步进电机、安装板、皮带夹安装块和坦克链组成；X轴直线导轨组设置在X轴支撑板上；第一步进电机通过固定座安装在X轴支撑板的一端；同步带传动装置的主动轮连在第一步进电机的伸出轴端，同步带传动装置的惰轮通过惰轮支架安装在X轴支撑板的另一端；皮带夹安装块固定在X轴直线导轨组的滑块上，安装板连接在皮带夹安装块上，坦克链设置在安装板的上方。

它还包括双挤出机、料盘、控制电箱、触摸显示屏、感应装置，双挤出机通过安装板和皮带夹安装块固定在X轴直线导轨组的滑块上；料盘设置在箱体框架的后部中间位置；所述控制电箱设置于箱体框架的后部内侧且位于料盘的下侧；箱体框架的下方安装有四个可调支撑脚；触摸显示屏设置在箱体框架的前面；感应装置通过感应装置支架安装在箱体框架的两边下部。

本实用新型的优点如下：

1、本实用新型结构简单，能够清楚地看到各零部件的配合及运动状态，便于直观地理解零部件之间的位置及连接关系和运动状态，容易装配，并且如果出现运动故障、能够及时看到并采取相应措施，防止相配合零部件的损坏。

2、该打印平台相对箱体框架Z轴移动，且打印平台下方设置有调平装置，双挤出机通过移动机构带于XY轴两个方向移动，有效的控制其移动精度，保证打印出来的大型模型精确度高。

3、本实用新型Z轴方向采用双Z轴控制，传动装置为具有高精度著称的滚珠丝杠，导程小精度高，稳定性高，提高3D打印的精确度。

4、本实用新型还包括套设在移动机构外部的机架，用于保护底座上的零部件，防止相配合零部件的损坏。

5、本实用新型正前方上方设置有触摸屏，方便通过程序控制3D打印机工作，后部内侧布置有控制电箱，尽量减小框架外的空间。

6、本实用新型箱体框架底部安装有四个可调支撑脚，对放置地面的平整度要求不高，并且使3D打印机结构与地面隔开一定的距离方便模型成型后移动和搬运模型，同时可以防止3D打印机受潮。

7、将打印头设置为双挤出机，具有两个喷头和对应的电机，二者靠在一起然后紧固在固定架上并连接在X方向平行轨道上，从而实现双喷头同时打印，加快打印进度，而只需单喷头打印时，无需将两个喷头相对移开或者拆除便可以实现分别控制，喷头不会发生打印干涉的情况，提高工作效率，满足了一机多用。

附图说明

图1为本实用新型的整体结构示意图。

图中：1、懒轮支架，2、懒轮，3、支撑端，4、双挤出机，5、皮带夹，6、第一步进电机，7、固定座，8、安装板，9、皮带夹安装块，10、坦克链，11、X轴直线导轨组，12、箱体框架，13、料盘，14、主动轮，15、第二步进电机支架，16、第二步进电机，17、Y轴直线导轨组，18、同步带传动装置，19、X轴支撑板，20、上支撑座，21、控制电箱，22、滚珠丝杠，23、滚珠丝杠螺母，24、螺母座，25、第三步进电机，26、第三步进电机架，27、下支撑座，28、同步带减速装置，29、固定端，30、感应装置支架，31、感应装置，32、可调支撑脚，33、热床平台，34、热床平台框架，35、调平块，36、升降板，37、直线导轨，38、触摸显示屏。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1所示，本实用新型包括双挤出机4、箱体框架12、料盘13、打印热床平台33、X轴滑轨装置、Y轴同步移动装置、Z轴同步升降装置。

箱体框架12的两侧中间位置对称设置有Z轴同步升降装置，Z轴同步升降装置由滚珠丝杠22、升降板36和两个直线导轨37组成，直线导轨37安装在箱体框架12左右两侧中间的两根型材内侧，滚珠丝杠22安装在每侧的直线导轨37的中间位置。第三步进电机25通过第三步进电机架26固定在箱体框架12底部的型材上，同步带减速装置28的主动轮、从动轮分别安装于第三步进电机25的伸出轴端、滚珠丝杠22的下端；上支撑座20、下支撑座27均通过螺栓分别连接固定在箱体框架12的顶部型材、底部型材的中间位置；支撑端3、固定端29均通过螺栓分别安装于上支撑座20、下支撑座27上，滚珠丝杠22的两端分别与支撑端3、固定端29的内孔实现同心过盈配合。

滚珠丝杠螺母23套置在滚珠丝杠22上，螺母座24与滚珠丝杠螺母23通过螺栓相连。升降板36与直线导轨37的滑块和螺母座24相连接；升降板36的中间安装有由两根铝合金型材制成的热床平台框架34，热床平台框架34上设置有热床平台33，热床平台框架34与升降板36的连接处下方设置有调平块35。

箱体框架12的顶部两侧对称设置有Y轴同步移动装置，Y轴同步移动装置由Y轴直线导轨组17、第二步进电机16、主动轮14、惰轮2、惰轮支架1和皮带夹5组成，Y轴直线导轨组17固定在箱体框架12的顶部型材上；第二步进电机16通过第二步进电机支架15安装在箱体框架12的顶部内侧，主动轮14固定在第二步进电机16的伸出轴处，惰轮2通过惰轮支架1与主动轮14对应设置在箱体框架12的顶部，Y轴直线导轨组17的滑块上连接有X轴支撑板19；皮带夹5固定在X轴支撑板19上使X轴直线导轨组11能够在Y轴方向上做直线运动。

X轴滑轨装置由X轴直线导轨组11、X轴支撑板19、同步带传动装置18、第一步进电机6、安装板8、皮带夹安装块9和坦克链10组成。X轴直线导轨组11设置在X轴支撑板19上；第一步进电机6通过固定座7安装在X轴支撑板19的一端；同步带传动装置18的主动轮连在第一步进电机6的伸出轴端，同步带传动装置18的惰轮通过惰轮支架安装在X轴支撑板19的另一端；皮带夹安装块9固定在X轴直线导轨组11的滑块上，安装板8连接在皮带夹安装块9上，坦克链10设置在安装板8的上方。

双挤出机4通过安装板8和皮带夹安装块9固定在X轴直线导轨组11的滑块上；料盘13设置在箱体框架12的后部中间位置，控制电箱21内安装有控制设备，控制电箱21设置于箱体框架12的后部内侧且位于料盘13的下侧，箱体框架12的下方安装有四个可调支撑脚32，触摸显示屏38设置在箱体框架12的前面。感应装置31通过感应装置支架30安装在箱体框架12的两边下部。

本实用新型的使用方法，包括以下步骤：

步骤一、调零，手动操作使打印平台调零，确定工作原点；

步骤二、预热，发热片通电使其打印平台升温预热至设定温度；

步骤三、导入模型，将数字模型通过SD卡或者USB优盘拷贝到3D打印机中；

步骤四、导入打印程序，进行打印设置，根据所要打印的模型选择单喷头打印还是双喷头打印，即可控制移动机构带动双挤出机开始打印。

上述实施方式并非是对本实用新型的限制，本实用新型也并不仅限于上述举例，本技术领域的技术人员在本实用新型的技术方案范围内所做出的变化、改型、添加或替换，也均属于本实用新型的保护范围。