一种3D打印机的制作方法

本实用新型涉及一种3D打印机，适用三维成像领域。

背景技术：

3D打印机又称三维打印机，是一种利用快速成型技术的机器，以数字模型文件为基础，采用成型材料，通过逐层打印的方式来构造三维的实体。在打印前，需要利用计算机建模软件建模，再建成的三维模型“分区”成逐层的截面，即切片，从而知道3D打印机逐层打印。3D打印机在产品制造业获得了广泛的应用，3D打印机的工作原理和传统打印机基本相同，由控制组件、机械组件、打印头、耗材(即成型材料)和介质等组成，打印原理也基本类似。

传统的3D打印机托盘采用一侧支撑、独杆支撑或设于同一侧的两杆支撑等结构实现托盘的固定和上下移动，在移动的过程中容易造成托盘的偏移，整体支撑移动稳定性差，影响打印产品的精度和质量，并且传统的两杆支撑中，两杆为单独控制，在移动的过程中会存在一定的误差，造成托盘的倾斜，进一步影响打印产品的质量。

技术实现要素：

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种3D打印机，托盘采用四角整体支撑，并且可以实现同步升降移动，提高了打印产品的精度和质量。

本实用新型解决上述技术问题采取的技术方案是：一种3D打印机，包括设置在一支板前侧上方的水平移动组件、设置在水平移动组件上的打印机构和水平设置在一底板上的托盘，所述支板垂直设置在底板的后侧，所述水平移动组件包括横向设置在支板上的X向滚珠丝杠以及活动连接在X向滚珠丝杠且与X 向滚珠丝杠垂直的Z向滚珠丝杠，所述打印机构活动设置在Z向滚珠丝杠上，所述底板的上方四角各有一竖直设置在底板上的Y向滚珠丝杠，所述托盘的四角分别活动连接在相对的Y向滚珠丝杠上，所述Y向滚珠丝杠的底部各连接有一从动齿轮，所述底板的前侧设置有一主动齿轮，所述主动齿轮和从动齿轮通过链条相连。

进一步，所述从动齿轮的中心通过一轴承连接有立柱，所述立柱的底部固定在底板上；所述Y向滚珠丝杠固定连接在从动齿轮上。进一步，所述托盘的底部活动设置在一基板上，所述底板的四角分别连接在相应位置的Y向滚珠丝杠的滚珠螺母上。

进一步，所述X向滚珠丝杠通过其两端的固定块固定在支板上，所述X向滚珠丝杠与固定块之间设置有轴承；所述Z向滚珠丝杠的后端通过轴承连接在X向滚珠丝杠的滚珠螺母前侧。

进一步，所述打印机构固定连接在Z向滚珠丝杠的滚珠螺母底部；所述打印机构包括电机、设置在电机下端的散热块、以及设置在散热块下方的打印头。

进一步，所述电机的后侧设置有带有若干散热片的后散热环，前侧连接有一主砂轮，所述主砂轮的一侧设置有一副砂轮，所述副砂轮转动连接在一带有若干散热片的前散热环上，所述前散热环的前侧设置有风扇。

进一步，所述散热块的外侧设置有多个散热片；所述散热块与打印头之间设置有真空隔热块。

进一步，所述打印头包括喷嘴和设置在喷嘴上方的加热铜块。

进一步，所述主动齿轮的底部、X向滚珠丝杠的右端和Z向滚珠丝杠的前端均连接有驱动机构。

进一步，所述支板的后侧设置有挂架，所述挂架上挂有丝料盘。

采用了上述技术方案后，本实用新型具有的有益效果为：本实用新型的托盘四角分别采用滚珠丝杠进行支撑，可以提高托盘移动和固定时的稳定性，避免产生偏移和晃动，提高打印产品的质量和精度，并且托盘四角的滚珠丝杠底部的从动齿轮通过链条与主齿轮相连，并且利用同一电机带动转动，可以实现托盘四角上下移动的同步性和稳定性，进一步提高打印产品的质量。

附图说明

图1为本实用新型的一种3D打印机的主视图；

图2为图1中A部分的放大图；

图3为本实用新型的一种3D打印机的左视图；

图4为图3中B部分的放大图；

图5为图3中C部分的放大图；

图6为本实用新型的一种3D打印机中Y向滚珠丝杠与从动齿轮连接的剖面图；

图中：1.支板，2.底板，3.托盘，4.X向滚珠丝杠，5.Z向滚珠丝杠，6.Y向滚珠丝杠，7.从动齿轮，8.主动齿轮，9.链条，10.轴承，11.立柱，12.基板，13.固定块，14.电机，15.散热块，16.后散热环，17.主砂轮，18.副砂轮，19.前散热环，20.风扇，21.真空隔热块，22.喷嘴，23.加热铜块，24.接线口，25.测温口，26.控制机构，27.挂架，28.丝料盘，29.控制器，30.送丝喉管。

具体实施方式

为了使本实用新型的内容更容易被清楚地理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明。

如图1-6所示，一种3D打印机，包括设置在一支板1前侧上方的水平移动组件、设置在水平移动组件上的打印机构和水平设置在一底板2上的托盘3，所 述支板1垂直设置在底板2的后侧，所述水平移动组件包括横向设置在支板1上的X向滚珠丝杠4以及活动连接在X向滚珠丝杠4上且与X向滚珠丝杠4垂直的Z向滚珠丝杠5，所述打印机构活动设置在Z向滚珠丝杠5上，所述底板2的上方四角各有一竖直设置在底板2上的Y向滚珠丝杠6，所述托盘3的四角分别活动连接在相对的Y向滚珠丝杠6上，所述Y向滚珠丝杠6的底部各连接有一从动齿轮7，所述底板2的前侧设置有一主动齿轮8，所述主动齿轮8和从动齿轮7通过链条9相连。

所述从动齿轮7的中心通过一轴承10连接有立柱11，所述立柱11的底部固定在底板2上，从动齿轮7可以通过轴承10转动设置在立柱11上，有利于从动齿轮7的转动。

所述Y向滚珠丝杠6固定连接在从动齿轮7上，从动齿轮7的转动可以带动Y向滚珠丝杠的转动，从而实现托盘3的上下移动，控制方便简单。

所述托盘3的底部活动设置在一基板12上，所述底板2的四角分别连接在相应位置的Y向滚珠丝杠6的滚珠螺母上，活动设置的托盘3可以方便拆装更换。

具体的，托盘3可以通过螺栓、卡扣或者粘扣等活动设置在基板上，使用更加方便。

所述X向滚珠丝杠4通过其两端的固定块13固定在支板1上，所述X向滚珠丝杠4与固定块13之间设置有轴承10，X向滚珠丝杠1可以通过轴承10转动设置在固定块13内，便于X向滚珠丝杠4的转动，从而实现Z向滚珠丝杠5的移动。

所述Z向滚珠丝杠5的后端通过轴承10连接在X向滚珠丝杠4的滚珠螺母前侧，通过X向滚珠丝杠4的转动实现Z向滚珠丝杠5的左右移动。

所述打印机构固定连接在Z向滚珠丝杠5的滚珠螺母底部，通过Z向滚珠丝杠5的转动可以实现打印机构的前后移动。

所述打印机构包括电机14、设置在电机14下端的散热块15、以及设置在散热块15下方的打印头，电机14用于为输送丝料提供动力，散热块15用于防止加热铜块23产生的热量移至电机上，避免因温度过高造成电机14的损坏，而打印头用于打印。

所述电机14的后侧设置有带有若干散热片的后散热环16，前侧连接有一主砂轮17，所述主砂轮17的一侧设置有一副砂轮18，所述副砂轮18转动连接在一带有若干散热片的前散热环19上，所述前散热环19的前侧设置有风扇20，后散热环16用于对电机14散热，避免电机14因热量过高出现损坏，主砂轮17和副砂轮18的转动可以将丝料输送至打印头中，而前散热环19和风扇20是对主砂轮17和副砂轮18进行降温，降低主砂轮17和副砂轮18之间摩擦产生的温度，继而避免电机14因高温损坏。

所述散热块15的外侧设置有多个散热片；所述散热块15与打印头之间设置有真空隔热块21，散热片用于提高散热块的散热效果，而真空隔热块21用于隔断加热铜块23与电机14之间的热传递，进一步降低电机14的问题，减少其损坏率。

具体的，真空隔热块21为珍珠岩材质或蛭石材质，两者的隔热效果好。

所述打印头包括喷嘴22和设置在喷嘴22上方的加热铜块23，加热铜块用于加热丝料，将丝料加热融化成液态，然后利用喷嘴22喷出即可实现打印。

具体的，加热铜块23的一侧设置有接线口24和测温口25，接线口24用于给加热铜块23通电，而测温口25内设置温度传感器，用于测量加热铜块23的温度变化。

所述主动齿轮8的底部、X向滚珠丝杠4的右端和Z向滚珠丝杠5的前端均连接有驱动机构26，驱动机构26可以为X向滚珠丝杠4、Y向滚珠丝杠6和Z向滚珠丝杠5的转动提供动力。

可选的，驱动机构26为电机减速器一体机，整体机构比较简单，占用空间小，使用方便。

所述支板1的后侧设置有挂架27，所述挂架27上挂有丝料盘28，丝料盘28用于为3D打印机提供丝料。

支板2后侧底部设置有控制器29，控制器29与电机14、驱动机构26、温度传感器，以及加热铜块23的接线口24电性连接，可以通过控制实现电机14和驱动机构26的智能控制，从而提高打印的精度和智能化，而温度传感器可以实时检测加热铜块23的温度变化，并且通过控制器29控制加热铜块23接线口24连接电源的通断，从而实现对加热铜块23温度的控制，进一步提高打印产品的质量和效率。

可选的，控制器为80C51单片机。

在进行打印之前，将所要打印产品的参数数据传输至控制器29，控制器29根据参数数据实现驱动机构26的运行，在启动控制器29之前，首先将丝料的端部穿过主砂轮17和副砂轮18之间，并插入散热块15上方的送丝喉管30中，此送丝喉管16与喷嘴22相通，然后，启动打印机的控制器29，控制器29启动电机14，电机14转动带动主砂轮17转动，在主砂轮17和副砂轮18的摩擦力作用下使丝料进入送丝喉管30中，此时控制器29控制加热铜块23接通，加热铜块23通电发热，从而将丝料进行融化，送丝喉管30中未融化的丝料和加热铜块23处融化的熔融状丝料形成活塞作用，迫使熔融状饲料从喷嘴22处喷出。于此同时，控制器29控制驱动机构26运行，需要上下移动托盘3时，底板2 前侧的驱动机构26带动主动齿轮8转动，主动齿轮8通过链条9带动Y向滚珠丝杠6底部的从动齿轮7转动，从而实现Y向滚珠丝杠6的转动，从而实现托盘3的上下移动，移动过程同步并且平稳，提高了产品打印的精度和质量，并且X向滚珠丝杠4右端的驱动机构26带动X向滚珠丝杠4转动，从而使Z向滚珠丝杠5带动打印机构实现左右移动，而Z向滚珠丝杠5前端的驱动机构26能够带动Z向滚珠丝杠转动，从而实现打印机构的前后移动，使用方便简单。

与现有技术相比，本实用新型的托盘四角分别采用滚珠丝杠进行支撑，可以提高托盘移动和固定时的稳定性，避免产生偏移和晃动，提高打印产品的质量和精度，并且托盘四角的滚珠丝杠底部的从动齿轮通过链条与主齿轮相连，并且利用同一电机带动转动，可以实现托盘四角上下移动的同步性和稳定性，进一步提高打印产品的质量。

以上所述的具体实施例，对本实用新型解决的技术问题、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。