一种采用四轴螺杆咬合结构的3D打印挤出机的制作方法

本实用新型涉及3D打印技术领域，具体涉及一种采用四轴螺杆咬合结构的3D打印挤出机。

背景技术：

3D打印技术，即快速成型技术，是以计算机三维设计模型为蓝本，用软件将其离散分解成若干层平面切片，然后由数控成型系统利用激光束、热熔喷嘴等方式将粉末状、液状或丝状金属、陶瓷、塑料、细胞组织等材料进行逐层堆积黏结，最终叠加成型，制造出实体产品。目前，3D打印技术主要包括三种类型：立体雕刻、逐层叠加制造和选择性沉积塑形。熔融堆积成型技术(FDM)是属于选择性沉积塑形的一种技术工艺，而由于材料、技术、打印精度的限制，FDM技术为目前普及范围最广的3D打印技术。现阶段，FDM技术通常时利用工程类塑料作为打印耗材，通过送丝、加热熔融，挤出，凝固形成轮廓形状的薄层，再一层一层地叠加最终形成产品。

常用的3D打印挤出机是采用齿轮咬合带动的，这种结构齿轮与丝材接触面较少，容易造成打滑；且为达到送丝效果，常常齿轮与丝材之间压力较大，易造成齿轮刮丝，形成耗材刮丝填充在齿轮的啮齿缝隙中，进一步造成齿轮打滑，无法达到流畅的送丝效果，影响产品打印。

技术实现要素：

本实用新型针对3D打印机送丝挤出时易出现打滑、挤出精度低的问题，提供了一种采用四轴螺杆咬合结构的挤出精度高、不易打滑的3D打印机挤出机。

本实用新型通过下述技术方案实现：一种采用四轴螺杆咬合结构的3D打印挤出机，包括用于导出3D打印使用的线性耗材的出料管、4个螺杆、螺杆安装座、4个齿轮、同步轮、惰轮、传动皮带、通过传动皮带驱动齿轮转动的步进电机以及用于安装步进电机的步进电机安装板。所述步进电机上固定安装有与步进电机同步转动的带轮。所述齿轮包括安装在步进电机安装板上的第一主动轮、第二主动轮以及分别与第一主动轮和第二主动轮啮合的第一从动轮、第二从动轮，所述第一主动轮和第二主动轮上分别同轴固定安装有与第一主动轮和第二主动轮同步转动的第一同步轮、第二同步轮，所述第一从动轮和第二从动轮上分别同轴固定安装有与第一从动轮和第二从动轮同步转动的第一惰轮和第二惰轮，所述传动皮带与带轮、第一同步轮、第二同步轮同步转动，所述传动皮带与第一惰轮、第二惰轮滑动接触。所述螺杆分别通过向出料管倾斜设置的传动轴固定连接在齿轮下方，且与齿轮同步转动；所述出料管滑动穿过步进电机安装板，且所述齿轮和螺杆沿出料管周向分布，所述第一主动轮和第二主动轮对角分布，因此相邻齿轮的转动方向相反。所述螺杆滑动安装在螺杆安装座上，且与出料管紧密贴合。所述螺杆上有便于咬紧出料管的螺纹。

挤出机工作时，步进电机上的带轮驱动传动皮带转动，传动皮带带动第一同步轮和第二同步轮同步转动，固定连接在第一同步轮和第二同步轮下方的第一主动轮和第二主动轮同步转动，并带动与第一主动轮啮合的第一从动轮、与第二主动轮啮合的第二从动轮反向转动。所述传动皮带与主要作用为撑开皮带的第一惰轮和第二惰轮滑动连接，且所述第一主动轮和第二主动轮对角分布，因此相邻齿轮反向转动，带动连接在齿轮下方且咬紧出料管的螺杆同步转动，使螺杆通过自身的转动将耗材向前推动，完成3D打印机材料的挤出。

进一步地，所述传动轴包括套接为一体的母轴和公轴，所述母轴一端内设有方形空腔，另一端与齿轮固定连接，所述公轴一端配合母轴设置有方形柱体，所述方形柱体嵌套入方形空腔内，且可沿方形空腔滑动，所述公轴另一端与螺杆固定连接，可通过调整方形柱体嵌入方形空腔内的多少来调节螺杆与出料管的咬合力，避免螺杆咬合出料管过紧或过松。所述方形柱体上套设有固定在母轴与公轴之间的弹力弹簧，推动螺杆向出料管靠拢，使螺杆咬紧出料管。

进一步地，所述传动轴与螺杆之间均设置有用于传动扭力的第一万向节，齿轮和传动轴之间均设置有用于传动扭力的第二万向节，所述母轴与第一万向节固定连接，所述公轴与第二万向节连接。所述第一万向节包括4个分别与螺杆连接的万向节，第二万向节包括4 个分别与齿轮连接的万向节。

进一步地，所述螺杆安装座内设有用于出料管穿过的通孔，所述螺杆安装座内配合螺杆沿通孔周向设置有4个用于固定螺杆的滑槽，所述滑槽与出料管平行，使螺杆转动过程中更为稳定。

进一步地，所述螺杆安装座下方设置有螺杆安装盖，所述螺杆穿过滑槽与螺杆安装座连接。用于安装螺杆时取下，以便能将螺杆放入在螺杆安装座中去。

进一步地，所述螺杆安装座下方设置有使螺杆咬紧送料管的弹力推扣，所述弹力推扣包括固定在螺杆安装座下方的安装块、套设在螺杆一端的圆环以及设置在安装块与圆环之间的弹簧，推动螺杆向中间靠拢，以便使螺杆咬在出料管的表面。

本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

(1)本实用新型所提供的一种采用四轴螺杆咬合结构的3D打印挤出机设置有4螺杆咬合出料管进行挤出送料，避免了目前3D打印机中齿轮与出料管或者丝材由于咬合面积过小造成易打滑刮丝的问题。

(2)本实用新型还设置有螺杆安装座和弹力推扣、弹力弹簧，使螺杆与出料管咬合力均匀稳定，使挤出机送丝稳定，精度高。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型传动轴结构示意图；

图3为本实用新型弹力扣件结构示意图；

图4为本实用新型传动轴结构示意图；

其中：1—步进电机安装板，2—步进电机，3—传动皮带，4—同步轮，5—惰轮，6—齿轮， 7—出料管，8—万向节，9—强力弹簧，10—公轴，11—母轴，12—螺杆安装座，13—螺杆，15—弹力推扣，16—螺杆安装盖，17—方形柱体，18—安装块，19—弹簧，20—圆环。

具体实施方式

下面结合实施例对本实用新型作进一步地详细说明，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1

如图1所示，一种采用四轴螺杆咬合结构的3D打印挤出机，包括用于导出3D打印使用的线性耗材的出料管7、4个螺杆13、螺杆安装座12、4个齿轮6、同步轮4、惰轮5、传动皮带3、通过传动皮带3驱动齿轮6转动的步进电机2以及用于安装步进电机2的步进电机安装板1。所述步进电机2上固定安装有与步进电机2同步转动的带轮。所述齿轮6包括安装在步进电机安装板1上的第一主动轮、第二主动轮以及分别与第一主动轮和第二主动轮啮合的第一从动轮、第二从动轮，所述第一主动轮和第二主动轮上分别同轴固定安装有与第一主动轮和第二主动轮同步转动的第一同步轮、第二同步轮，所述第一从动轮和第二从动轮上分别同轴固定安装有与第一从动轮和第二从动轮同步转动的第一惰轮和第二惰轮，所述传动皮带3与带轮、第一同步轮、第二同步轮同步转动，所述传动皮带3与第一惰轮、第二惰轮滑动接触。所述螺杆13分别通过向出料管7倾斜设置的传动轴固定连接在齿轮6下方，且与齿轮6同步转动；所述出料管7滑动穿过步进电机安装板1，且所述齿轮6和螺杆13沿出料管7周向分布，所述第一主动轮和第二主动轮对角分布，因此相邻齿轮6的转动方向相反。所述螺杆13滑动安装在螺杆安装座12上，且与出料管7紧密贴合。

挤出机工作时，步进电机2上的带轮驱动传动皮带3转动，传动皮带3带动第一同步轮和第二同步轮同步转动，固定连接在第一同步轮和第二同步轮下方的第一主动轮和第二主动轮同步转动，并带动与第一主动轮啮合的第一从动轮、与第二主动轮啮合的第二从动轮反向转动。所述传动皮带3与主要作用为撑开皮带的第一惰轮和第二惰轮滑动连接，且所述第一主动轮和第二主动轮对角分布，因此相邻齿轮6反向转动，带动连接在齿轮6下方且咬紧出料管7的螺杆13同步转动，使螺杆13通过自身的转动将耗材向前推动，完成3D打印机材料的挤出。

实施例2

本实施例是在实施例1的基础上进行改进，其改进之处在于：如图2所示，所述传动轴包括套接为一体的母轴11和公轴10，所述母轴11一端内设有方形空腔，另一端与齿轮6固定连接，所述公轴10一端配合母轴11设置有方形柱体17，所述方形柱体17嵌套入方形空腔内，且可沿方形空腔滑动，所述公轴10另一端与螺杆13固定连接，可通过调整方形柱体 17嵌入方形空腔内的多少来调节螺杆13与出料管7的咬合力，避免螺杆13咬合出料管7 过紧或过松。所述方形柱体17上套设有固定在母轴11与公轴10之间的强力弹簧9，推动螺杆13向出料管7靠拢，使螺杆13咬紧出料管7。

如图4所示，所述传动轴与螺杆13之间均设置有用于传动扭力的第一万向节8，齿轮6和传动轴之间均设置有用于传动扭力的第二万向节8，所述母轴11与第一万向节8固定连接，所述公轴10与第二万向节8连接。所述第一万向节8包括4个分别与螺杆13连接的万向节8，第二万向节8包括4个分别与齿轮6连接的万向节8。

所述螺杆安装座12内设有用于出料管7穿过的通孔，所述螺杆安装座12内配合螺杆13沿通孔周向设置有4个用于固定螺杆13的滑槽，所述滑槽与出料管7平行，使螺杆 13转动过程中更为稳定。

所述螺杆安装座12下方设置有螺杆安装盖16，所述螺杆13穿过滑槽与螺杆安装座 12连接。用于安装螺杆13时取下，以便能将螺杆13放入在螺杆安装座12中去。

如图3所示，所述螺杆安装座12下方设置有使螺杆13咬紧送料管的弹力推扣15，所述弹力推扣15包括固定在螺杆安装座12下方的安装块18、套设在螺杆13一端的圆环20 以及设置在安装块18与圆环20之间的弹簧19，推动螺杆13向中间靠拢，以便使螺杆13 咬在出料管7的表面。

本实施例中其他部分与实施例1基本相同，故不再一一赘述。

以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例，并非对本实用新型做任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本实用新型的保护范围之内。