本发明涉及3d打印设备领域，具体涉及一种挤出式3d打印机。
背景技术：
3d打印技术又称增材制造技术，成型过程是采用nx、pro/e、soliworks、3dmax等制图软件对需要打印的产品，进行三维建模，然后导出成stl等格式文件，再使用分层软件进行分层，生成gcode文件，最后将gcode文件导入到3d打印机中，机器自动读取文件，将材料进行层层叠加到工作平台上，最终打印出整个产品；成型技术主要包括：熔融沉积成型(fdm)、光固化快速成型(sla)、选择性激光烧结成型(sls)、分层实体制造(lom)、三维打印制造(3dp)等工艺。3d打印技术能够完成复杂零部件的制造，缩短研发时间，生产出传统加工方式难以加工的产品，在医疗器械、汽车工业、科研教学、航空航天等领域有着巨大的发展前景，被誉为第三次工业革命的标志。
目前可供熔融沉积型3d打印的材料品种较少，并且对材料的要求较高，使用最广泛的打印材料为聚乳酸和abs，而软质材料却较难在fdm打印中应用；国内外的fdm打印机所采用的材料均是直径均匀的线材，导致原材料在打印之前已经经历了一次热成型，导致高分子材料的力学强度有所下降，因此设计一种挤出式3d打印机非常有必要，既降低了打印耗材的生产成本，又解决了fdm打印机对线材的限制。
技术实现要素：
为解决上述问题，本发明提供了结构简洁，使用方便，生产成本低、无需将高分子材料加工成直径均匀的线材，颗粒或粉末状的高分子原材料可直接用于打印的挤出式3d打印机。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种挤出式3d打印机，包括进出料系统、台面移动机构和控制系统，所述进出料系统包括料筒、设于料筒内的螺杆、第一电机、料斗、设于料筒外壁的加热圈、连接轴和设于料筒底端的喷头，料斗底端与料筒顶端竖直相连，电机设于料斗上方，螺杆上端通过连接轴与第一电机相连，所述台面移动机构包括工作台面和用于驱动所述工作台面上下、左右、前后移动的驱动机构，工作台面位于所述进出料系统的下方且与所述驱动机构相连，所述控制系统与所述第一电机、加热圈和驱动机构相连。
进一步地，所述打印机还包括打印机结构框架，所述结构框架包括底层边框、中层边框、上层边框和四根竖直型材，四根竖直型材与底层边框、中层边框、上层边框的四角相连，中层横梁架设于中层边框上，中层固定块固设于中层横梁上，上层横梁架设于上层边框上，上层固定块固设于上层横梁，中层固定块和上层固定块上开有允许所述料筒穿过的通孔。
进一步地，所述进出料系统还包括卸料阀和搅拌器，所述卸料阀设于料斗底部，所述连接轴与螺杆上端之间通过搅拌器连接。
进一步地，所述加热圈包括第一加热圈、第二加热圈、第三加热圈，所述进出料系统还包括第一温度传感器、第二温度传感器、第三温度传感器，所述第一温度传感器嵌入第一加热圈，所述第二温度传感器嵌入第二加热圈，所述第三温度传感器嵌入第三加热圈。
进一步地，所述驱动机构包括第一丝杆、第二丝杆、第三丝杆、第四丝杆、第一螺母法兰、第二螺母法兰、第三螺母法兰、第四螺母法兰、第一滑块、第二滑块、第二电机、第三电机、第四电机、第一x轴光杆、第二x轴光杆、第一y轴光杆、第二y轴光杆、第三y轴光杆和第四y轴光杆，第一丝杆、第二丝杆、第三丝杆、第四丝杆分别位于四边形四角上且竖向设置，第一螺母法兰、第二螺母法兰、第三螺母法兰和第四螺母法兰分别对应套设在第一丝杆、第二丝杆、第三丝杆和第四丝杆上，第四螺母法兰上水平固设有第四电机，第一x轴光杆两端分别固接在第一螺母法兰和第二螺母法兰上，第二x轴光杆两端分别固接在第三螺母法兰和第四螺母法兰上，第一y轴光杆两端分别通过轴承座与第一螺母法兰和第四螺母法兰相连，第二y轴光杆两端分别通过轴承座与第二螺母法兰和第三螺母法兰相连，第一x轴光杆和第二x轴光杆上分别套设有第一滑块和第二滑块，第一滑块和第二滑块之间固设有至少两根光杆，工作台面设于至少两根光杆上，第三电机输出轴一端上的第一同步轮通过第一同步带与第四丝杆上的第二同步轮相连；第一y轴光杆一端上的第三同步轮通过第二同步带与第四电机输出轴上的第四同步轮相连且第三同步轮还通过第三同步带与第二y轴光杆一端上的第五同步轮相连，第一y轴光杆另一端上的第六同步轮通过第四同步带与固设于第一滑块和第二滑块之间至少两根光杆、第二y轴光杆另一端上的第七同步轮相连，第三x轴光杆两端分别固设于第一滑块和第二滑块之间至少两根光杆靠近第一滑块一端上，第四x轴光杆两端分别固设于第一滑块和第二滑块之间至少两根光杆靠近第二滑块一端上，第三x轴光杆上的第八同步轮通过第五同步带与第四x轴光杆上的第九同步轮相连，第九同步轮还通过第五同步带与第二电机输出轴上的第十同步轮相连，所述第五同步带与工作台面的底部连接，第一丝杆与第二丝杆之间通过第六同步带相连、第二丝杆与第三丝杆之间通过第七同步带相连、第一丝杆与第四丝杆之间通过第八同步带相连。
进一步地，底层边框、中层边框、上层边框均为铝型材边框，四根竖直型材均为铝型材。
进一步地，第一电机固定在料斗上方的横梁上，所述横梁中间设有通孔，使电机与连接轴连接。
进一步地，所述第一丝杆、第二丝杆、第三丝杆、第四丝杆设于底层边框、中层边框之间。
本发明具有以下有益效果：能够解决国内外fdm打印机对打印线材的限制，fdm打印材料必须是直径均匀的线材；而采用颗粒或粉末状高分子原材料作为打印耗材，减少线材制备的工序和原材料的一次热成型过程，降低打印耗材的生产成本；同时本打印机结构简洁，使用方便，生产成本低，拓宽打印技术的应用领域，能够满足人们对打印产品的要求。
附图说明
图1是一种挤出式3d打印机进料系统的结构图。
图2是一种挤出式3d打印机的结构框架图。
图3是一种挤出式3d打印机的台面传动机构图。
图4是一种挤出式3d打印机的台面传动机构放大图。
图5是一种挤出式3d打印机的立体结构图。
图6是一种挤出式3d打印机的台面结构放大图。
具体实施方式
下面结合说明书附图，对本发明作进一步的说明。
如图1-5所示，一种挤出式3d打印机，包括进出料系统、台面移动机构和控制系统，所述进出料系统包括料筒35、设于料筒35内的螺杆41、第一电机33、料斗37、设于料筒35外壁的加热圈400、加热圈401、加热圈402和连接轴43、设于料筒35底端的喷头39，料斗37底端与料筒35顶端竖直相连，电机33设于料斗37上方，螺杆41上端通过连接轴43与第一电机33相连，所述台面移动机构包括工作台面32和用于驱动所述工作台面32上下、左右、前后移动的驱动机构，工作台面32位于所述进出料系统的下方且与所述驱动机构相连，所述控制系统与第一电机33、加热圈400、加热圈401、加热圈402和驱动机构相连。与第一电机33相连的螺杆41在旋转时产生扭矩，将颗粒或粉末状高分子材料竖直往下输送，通过加热圈加热，高分子材料由玻璃态变成粘流态，最后由喷头39挤出。
所述打印机还包括打印机结构框架，所述结构框架包括底层边框、中层边框、上层边框和四根竖直型材9、10、11、12，四根竖直型材与底层边框、中层边框、上层边框的四角相连，底层边框由四根横铝型材13、14、15、16组成，中层边框由四根横铝型材5、6、7、8组成，上层边框由四根横铝型材1、2、3、4组成，中层横梁17、18架设于中层边框上，中层固定块19固设于中层横梁17、18上，上层横梁20、21架设于上层边框上，上层固定块23通过固定螺丝22固设于上层横梁20、21，中层固定块19和上层固定块23上开有允许所述料筒35穿过的通孔。
所述进出料系统还包括卸料阀42和搅拌器36，所述卸料阀42设于料斗底部，所述连接轴43与螺杆41上端之间通过搅拌器36连接，第一电机33与连接轴43通过连接轴承44连接，卸料阀42为一圆柱形卸料阀，该卸料阀用来将余料回收，减少浪费。当连接轴旋转时，搅拌器与之旋转，可以将颗粒料与色母粒相混配，达到混料的效果，同时塑料颗粒不会堵在料斗底端，实现均匀进料。
粉末状或颗粒状高分子材料从料斗直接加入，在螺杆的旋转下，将高分子材料向下输送并压实，进入到加热段，加热圈对高分子材料进行加热，使其成为粘流态，螺杆继续输送，最后由喷头挤出。为防止颗粒料或粉末料在料斗处堵塞，故设有搅拌器，并通过搅拌器将螺杆与连接轴连接，同时搅拌器拥有一定的混料功能，可以将不同颜色的材料进行混合。在料斗下方设有圆柱形旋钮式卸料阀，能够对料斗进行清料。由于螺杆和电机在转动时，会有震动产生，为保护设备运行，减小机器磨损，连接轴与电机之间设有连接轴承。
进一步地，所述加热圈包括第一加热圈400、第二加热圈401、第三加热圈402，所述进出料系统还包括第一温度传感器382、第二温度传感器381、第三温度传感器380，所述第一温度传感器382嵌入第一加热圈400，所述第二温度传感器381嵌入第二加热圈401，所述第三温度传感器380嵌入第三加热圈402。
所述驱动机构包括第一丝杆240、第二丝杆241、第三丝杆242、第四丝杆243、第一螺母法兰250、第二螺母法兰251、第三螺母法兰252、第四螺母法兰253、第一滑块270、第二滑块271、第二电机310、第三电机311、第四电机312、第一x轴光杆260、第二x轴光杆264、第一y轴光杆265、第二y轴光杆261、第三y轴光杆28和第四y轴光杆，第一丝杆240、第二丝杆241、第三丝杆242、第四丝杆243分别位于四边形四角上且竖向设置，第一螺母法兰250、第二螺母法兰251、第三螺母法兰252和第四螺母法兰253分别对应套设在第一丝杆240、第二丝杆241、第三丝杆242和第四丝杆243上，第四螺母法兰253上水平固设有第四电机312，第一x轴光杆260两端分别固接在第一螺母法兰250和第二螺母法兰251上，第二x轴光杆264两端分别固接在第三螺母法兰252和第四螺母法兰253上，第一y轴光杆265两端分别通过轴承座与第一螺母法兰250和第四螺母法兰253相连，第二y轴光杆261两端分别通过轴承座与第二螺母法兰251和第三螺母法兰252相连，第一x轴光杆260和第二x轴光杆264上分别套设有第一滑块270和第二滑块271，第一滑块270和第二滑块271之间固设有两根光杆262、263，工作台面32设于两根光杆262、263上，第三电机311输出轴一端上的第一同步轮304通过第一同步带295与第四丝杆243上的第二同步轮305相连；第一y轴光杆265一端上的第三同步轮306通过第二同步带296与第四电机312输出轴上的第四同步轮307相连且第三同步轮306还通过第三同步带294与第二y轴光杆261一端上的第五同步轮302相连，第一y轴光杆265另一端上的第六同步轮通过第四同步带290与固设于第一滑块270和第二滑块271之间至少两根光杆262、263、第二y轴光杆261另一端上的第七同步轮300相连，第三x轴光杆28两端分别设于第一滑块270和第二滑块271之间两根光杆262、263靠近第一滑块270一端上，第四x轴光杆两端分别设于第一滑块270和第二滑块271之间两根光杆262、263靠近第二滑块271一端上，第三x轴光杆28上的第八同步轮301通过第五同步带293与第四x轴光杆上的第九同步轮相连，第九同步轮还通过第五同步带与第二电机310输出轴上的第十同步轮303相连，所述第五同步带293与工作台面32的底部连接(参见图6)，第一丝杆240与第二丝杆241之间通过第六同步带291相连、第二丝杆241与第三丝杆242之间通过第七同步带292相连、第一丝杆240与第四丝杆243之间通过第八同步带297相连。
在z轴方向上，固定在铝型材上的第三步进电机311通过同步轮304与同步带295传递力，带动第四丝杆243旋转，由于第四螺母法兰253衔接在第四丝杆243上并与台面框架相连，所述台面框架包括第四电机312、第二电机310、第十同步轮303、第四同步轮307、第七同步轮300、第五同步轮302、第三同步轮306、第六同步轮301、第四同步带290、第五同步带293、第三同步带294、第二y轴光杆261、第一y轴光杆265、光杆262、光杆263、第二x轴光杆264、第一x轴光杆260、第一滑块270、第二滑块271，旋转的第四丝杆243带动螺母法兰完成台面框架上升与下降；在y轴方向上，水平固定在第四丝杆螺母253上的第四电机312通过第四同步轮307与第二同步带296来带动第一y轴光杆265、第二光杆262和第四y轴光杆263上的同步轮通过同步带进行连接，进而带动x轴台面的左右移动。同理，在x轴方向上，电机310通过同步轮同步带结构带动平台的前后移动。
底层边框、中层边框、上层边框均为铝型材边框，四根竖直型材均为铝型材。铝型材彼此之间通过角码进行连接，本具体实施方案铝型材规格建议采用20毫米×20毫米的国标型材。
第一电机33固定在料斗37上方的横梁34上，所述横梁34中间设有通孔，使电机与连接轴连接。横梁34可以为长方形横梁。
第一丝杆240、第二丝杆241、第三丝杆242、第四丝杆243设于底层边框、中层边框之间。
所述控制系统采用单片机进行程序控制，价格低廉，使用方便，适宜推广。
第一电机33、第二电机310、第三电机311和第四电机312均为步进电机。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。