一种独立双喷头系统的敞开式3D打印机的制作方法

本实用新型涉及3D打印设备领域，具体为一种独立双喷头系统的敞开式3D打印机。

背景技术：

3D打印机又称三维打印机(3DP)，可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。现阶段三维打印机被用来制造产品。通过XYZ三轴进行方向打印，通过自身的喷头逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印机的原理是把数据和原料放进3D打印机中，机器会按照程序把产品一层层造出来。3D打印机堆叠薄层的形式有多种多样。3D打印机与传统打印机最大的区别在于它使用的“墨水”是实实在在的原材料，堆叠薄层的形式有多种多样，可用于打印的介质种类多样，从繁多的塑料到金属、陶瓷以及橡胶类物质；

正因为3D打印机是逐层打印的所以的对模型和产品的制造速度一直很慢，造成绝大部分时间都只能用于模型产品、原型产品的概念打印，而不能运用于比较要求速度的批量制造和生产，特别是小型万元到伍仟左右的机器是不可能实现这个要求的，特别是单头如果打印多色的情况下，这种操作非常复杂，所以一般要采用多头，但是现在的情况是多头就会涉及到必须进行转头或者在打印的时候要计算到头设置的位置，这种位置是一直无法居中的。

技术实现要素：

本实用新型设计的目的是提供一种独立双喷头系统的敞开式3D打印机，提供双独立喷头，分别自由进行两个部件打印，或者同时打印1个部件，或者打印2种颜色的打印介质，同时带有快速冷却的风力冷却装置进行随打印快速冷却，进行快速制造塑形。

本实用新型是通过下述技术方案实现的：一种独立双喷头系统的敞开式3D打印机，包括打印台、X轴打印架、Z轴打印机架，其中：打印台横向中轴线位置上架设Π字符形状Z轴打印机架，Z轴打印机架的左侧和右侧的竖架表面贴合各设置一只升降Z轴导轨，竖架内侧再平行各设置1只设置Z轴滚珠丝杆竖轨，两只Z轴滚珠丝杆竖轨上各套合1只Z轴滑车，两只Z轴滑车之间横架X轴打印架；所述X轴导轨上设置两只独立双色打印头，两只独立双色打印头一只设置在左侧，一只设置在右侧，所述独立双色打印头，左右各1个设置在X轴打印架上，分别通过通讯控制线连接到3D打印控制主机上去，包括打印控制模块、打印介质挤出模块、打印头本体；

所述打印介质挤出模块包括挤出电机，打印介质挤出模块顶部对称挤入线导入孔顶部设置有3D打印机断料开关器；所述打印头本体包括耐热铝块、冷却风机、风机悬挂架、散热输入头、耐热喉管、金属打印头，散热输入头内插接耐热喉管，金属打印头螺接在散热输入头底部设置的耐热铝块上，打印介质挤出模块包括挤出电机，挤出电机的电机轴会套合设置挤出块。

作为优选所述X轴打印架包括X轴导轨、X轴传动电机、上X轴传动带、下X轴传动带；X轴导轨的头端和尾端向后螺接在Z轴滑车前侧，X轴导轨的头端和尾端通过动轮支架架设左X轴传动电机和右X轴传动电机，上X轴传动带一端套合连接在右侧动轮支架悬置的滚轮，另一侧连接在左X轴传动电机上，上X轴传动带则是相反设置，上X轴传动带和下X轴传动带上下平行设置；所述X轴导轨上设置两只独立双色打印头，两只独立双色打印头一只设置在左侧，一只设置在右侧，Z轴打印机架顶部架载有两只对应独立双色打印头一左一右设置两组的打印介质装配轮，使得独立双色打印头卡和在X轴导轨上；

上X轴传动带和左侧独立双色打印头扣接固定，拉动上X轴传动带左侧独立双色打印头移动，下X轴传动带和右侧独立双色打印头扣接固定，拉动下X轴传动带右侧独立双色打印头移动，而如上面所述情况上X轴传动带和下X轴传动带会各自对应个相应一侧的传动电机，上X轴传动带和左侧独立双色打印头对应左X轴传动电机，下X轴传动带和右侧独立双色打印头对应右X轴传动电机，获得动力实现独立双色打印头的X轴移动。

作为优选所述独立双色打印头，设置高度位置相同，打印介质挤出模块102的下端一侧设置打印头本体103，另外一侧设置导轨连接架轮104，打印头本体103、导轨连接架轮104在同一平面位置设置，所述耐热喉管为耐高温PTFE管芯进料管或聚四氟乙烯(Teflon/PTFE/F4)管芯进料管,此耐高温PTFE管能够耐300℃以上的温度，可以实现高温耗材的打印。

作为优选所述冷却风机为涡轮风机，冷却风机拼接的风机悬挂架整体呈L形状，包括顶部的连接架113和连接架底部底部匹配冷却风机出风道口的导风槽管114，连接架和导风槽管一体塑形，导风槽管的为J字状，导风槽管的出风口对应金属打印头下方0.5~2cm处。

作作为优选所述导轨连接架轮包括横向上导轮、横向下导轮、导轮连接支架，横向上导轮、横向下导轮上下平行设置，每组轮都设置两只，都螺接在导轮连接支架上，整体排列为方形，横向上导轮、横向下导轮包括辊轴和头端的导轮，导轮上下扣合X轴导轨的上端表面和下端表面的导轨内，所述横向上导轮、横向下导轮之间还竖向下设置调平感应器，且调平感应器的头端，调平感应器顶部横向设置感应器支撑架，感应器支撑架横向和导轮连接支架连接。

作为所述X轴传动电机顶部还罩合有打印末端限位罩，打印末端限位罩的底部内侧设置打印头清洗槽盒，打印头清洗槽盒通过挂架螺接或挂载在打印末端限位罩的底部的挂柱上；所述打印头清洗槽盒包括盒体和挂架，一体塑形，盒体内的前端设置双边卡挡槽，双边卡挡槽插接刮板，所述刮板的高度和独立双色打印头的金属打印头最低设置高度高出0.3~2cm。

作为优选所述打印介质装配轮上配载的打印介质为软质 1.75cm~ 3.0cm的TPU线和TPE线或硬质软质1.75 cm~3.0cm的可降解生物线和工程塑料线。

作为优选所述3D打印机断料开关器的断料导线孔和独立双色打印头的耐热喉管设置在同一Z轴轴线上。这样的设置能使得软质线在进行输入到打印头的时候更顺畅，不会因为太柔软而变得堆积卡在挤出轮处。

通过采用前述技术方案，本实用新型的有益效果是：1、拥有两个独立的，并且相同独特功能的打印头，他们能独立运行，独立打印，既能打印不同的产品，也能打印相同的产品，特别是打印成对的比如镜像对称物件特别适合，他们不会相互干扰，所以适合快速打印成双成对物件；2、整体体积小，拥有2个架子和4个模块，各个模块都是独立的容易拆卸，容易组装，适合快速生成本机器，对环境的空间要求小，适合小型使用者；部件构成少，维修难度变低，极大的压缩了需求的使用成本；3、这2个两个能既能独立运行，又能同程序同动作运行的双打印头系统，还同时打印2种颜色的线或者两种打印介质，这样就可以打印出成对两种颜色的物件，以及拥有两种颜色的1个物件；4、拥有快速冷却的风冷系统，能促进打印产品快速冷却防止变形，风冷系统有独特的集风结构，能增加风冷效率；5、拥有断线、卡线、无线自动检测和感应的中间感应装置器，检测耗材的直径变化和检测耗材是否用尽检测耗材是否在运动来判断是否堵头，能避免空打，能促进软线打印介质拉直；6、因为能够打印多种颜色所以还设置有两个自独立的清洗槽盒，进行定时定点自动清洗，而且清洗槽是打印头的传送轨道一体的能随其上升下降，实现任何位置都能进行照常清洗，而不是需要移位进行。

附图说明

图1为为整体系统正面图。

图2为X轴打印架升降整体图。

图3为X轴打印机啊清洗机构原理图。

图4为独立双色打印头结构图。

图5为独立双色打印头解剖组装图。

图6为打印头本体结构图。

图7为X轴打印机前视图。

具体实施方式

下面通过实施例，结合附图，对本实用新型的技术方案作作为优选具体的说明：

首先在指明本发明创造和本人的另外1个单头喷头系统的打印头结构、使用原理都不同；

其次在这里指本发明创造的核心在于独立双喷头系统在X轴打印机架上的连接方式和运行方式，现有敞开式打印机技术的基本结构比如打印台1、Z轴打印架2都为现有技术，和本人另外1个专利一样，都是敞开式3D打印机的开源现有技术结构，可以参考具体可参考FDM打印机型号为敞开式具体有创想三维系列、XINKEBOT OrcaPro系列，其技术一般为首先都打印台都拥有方框底导轨架，用来支持Z轴打印机，而中间还架了2只到3只Y轴的导轨，用来控制打印成型台101在Y轴上前后的进行运动，打印成型台101底部设置爬行用的电驱动滑轮，卡在Y轴的导轨进行活动；而X轴打印机架3则是由爬升用的X轴电机固定在Z轴滚珠丝杆竖轨6，以Z轴滚珠丝杆竖轨为导向，并且在头端的导轮会卡在竖架4前后的导轨上，如图2、3所示，依赖X轴电机的驱动进行上下爬升实现Z轴运行，这里也是现有技术早已知道的具体更详细的结构请参考背景技术和现有技术；

如图1所示，一种独立双喷头系统的敞开式3D打印机，包括打印台1、X轴打印架2、Z轴打印机架3，其中：打印台横向中轴线位置上架设Π字符形状Z轴打印机架，Z轴打印机架的左侧和右侧的竖架4表面贴合各设置一只升降Z轴导轨5，竖架内侧再平行各设置1只设置Z轴滚珠丝杆竖轨6，两只Z轴滚珠丝杆竖轨上各套合1只Z轴滑车7，两只Z轴滑车之间横架X轴打印架，X轴打印架的头尾各螺接在对应一侧的Z轴滑车上，到这里也都是现有技术，通过Z轴滑车及其相关的驱动结构，也就是图3最左所示，会将Z轴滑车上的导轮和升降Z轴导轨进行卡合后顺升降Z轴导轨进行爬行，而因为Z轴滑车是套合在Z轴滚珠丝杆竖轨上的，所以会顺着Z轴滚珠丝杆竖轨导向进行爬升和下降，而不会移位，而且很稳定；

如图2和3所示，X轴打印架包括X轴导轨8、X轴传动电机9、上X轴传动带10、下X轴传动带11；如图3所示，X轴导轨的头端和尾端向后螺接在Z轴滑车前侧，X轴导轨的头端和尾端通过动轮支架12架设左X轴传动电机和右X轴传动电机，上X轴传动带一端套合连接在右侧动轮支架悬置的滚轮，另一侧连接在左X轴传动电机上，上X轴传动带则是相反设置，上X轴传动带和下X轴传动带上下平行设置；所述X轴导轨上设置两只独立双色打印头13，两只独立双色打印头一只设置在左侧，一只设置在右侧，Z轴打印机架顶部架载有两只对应独立双色打印头一左一右设置两组的打印介质装配轮14；

如图3所示，上X轴传动带10和左侧独立双色打印头扣接固定，拉动上X轴传动带左侧独立双色打印头移动，下X轴传动带11和右侧独立双色打印头扣接固定，拉动下X轴传动带右侧独立双色打印头移动，而如上面所述情况上X轴传动带10和下X轴传动带11会各自对应个相应一侧的传动电机，如图所示上X轴传动带10和左侧独立双色打印头对应左X轴传动电机，下X轴传动带11和右侧独立双色打印头对应右X轴传动电机，获得动力实现打印头的X轴移动；两个电机分别驱动和分别运行，但是又在同一个导轨上这样就实现了我们实现最主要的发明目的“拥有两个独立的，并且相同独特功能的独立双色打印头，他们能独立运行，独立打印，既能打印不同的产品，也能打印相同的产品，特别是打印成对的比如镜像对称物件特别适合，他们不会相互干扰，所以适合快速打印成双成对物件；”；

如图4-6所示，所述独立双色打印头，左右各1个设置在X轴打印架上，分别通过通讯控制线连接到3D打印控制主机上去，也就是图1所示情况，他们相互的设置高度位置相同，结构也相同互为镜像结构，包括打印控制模块101、用于进行直接控制打印头的挤压结构和加热打印介质结构，并且将各种信息传递给打印台上的控制器，打印介质挤出模块102，它主要是用于将线体挤入打印头本体内，提供打印介质材料、打印头本体103，他用于将打印介质液态化后然后依赖不断进入的打印直接，提高内部压力，将其挤压喷出，提供打印、导轨连接架轮104他用来和导轨进行连接，进行位置移动，打印控制模块设置在最顶端，通过控制线连接控制主机，打印控制模块下端通过支架系统悬置打印介质挤出模块102，打印介质挤出模块102的下端一侧设置打印头本体103打印头本一般会设置连接板和导轨连接架轮104通过连接螺丝杆连接悬置空架，打印头本体103、导轨连接架轮104在同一平面位置设置，所述打印头本体包括耐热铝块105、冷却风机106、风机悬挂架107、散热输入头108、耐热喉管109、金属打印头110，散热输入头108内插接耐热喉管109，金属打印头110螺接在散热输入头底部设置的耐热铝块上，打印介质挤出模块包括挤出电机122，挤出电机122的电机轴会套合设置挤出块125，挤出块是一个圆轮形状，表面粗糙；如图5和6所示情况，导轨连接架轮会先和打印头本地连接架120进行连接，导轨连接架轮的顶部会螺丝固定挤出电机，挤出电机顶部是平面台体，所以还会载放打印控制模块也就是打印头控制通讯用的PCB转接板，PCB转接板再通过PIN头设置相关的数据线路连接到控制器上去，使得打印头能按照控制器的控制进行打印；挤出电机的头端会设置圆形的挤出块，挤出块外包绕着一圈导线圈123，导线圈会和挤出块形成挤出线槽124，这些结构用于将打印介质线从顶部导入到中间位置，然后继续传输到打印头内部去进行液化；可以得话可以在挤出电机最前端也就是品牌设置挤出块一侧设置一个冂形状的支撑架，防止有卡和物件；

打印头本地连接架前端还可以设置1只散热输入头散热风扇121，连接方式一般如图5所示情况采用螺丝连接，先和标记113处的螺丝孔进行螺丝连接紧固，然后正好113中间处的圆弧从槽会和108连接，主要是用他的半弧槽体包裹本悬挂起来108散热输入头，增加散热输入头顶部的连接性能，毕竟如图5所示，散热输入头是没办法向左右两侧进行连接的，他是必须独立悬挂的；

散热输入头内是插入有耐热喉管的，外部是设置若干散热片的，而散热输入头散热风扇121正好对着这些散热片，启动散热输入头散热风扇后对他们进行散热；所述耐热喉管为耐高温PTFE管芯进料管或聚四氟乙烯(Teflon/PTFE/F4)管芯进料管；金属打印头则是先在散热输入头的底部螺纹连接好1个耐热铝块，耐热铝块的底部也就是和散热输入头插接的孔中，会再从底部螺接入金属打印头；这样两个设计可以非常好的增加散热性能与耐热性能，避免了不能采用金属管材，而必须使用树脂材质管材带来的温度耐性低和使用寿命短的情况，通过散热和保持温度克服前面两个缺点；

如图5所示的情况，所述打印介质挤出模块顶部对称挤入线导入孔111顶部设置有3D打印机断料开关器112，图4和5所示，也就是标记110所指的部件，一直到最底部的金属打印头，可以知道他们都在一条中轴线上的，这条线非常的稳定，然后穿行的打印介质线会穿行，通过挤出电机被向下传递，在传递的过程中比如堵线了，线没有再通过3D打印机断料开关器，那么3D打印机断料开关器会感应，通过控制器发出报警，或者是3D打印机断料开关器内部完全没有线了，他也会发出信号，机器发出报警；

3D打印机断料开关器我们使用启庞3D打印机材料检测模块开关配件，使用PIN线连接到控制器上，也就是前面所述图1左前方的带LED显示器的3D打印机总控制器，在主板上使用有材料时，模块绿灯一直亮，材料用尽时，绿灯熄灭，主板执行暂停命令操作，等待人为更换好材料后执行继续打印。工作原理：材料检测模块使用电平跳变检测方式：有材料时，检测口电平信号应为高电平，无材料时，材料口电平信号变为低电平，系统检测一个确定的高电平到低电平的跳变，则认为材料用尽，执行暂停命令，等待人为更换好材料后执行继续打印。

所述冷却风机为涡轮风机，冷却风机拼接的风机悬挂架整体呈L形状，包括顶部的连接架113和连接架底部底部匹配冷却风机出风道口的导风槽管114，连接架和导风槽管一体塑形，导风槽管的为J字状，J字状导风槽管的折合角处成型风扇座119，风扇座上连接设置涡轮风扇205，涡轮风扇出风口206正好和导风槽管出风口207对应，出风口在金属打印头下方0.5~2cm处。这样拥有快速冷却的风冷系统，能吹出广口而且集中化的风流，能促进打印产品快速冷却防止变形；

作为优选所述导轨连接架轮包括横向上导轮115、横向下导轮116、导轮连接支架117，横向上导轮115、横向下导轮上下平行设置，每组轮都设置两只，都螺接在导轮连接支架上，整体排列为方形，横向上导轮115、横向下导轮116包括辊轴和头端的导轮，导轮上下扣合X轴导轨的上端表面和下端表面的导轨内，所述横向上导轮115、横向下导轮116之间还竖向下设置调平感应器208，且调平感应器的头端，调平感应器顶部横向设置感应器支撑架118，感应器支撑架横向和导轮连接支架连接。上下位置设置的导轮组能更加迅速的移动和平稳的进行移动，而且非常特殊的设置得和和导轮一体匹配的位置设置的调平感应器，这样设置能在第一感应点进行采集导轨的平面运动波动数据，又因为和自身的感应头最低端是和金属打印头最底端设置在同一平面线上的，所以也能和金属打印头同时运行的时候收集一手数据，能够更加精确的监控和感应，提高整体平面调整的稳定速，以可以检测后推算出最适当的速度，增加整个答应速度，平整因为是拥有两个打印头，可能会造成的相互震动相互影响的情况。

作为所述X轴传动电机顶部还罩合有打印末端限位罩201，打印末端限位罩的底部内侧设置打印头清洗槽盒202，打印头清洗槽盒通过挂架螺接或挂载在打印末端限位罩的底部的挂柱上；所述打印头清洗槽盒包括盒体和挂架，一体塑形，盒体内的前端设置双边卡挡槽203，双边卡挡槽插接刮板204，所述刮板的高度和独立双色打印头的金属打印头最低设置高度高出0.3~2cm。各自独立的清洗槽盒，进行定时定点自动清洗，而且清洗槽是打印头的传送轨道一体的能随其上升下降，实现任何位置都能进行照常清洗，而不是需要移位进行。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本实用新型精神作举例说明。本实用新型所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离本实用新型的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。