一种框架式五自由度3D打印机的制作方法

本发明属于3d打印技术领域，具体涉及一种框架式五自由度3d打印机。

背景技术：

现有的3d打印机多采用单向分层熔融沉积技术，即打印喷头姿态固定，沿着垂直于打印喷头方向将三维实体分割成若干平面，逐层增加材料来获得最终产品，这种方法具有轨迹规划简单、制造速度较快、成本低等优点；但是这种采用单向分层熔融沉积技术的3d打印机由于受到打印头的打印臂的自由度数目限制，打印物体时表面质量较差，而且同一件物品不同部位的表面质量参差不齐；而在使用现有3d打印机进行实体的修补工作时，受到打印机喷头位置影响往往在实体工件与打印头之间存在干涉现象，影响修补效果；此外，由于单向3d机打印出的物体均由单方向材料堆积而成，使得成形出的物体力学性能具有方向性。

与此同时，目前3d打印机在打印过程中普遍存在打印喷头自身温度高且不能及时进行有效降温的问题，而一般的3d打印机的打印喷头只有一个，长时间的高温环境下工作，容易导致打印喷头受到高温腐蚀而发生形变，在缩短其使用寿命的同时也会造成打印物体的不精准。

技术实现要素：

为解决上述背景技术中提出的问题。本发明提供了一种框架式五自由度3d打印机，具有便于冷却打印喷头的特点。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种框架式五自由度3d打印机，包括打印机框体以及打印机框体内部顶端通过的滑块连接的滑动臂，以及滑动臂一侧通过滑块连接的打印喷头，所述滑动臂的一端两侧均通过螺栓连接有冷却盒，两个所述冷却盒的顶端一侧开设有管道槽，两个所述冷却盒一侧均开设有滑块槽，两个所述冷却盒的上表面边角处均开设有冷风进口，两个所述冷却盒表面的内部均开设有冷风槽，两个所述冷却盒的内部表面均开设有若干冷风出口，所述打印机框体的内部底端通过升降杆连接有打印物体放置板。

优选的，所述打印物体放置板的一侧连接有物料冷却组件，所述物料冷却组件包括电机、伸缩外管、伸缩内管和吸风口，其中，所述伸缩内管通过限位块卡合在伸缩外管的内部，所述伸缩内管的底端一侧旋合连接有进风管，进风管一端贯穿打印物体放置板并向外延伸通过旋合连接有电机。

优选的，所述冷风进口的上端通过冷风管连接有空气冷凝器，所述空气冷凝器的底端通过螺栓连接在打印机框体的一侧，所述空气冷凝器与外部电源连接。

优选的，所述伸缩外管的内部位于伸缩内管的底端通过限位块卡合连接有弹簧。

优选的，所述滑动臂另一侧通过连接有喷头组件，所述喷头组件包括打印头、第一连接臂、旋转轴、第二连接臂和连接轴块，其中，所述旋转轴的一端滑块与滑动臂连接，所述旋转轴的底端通过转联轴与第二连接臂连接，所述第二连接臂的底端通过铆钉与连接轴块连接，所述连接轴块的一侧通过转联轴与第一连接臂连接，所述第一连接臂的一侧上端通过转联轴与打印头连接。

优选的，所述伸缩内管的一侧上端开设有吸风口。

优选的，所述电机的底端通过螺栓连接在打印机框体的一侧。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明通过设置物冷却盒，使打印喷头通过滑块滑入冷却盒内部，并通过空气冷凝器将周围空气吸入并制冷，且通过冷风管与冷风进口将冷空气吹进风槽中，空气到达冷风槽内部后，会通过冷风出口吹向打印喷头表面，可以快速度打印喷头进行冷却，设置两个打印喷头，可以进行交替工作，解决之前打印喷头物料快速进行冷却的问题，以及打印喷头需要一直长时间工作容易损坏的问题。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明中的冷却盒结构示意图；

图3为本发明中的冷却盒底部剖面结构示意图；

图4为本发明中的打印喷头与滑动臂结构示意图；

图5为本发明中的物料冷却组件结构示意图；

图6为本发明中的伸缩内管与伸缩外管结构示意图；

图7为本发明中的喷头组件结构示意图。

图中：1、打印机框体；2、打印物体放置板；3、物料冷却组件；31、弹簧；32、电机；33、伸缩外管；34、伸缩内管；35、吸风口；4、空气冷凝器；5、冷却盒；6、打印喷头；7、滑动臂；8、喷头组件；81、打印头；82、第一连接臂；83、旋转轴；84、第二连接臂；85、连接轴块；9、滑块槽；10、冷风进口；11、管道槽；12、冷风出口；13、冷风槽。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1-7，本发明提供以下技术方案：一种框架式五自由度3d打印机，包括打印机框体1以及打印机框体1内部顶端通过的滑块连接的滑动臂7，以及滑动臂7一侧通过滑块连接的打印喷头6，滑动臂7的一端两侧均通过螺栓连接有冷却盒5，两个冷却盒5的顶端一侧开设有管道槽11，两个冷却盒5一侧均开设有滑块槽9，两个冷却盒5的上表面边角处均开设有冷风进口10，两个冷却盒5表面的内部均开设有冷风槽13，两个冷却盒5的内部表面均开设有若干冷风出口12，打印机框体1的内部底端通过升降杆连接有打印物体放置板2，空气冷凝器4将周围空气吸入并制冷通过冷风管与冷风进口10将冷空气吹冷风槽13中，空气到达冷风槽13内部以后，会通过冷风出口12吹向打印喷头6可以将打印喷头6表面的热量通过冷空气冷却达到制冷的效果，可以快速冷却打印喷头6。

具体的，打印物体放置板2的一侧连接有物料冷却组件3，物料冷却组件3包括电机32、伸缩外管33、伸缩内管34和吸风口35，其中，伸缩内管34通过限位块卡合在伸缩外管33的内部，伸缩内管34的底端一侧旋合连接有进风管，进风管一端贯穿打印物体放置板2并向外延伸通过旋合连接有电机32，伸缩内管34上端焊接有限位横杆，在工作时，打印喷头6会在打印物体放置板2上表面进行打印，通过打印的物体越来越高，使滑动臂7会慢慢向上升起，在滑动臂7向上升起时，打印喷头6与喷头组件8也会升起，且弹簧31的也会通过弹力使伸缩内管34向上移动，直到吸风口35与滑动臂7贴合限位，此时电机32输出端的风扇通过转动将伸缩外管33内部空气吸走，从伸缩内管34的内部空气也会被吸走，吸风口35会将周围的空气吸走，且可以将刚打印出来的物料周围空气以及空气中的热量吸走，通过空气流通可以让打印的物料快速冷却，解决了之前刚打印的物料不会进行有效快速的冷却导致打印喷头6在物料上层打印时，下层未冷却凝固的物料容易发生形变的问题。

具体的，冷风进口10的上端通过冷风管连接有空气冷凝器4，空气冷凝器4的底端通过螺栓连接在打印机框体1的一侧，空气冷凝器4与外部电源连接，空气冷凝器4开时工作，空气冷凝器4将周围空气吸入并制冷通过冷风管与冷风进口10将冷空气吹冷风槽13中，空气到达冷风槽13内部以后，会通过冷风出口12吹向打印喷头6可以将打印喷头6表面的热量通过冷空气冷却达到制冷的效果。

具体的，伸缩外管33的内部位于伸缩内管34的底端通过限位块卡合连接有弹簧31，滑动臂7向上升起时，打印喷头6与喷头组件8也会升起，且弹簧31的也会通过弹力使伸缩内管34向上移动，吸风口35就会在刚打印的物体旁边进行热量吸收，可以方便使吸风口35一直保持在刚打印的物体周围，且弹簧31的弹性力度不大，不会对滑动臂7产生过大压力且不会时滑动臂7倾斜。

具体的，滑动臂7另一侧通过连接有喷头组件8，喷头组件8包括打印头81、第一连接臂82、旋转轴83、第二连接臂84和连接轴块85，其中，旋转轴83的一端滑块与滑动臂7连接，旋转轴83的底端通过转联轴与第二连接臂84连接，第二连接臂84的底端通过铆钉与连接轴块85连接，连接轴块85的一侧通过转联轴与第一连接臂82连接，第一连接臂82的一侧上端通过转联轴与打印头81连接，旋转轴83转动时，可以让打印头81进行平面旋转转动，且第二连接臂84与旋转轴83进行转动时，可以使打印头81进行左右摇摆转动，第一连接臂82与连接轴块85进行转动时，可以让打印头81进行前后摇摆转动，通过不同的转联轴转动，可以使打印头81进行不同的旋转，且喷头组件8通过滑块可以在滑动臂7表面一端，且旋转轴83可以在滑块表面进行上下移动。

具体的，伸缩内管34的一侧上端开设有吸风口35，在滑动臂7向上升起时，打印喷头6与喷头组件8也会升起，且弹簧31的也会通过弹力使伸缩内管34向上移动，吸风口35就会在刚打印的物体旁边进行热量吸收，便于冷却打印的物体，且吸风口35的吸入风速较低，不会对打印物料进行吹动导致变形的情况。

具体的，电机32的底端通过螺栓连接在打印机框体1的一侧，电机32输出端的风扇通过转动将伸缩外管33内部空气吸走，从伸缩内管34的内部空气也会被吸走，在从吸风口35会将周围的空气吸走，且可以将刚打印出来的物料周围空气以及空气中的热量吸走。

本实施例中，空气冷凝器4为泰州市博瑞机械制造厂生产的，型号为brll，现已经为公开且广泛运用于日常生活中的已知技术。

本实施例中，第二电机32为东莞市雷昌超电机有限公司生产的，型号为ga12-n20，现已经为公开且广泛运用于日常生活中的已知技术。

本发明的工作原理及使用流程：本发明在安装完成后，进行工作时，工作人员启动打印机框体1与电机32的电源开关即可进行工作，在工作时，打印喷头6会在打印物体放置板2上表面进行打印，通过打印的高度，使滑动臂7会慢慢向上升起，在滑动臂7向上升起时，打印喷头6与喷头组件8也会升起，且弹簧31的也会通过弹力使伸缩内管34向上移动，直到吸风口35与滑动臂7贴合限位，此时电机32输出端的风扇通过转动将伸缩外管33内部空气吸走，从伸缩内管34的内部空气也会被吸走，在从吸风口35会将周围的空气吸走，且可以将刚打印出来的物料周围空气以及空气中的热量吸走，通过空气流通可以让打印的物料快速冷却，在打印喷头6长时间打印后，工作人员将打印喷头6通过滑块划入冷却盒5中，并让喷头组件8开时进行工作，在打印喷头6进入冷却盒5时，打印喷头6上端的管道会从管道槽11划过，且打印喷头6一侧的滑块会从滑块槽9中划过，当打印喷头6进入冷却盒5中以后，空气冷凝器4开时工作，空气冷凝器4将周围空气吸入并制冷通过冷风管与冷风进口10将冷空气吹冷风槽13中，空气到达冷风槽13内部以后，会通过冷风出口12吹向打印喷头6可以将打印喷头6表面的热量通过冷空气冷却达到制冷的效果，可以快速冷却打印喷头6。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。