一种具有减振结构的高效3D打印机

一种具有减振结构的高效3d打印机
技术领域
1.本实用新型涉及3d打印技术领域，具体涉及一种具有减振结构的高效3d打印机。


背景技术：

2.3d打印技术为快速成形技术的一种，是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。最初3d打印技术常被用于工业设计领域和模具制造领域的模型制造，随着计算机技术、材料技术的不断发展，目前3d打印技术已经能够应用在许多产品的直接制造活动之中。
3.与传统的机械加工不同，3d打印技术是通过多层材料的堆叠来实现成形的，无需任何附加的传统模具制造和机械加工就能够制造出各种形状复杂的原型，这使得产品的设计生产周期大大缩短，生产成本大幅下降，为各行业领域提供了一种新的制造理念与模式。目前为止，3d打印技术已经广泛应用于珠宝、鞋类、工业设计、建筑、汽车、航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程等领域。
4.如今，消费级的fdm型3d打印机已经使得在家庭和办公室进行制造成为可能，虽然市面上有各种各样的3d打印机供选择，但消费级fdm型3d打印机仍然有很多局限性，比如打印速度慢就是其中一个。这是因为消费级fdm型3d打印机采用轻质组件制造，钣金薄板件较多，这在某些方面有着优势，如便携性和成本，但同时也意味着系统整体刚度较低，没有很好的抵抗运动引起的振动能力，过高的3d打印速度可能会导致由打印喷头振动引起的错误，因此只能通过牺牲速度来提高质量。
5.常用的3d打印填充路径算法生成的填充路径有许多尖锐的转弯和拐角，过多的急转弯意味着在执行机构运动过程中有频繁的启动和制动，因此容易产生动载冲击和惯性力，这使得整个系统产生自激振动。这些因素会使打印工件表面产生波纹以及材料分布不均匀的现象，影响打印精度和打印质量，通常情况下，为了减轻振动造成的影响，只能通过牺牲速度来提高质量。由此可见，振动因素已经成为了3d打印速度和精度的矛盾结合点，为了获得高质量的成品往往需要较长的工时，使得规模化生产较为困难，大大限制了3d打印技术的应用潜力。因此，有必要从振动的角度对fdm型3d打印机进行设计，减小振动对于打印过程的影响，进而提高打印的效率。


技术实现要素：

6.为了克服上述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供了一种具有减振结构的高效3d打印机，减弱振动对于打印过程的影响，提高其打印效率和打印质量。
7.为了达到上述目的，本实用新型是采用以下技术方案实现的：
8.一种具有减振结构的高效3d打印机，包括铝型材框架11，铝型材框架11上方侧边安装有耗材卷3，耗材卷3的丝材通过送丝机构2送入打印喷头10，送丝机构2安装在铝型材框架11上，打印喷头10安装在x轴运动模块1上，x轴运动模块1安装在y轴运动模块12，y轴运动模块12通过减振装置5连接在铝型材框架11上；打印喷头10下方设有打印平台7，打印平
台7安装在z轴升降模块4，z轴升降模块4安装在铝型材框架11内；耗材卷3、送丝机构2、打印喷头10、x轴运动模块1、y轴运动模块12、z轴升降模块4通过主控板6和电源9电连接，主控板6和液晶显示器8连接。
9.所述的减振装置5包括减振器52，减振器52后端通过减振器尾端固定支架51固定在铝型材框架11上，减振器52前端通过减振器前端固定支架53和中间浮动型材56的两端连接，中间浮动型材56的两端上方安装有轴承座121，y轴运动模块12通过两个轴承座121支撑在中间浮动型材56上。
10.所述的中间浮动型材56下方两端连接有滑块54，滑块54安装在导轨55内，导轨55固定在铝型材框架11上。
11.所述的减振器52是一种弹簧阻尼减振器，由减振器前端盖521、活塞522、弹簧523、阻尼器端盖524以及减振器后端盖525串联组成，减振器52中弹簧523要保证弹簧强度足够，且减振器自身不会产生相应的共振。
12.所述的中间浮动型材56与减振器前端固定支架53刚性连接，减振器前端固定支架53与减振器前端盖521刚性连接，减振器前端盖521与减振器后端盖525通过内部的活塞522、弹簧523实现弹性连接，减振器尾端固定支架51与铝型材框架11刚性连接。
13.本实用新型提供的有益效果为：
14.本实用新型将两个原先直接固定于铝型材框架11上的轴承座121先共同连接在了一个中间浮动型材56上，中间浮动型材56通过滑块54能够在导轨55上左右滑动；中间浮动型材56两端通过减振装置5与铝型材框架11相互连接，如此以来，由于打印喷头10急停换向而产生的振动会通过减振装置5的吸收削弱后再作用到铝型材框架11上，从而减弱振动对于打印过程的影响，并且在此基础上可以适当提高打印速度而不会影响打印质量，最终实现提高打印效率。
附图说明
15.图1为本实用新型的整体结构示意图；
16.图2为本实用新型减振器安装布局示意图；
17.图3为本实用新型减振器的结构示意图。
具体实施方式
18.下面结合附图对本实用新型的具体实施方式进行说明。
19.参照图1，一种具有减振结构的高效3d打印机，包括铝型材框架11，铝型材框架11上方侧边安装有耗材卷3，耗材卷3的丝材通过送丝机构2送入打印喷头10，送丝机构2安装在铝型材框架11上，打印喷头10安装在x轴运动模块1上，x轴运动模块1安装在y轴运动模块12，y轴运动模块12通过减振装置5连接在铝型材框架11上；打印喷头10下方设有打印平台7，打印平台7安装在z轴升降模块4，z轴升降模块4安装在铝型材框架11内；耗材卷3、送丝机构2、打印喷头10、x轴运动模块1、y轴运动模块12、z轴升降模块4通过主控板6和电源9电连接，主控板6和液晶显示器8连接。
20.参照图2，所述的减振装置5包括减振器52，减振器52后端通过减振器尾端固定支架51固定在铝型材框架11上，减振器52前端通过减振器前端固定支架53和中间浮动型材56
的两端连接，中间浮动型材56的两端上方安装有轴承座121，y轴运动模块12通过两个轴承座121支撑在中间浮动型材56上；所述的中间浮动型材56下方两端连接有滑块54，滑块54安装在导轨55内，导轨55固定在铝型材框架11上，使得中间浮动型材56可以在导轨55上左右滑动。
21.参照图3，所述的减振器52是一种弹簧阻尼减振器，由减振器前端盖521、活塞522、弹簧523、阻尼器端盖524以及减振器后端盖525串联组成，减振器52中弹簧523要保证弹簧强度足够，且减振器自身不会产生相应的共振。
22.所述的中间浮动型材56与减振器前端固定支架53刚性连接，减振器前端固定支架53与减振器前端盖521刚性连接，减振器前端盖521与减振器后端盖525通过内部的活塞522、弹簧523实现弹性连接，减振器尾端固定支架51与铝型材框架11刚性连接。
23.本实用新型的工作原理为：
24.本实用新型通过添加减振装置5，即轴承座121与铝型材框架11之间添加减振装置5，减弱振动对于打印过程的影响，以此来提高其打印效率和打印质量。两个原先直接固定于铝型材框架11上的轴承座121先共同连接在了一个中间浮动型材56上，中间浮动型材56通过滑块54使其能够在导轨55上左右滑动；中间浮动型材56两端再通过减振装置5与铝型材框架11相互连接，如此以来，由于打印喷头10急停换向而产生的振动会通过减振装置5的吸收削弱后再作用到铝型材框架11上，从而减弱振动对于打印过程的影响，并且在此基础上可以适当提高打印速度而不会影响打印质量，最终实现提高打印效率。