一种双层3D打印机用框架结构及其打印机的制作方法

一种双层3d打印机用框架结构及其打印机
技术领域
1.本实用新型涉及3d打印技术领域，具体而言，涉及一种双层3d打印机用框架结构及其打印机。


背景技术：

2.3d打印是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，该技术在工业设计、建筑、工程和施工、汽车、航空航天、医疗产业等领域都有所应用。
3.但现有3d打印机的框架均采用单层框架且将丝杆传动机构固定于框架上，这样的结构往往存在以下问题：
4.1、使用范围小，一旦打印机需要更换不同尺寸或不同类型的丝杆传动机构时，由于其丝杆主轴直径不同且丝杆主轴配套的限位轴承座的固定孔位置也不同，故需要将整个框架都对应进行更换，造成整体使用成本的大大增加。
5.2、单层框架不够稳定，由于驱动丝杆主轴旋转的驱动电机和丝杆传动机构均固定于同一钣金横梁上，当驱动电机工作时，其产生的震动会传导至钣金横梁上从而影响到丝杆传动机构工作时的平稳性，导致打印出来的产品精度不够。
6.鉴于此，本技术发明人发明了一种适用范围广且可有效保证丝杆传动机构工作平稳性的双层3d打印机用框架结构及其打印机。


技术实现要素：

7.本实用新型的目的在于提供一种适用范围广且可有效保证丝杆传动机构工作平稳性的双层3d打印机用框架结构及其打印机。
8.为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
9.一种双层3d打印机用框架结构，包括底部方框、顶部方框、四根连接所述底部方框四角与所述顶部方框四角的竖直支撑框架和四根水平设置的辅助固定横梁，所述辅助固定横梁两两正对设置且每根所述辅助固定横梁的两端固定于所述竖直支撑框架上，同一侧的两个所述辅助固定横梁分别靠近所述顶部方框和所述底部方框设置。
10.作为进一步改进，靠近所述底部方框的两个所述辅助固定横梁之间进一步设置有两个辅助固定横梁以形成一横梁方框。
11.作为进一步改进，定义每根所述辅助固定横梁与其靠近的底部方框或顶部方框之间的距离占所述竖直支撑框架长度的比例为r，其中r的值为 0.08～0.12。
12.一种打印机，包括升降结构、打印头结构和所述框架结构，所述升降结构的数量为两个且分别设置在同侧的两个辅助固定横梁之间，所述打印头结构架设于两个所述升降结构上。
13.作为进一步改进，每个所述升降结构包括支撑钣金件、两个丝杆传动机构和两个滑动导轨机构；两个所述丝杆传动机构竖直设置且分别靠近水平的所述支撑钣金件两端设
置；所述丝杆传动机构包括丝杆主轴和套设于所述丝杆主轴上的驱动滑块，所述滑动导轨机构包括导轨主体和导滑块，所述支撑钣金件两端分别与所述导滑块固定连接，所述驱动滑块与所述支撑钣金件传动连接以实现在丝杆主轴旋转时带动支撑钣金件在导轨主体上滑动升降；四个所述导轨主体分别竖直固定于四根所述竖直支撑框架上，所述顶部方框上固定设置有一一对应驱动所述丝杆主轴旋转的驱动电机，所述框架结构上设置有限位固定所述丝杆主轴的限位轴承座。
14.作为进一步改进，所述丝杆传动机构进一步包括一传动固定板，所述驱动滑块可拆卸固定于所述传动固定板上，所述传动固定板可拆卸固定于所述支撑钣金件上。
15.作为进一步改进，所述丝杆主轴竖直穿过两个所述辅助固定横梁且所述丝杆主轴穿过的辅助固定横梁处均设置有所述限位轴承座。
16.作为进一步改进，两个正对设置且靠近底部框架的所述辅助固定横梁之间架设有若干个支撑横梁。
17.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
18.1、本实用新型一种双层3d打印机用框架结构采用底部方框、顶部方框结合辅助固定横梁的结构可以形成双层框架结构，不仅其结构强度有效增大，同时还能通过辅助固定横梁提供更多固定位置供打印机中的升降结构等其他部位进行固定，结构稳固，适用性强。
19.2、本实用新型一种打印机一方面采用辅助固定横梁的结构来单独固定限位轴承座可以有效解决当打印机需要更换不同尺寸或不同类型的丝杆传动机构时，由于其丝杆主轴直径不同且丝杆主轴配套的限位轴承座的固定孔位置也不同，需要将整个框架结构对应进行更换的问题，当更换不同尺寸或不同类型的丝杆传动机构后，仅需将原有辅助固定横梁拆除，更换为匹配新的丝杆传动机构的辅助固定横梁即可，有效降低当打印机改进或根据不同强度及精度的打印需求需要更换丝杆传动机构时只能更换框架结构整体所造成的使用成本；另一方面，采用辅助固定横梁的结构可以有效配合限位轴承座对丝杆主轴两端进行稳定的限位固定，避免驱动电机的驱动轴直接承受支撑钣金件及支撑钣金件上方的重力，同时将驱动电机设置于辅助固定横梁一侧的顶部方框上也可以有效避免驱动电机在工作过程中的震动直接影响丝杆主轴的稳定性，进一步保证丝杆传动机构整体的稳定工作，实现对支撑钣金件的平稳升降。
20.3、本实用新型一种打印机整体采用两个升降结构配合四根竖直支撑框架的结构一方面可以通过将导轨主体一一对应设置在竖直支撑框架有效实现利用采用钣金件的竖直支撑框架的强度来保证导轨主体的长期稳定从而进一步保证打印头结构在运动过程中的平稳，有效避免传统大型打印机采用多个导滑杆来保证丝杆传动机构的平稳升降的结构强度不够，当打印头结构太重时，只能通过加粗导滑杆来增加强度，造成成本增加的技术问题；另一方面，由于丝杆主轴设置于支撑钣金件外侧，而打印头结构直接设置于所述支撑钣金件上，其重力会以丝杆主轴为端点，对支撑钣金件两端产生一个向下压的力，而通过在竖直支撑框架上设置导轨主体的结构也可以将支撑钣金件受到的压力通过导轨主体传导至稳定的竖直支撑框架上，有效保证整体结构稳定，传动稳固。
附图说明
21.为了更清楚地说明本实用新型实施方式的技术方案，下面将对实施方式中所需要
使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
22.图1是本实用新型一种双层3d打印机用框架结构的结构示意图；
23.图2是本实用新型一种打印机的结构示意图；
24.图3是本实用新型一种打印机中升降结构的结构示意图。
25.主要元件符号说明
26.10、框架结构；11、底部方框；12、顶部方框；13、竖直支撑框架； 14、辅助固定横梁；15、支撑横梁；
27.20、打印头结构；
28.30、升降结构；
29.31、丝杆传动机构；311、丝杆主轴；312、驱动滑块；
30.32、支撑钣金件；
31.33、滑动导轨机构；331、导轨主体；332、导滑块；
32.34、传动固定板；
33.35、驱动电机；
34.36、限位轴承座。
具体实施方式
35.为使本实用新型实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
36.请参考图1，一种双层3d打印机用框架结构10，包括底部方框11、顶部方框12、四根连接所述底部方框11四角与所述顶部方框12四角的竖直支撑框架13和四根水平设置的辅助固定横梁14，所述辅助固定横梁14呈“[”型以实现稳固及便于从外部固定相关紧固件，所述辅助固定横梁14 两两正对设置且每根所述辅助固定横梁14的两端固定于所述竖直支撑框架 13上，同一侧的两个所述辅助固定横梁14分别靠近所述顶部方框12和所述底部方框11设置。
[0037]
采用底部方框11、顶部方框12结合辅助固定横梁14的结构可以形成双层框架结构10，不仅其结构强度有效增大，同时还能通过辅助固定横梁 14提供更多固定位置供打印机中的升降结构30等其他部位进行固定，结构稳固，适用性强。
[0038]
进一步的，靠近所述底部方框11的两个所述辅助固定横梁14之间进一步设置有两个辅助固定横梁14以形成一横梁方框。此时的两个辅助固定横梁14一方面可以进一步增加框架整体的结构稳定性，另一方面可以用于固定下述支撑横梁15。
[0039]
更进一步的，定义每根所述辅助固定横梁14与其靠近的底部方框11 或顶部方框12之间的距离占所述竖直支撑框架13长度的比例为r，其中r 的值为0.08～0.12，优选的，r的值为0.1，采用这样的尺寸设计可以有效配合顶部方框12和底部方框11使得框架的上下
部分更加稳定，同时保证间距不会太大也有效适配驱动电机35与丝杆主轴311之间的连接间距，方便驱动电机35和丝杆主轴311之间的连接。
[0040]
请参考图1至图3，一种打印机，包括升降结构30、打印头结构20和所述框架结构10，所述升降结构30的数量为两个且分别设置在同侧的两个辅助固定横梁14之间，所述打印头结构20架设于两个所述升降结构30上。
[0041]
具体的，每个所述升降结构30包括支撑钣金件32、两个丝杆传动机构 31和两个滑动导轨机构33；两个所述丝杆传动机构31竖直设置且分别靠近水平的所述支撑钣金件32两端设置；所述丝杆传动机构31包括丝杆主轴311和套设于所述丝杆主轴311上的驱动滑块312，所述滑动导轨机构 33包括导轨主体331和导滑块332，所述支撑钣金件32两端分别与所述导滑块332固定连接，所述驱动滑块312与所述支撑钣金件32传动连接以实现在丝杆主轴311旋转时带动支撑钣金件32在导轨主体331上滑动升降；四个所述导轨主体331分别竖直固定于四根所述竖直支撑框架13上，所述顶部方框12上固定设置有一一对应驱动所述丝杆主轴311旋转的驱动电机 35，所述框架结构10上设置有限位固定所述丝杆主轴311的限位轴承座36。
[0042]
整体采用两个升降结构30配合四根竖直支撑框架13的结构一方面可以通过将导轨主体331一一对应设置在竖直支撑框架13有效实现利用采用钣金件的竖直支撑框架13的强度来保证导轨主体331的长期稳定从而进一步保证打印头结构20在运动过程中的平稳，有效避免传统大型打印机采用多个导滑杆来保证丝杆传动机构31的平稳升降的结构强度不够，当打印头结构20太重时，只能通过加粗导滑杆来增加强度，造成成本增加的技术问题；另一方面，由于丝杆主轴311设置于支撑钣金件32外侧，而打印头结构20直接设置于所述支撑钣金件32上，其重力会以丝杆主轴311为端点，对支撑钣金件32两端产生一个向下压的力，而通过在竖直支撑框架13上设置导轨主体331的结构也可以将支撑钣金件32受到的压力通过导轨主体 331传导至稳定的竖直支撑框架13上，有效保证整体结构稳定，传动稳固。
[0043]
请参考图2，所述丝杆主轴311竖直穿过两个所述辅助固定横梁14且所述丝杆主轴311穿过的辅助固定横梁14处均设置有所述限位轴承座36，具体的，所述限位轴承座36的数量为八个，每根丝杆主轴311的上下端分别设置一个所述限位轴承座36。
[0044]
一方面，采用辅助固定横梁14的结构来单独固定限位轴承座36可以有效解决当打印机需要更换不同尺寸或不同类型的丝杆传动机构31时，由于其丝杆主轴311直径不同且丝杆主轴311配套的限位轴承座36的固定孔位置也不同，需要将整个框架结构10对应进行更换的问题，当更换不同尺寸或不同类型的丝杆传动机构31后，仅需将原有辅助固定横梁14拆除，更换为匹配新的丝杆传动机构31的辅助固定横梁14即可，有效降低当打印机改进或根据不同强度及精度的打印需求需要更换丝杆传动机构31时只能更换框架结构10整体所造成的使用成本。
[0045]
另一方面，采用辅助固定横梁14的结构可以有效配合限位轴承座36 对丝杆主轴311两端进行稳定的限位固定，避免驱动电机35的驱动轴直接承受支撑钣金件32及支撑钣金件32上方的重力，同时将驱动电机35设置于辅助固定横梁14一侧的顶部方框12上也可以有效避免驱动电机35在工作过程中的震动直接影响丝杆主轴311的稳定性，进一步保证丝杆传动机构31整体的稳定工作，实现对支撑钣金件32的平稳升降。
[0046]
除此之外，请参考图3，所述丝杆传动机构31进一步包括一传动固定板34，所述驱动滑块312可拆卸固定于所述传动固定板34上，所述传动固定板34可拆卸固定于所述支撑钣金件32上。采用传动固定板34的结构一方面可以有效实现位于两个不同竖直位置的驱动滑块312和支撑钣金件32 的连接，另一方面当支撑钣金件32或丝杆传动机构31发生损坏时，便于快速拆卸进行维修。
[0047]
请参考图2,两个正对设置且靠近底部框架的所述辅助固定横梁14之间架设有若干个支撑横梁15，其中支撑横梁15呈几字型且架设于辅助固定横梁14的开口之间，在使用时可在支撑横梁15上放置支撑底板用于承载打印平台，同时在底部方框11和靠近底部方框11的辅助固定横梁14之间设置密封侧板以配合支撑底板在支撑底板下方形成一相对封闭的加热空间，利用支撑横梁15提供的高度和支撑横梁15之间的空间，可以在支撑底板下方设置有加热装置用于加热支撑底板以实现对打印平台的恒温控制保证在打印过程中，打印的产品不会平台温度过低导致发生形变，采用这样的结构相比于传统大型打印机一方面其加热装置更加方便安装，且利用支撑横梁15及密封侧板之间形成的空间更有利于保温，另一方面也能给支撑底板及以上的部分提供更加稳固的支撑力，结构简单，功能易行。
[0048]
以上所述仅为本实用新型的优选实施方式而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。