3D打印机的升降装置及3D打印机的制作方法

3d打印机的升降装置及3d打印机
技术领域
1.本实用新型涉及3d打印技术领域，尤其涉及一种3d打印机的升降装置及 3d打印机。


背景技术：

2.3d打印机是一种累积制造技术，即快速成形技术的一种机器。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。常见的光固化3d打印机中，料槽盛放树脂后放置于打印机的基座的顶板上，基座内部设置光源，光源根据打印数据发出特定形状的光束照射到料槽底面，打印平台伸入树脂中，料槽内的树脂受到光束照射在打印平台上凝固成形，打印平台在z轴升降组件作用下向上移动，将成形的树脂层向上提拉，进而在树脂层和料槽底面之间进行下一层的打印，如此往复实现3d模型的打印。
3.其中，z轴升降组件包括z轴导向架和驱动组件，驱动组件驱动打印平台沿着z轴导向架升降，现有光固化3d打印机中，z轴导向架和驱动组件的多个零件分别需要与打印机基座连接，如公开号为cn206703524u的专利中公开了一种 lcd光固化3d打印机，立臂安装在框架之顶部，升降驱动装置中上下导杆的下端安装于框架之顶部，上下导杆的上端安装于立臂，由立臂及框架将上下导杆支撑固定，步进电机安装于框架之顶部的底面处，步进电机的输出轴向上穿过框架之顶部。升降驱动装置的上下导杆、步进电机以及立臂分别需要与框架连接，使得z轴升降组件与基座之间安装困难，且安装零件多使得3d打印机的装配精度降低。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型实施例提供一种3d打印机的升降装置及3d打印机，主要通过设置第一丝杆固定座和第二丝杆固定座，使得驱动组件与z轴导向组件构成整体结构，仅需通过z轴导向组件与基座连接即可实现升降装置的固定，减少连接的复杂性，提高3d打印机的装配精度。
5.为达到上述目的，本实用新型主要提供如下技术方案：
6.一方面，本实用新型实施例提供了一种3d打印机的升降装置，包括：
7.z轴导向组件、驱动组件、打印平台组件、第一丝杆固定座和第二丝杆固定座；
8.第一丝杆固定座和第二丝杆固定座分别与z轴导向组件连接；
9.驱动组件分别与第一丝杆固定座和第二丝杆固定座连接，打印平台组件分别与驱动组件和z轴导向组件连接，驱动组件用于驱动打印平台组件沿z轴导向组件移动。
10.可选的，驱动组件包括驱动电机、丝杆、第一轴承和第二轴承；
11.第一轴承与第一丝杆固定座连接，第二轴承与第二丝杆固定座连接，驱动电机与第一丝杆固定座连接，丝杆的第一端与驱动电机连接，丝杆穿接于第一轴承和第二轴承，且第二轴承与丝杆的第二端连接；第一轴承和第二轴承用于轴向固定丝杆。
12.可选的，驱动组件还包括联轴器；
13.驱动电机包括电机转轴，电机转轴通过联轴器与丝杆连接。
14.可选的，第一丝杆固定座包括一通腔；
15.第一轴承设置于通腔的开口处，联轴器设置于通腔内，丝杆穿接于第一轴承后，与联轴器连接；
16.驱动电机固定于第一丝杆固定座相背于第二轴承的一侧，且电机转轴由通腔远离第二轴承一端的开口伸入通腔，并与联轴器连接。
17.可选的，z轴导向组件包括z轴导向架和导轨；
18.导轨、第一丝杆固定座和第二丝杆固定座均与z轴导向架连接，打印平台组件与导轨连接，驱动组件用于驱动打印平台组件延导轨移动。
19.可选的，导轨包括第一导轨和第二导轨；
20.第一导轨和第二导轨均连接于z轴导向架，且第一导轨和第二导轨平行并列设置；
21.打印平台组件包括第一滑动部、第二滑动部和平台悬臂，第一滑动部和第二滑动部分别滑动连接于第一导轨和第一导轨，平台悬臂与第一滑动部和第二滑动部连接，且平台悬臂还与驱动组件的丝杆螺纹连接；
22.打印平台组件用于在丝杆的螺纹推动作用下沿第一导轨和第一导轨滑动。
23.可选的，z轴导向组件上设置有限位开关，限位开关用于接收打印平台组件的触发信号，以确定打印平台组件的位置。
24.另一方面，本实用新型实施例还提供了一种3d打印机，包括如上述任一项的3d打印机的升降装置。
25.可选的，3d打印机包括基座，基座包括顶板；
26.z轴导向组件与顶板连接；
27.顶板上设置有安装开口，驱动组件通过安装开口部分收纳于基座内。
28.可选的，z轴导向组件与顶板插接；
29.和/或，z轴导向组件上设置有螺孔，顶板上设置有螺栓，螺栓可相对顶板转动，螺栓用于与螺孔螺纹连接，以使z轴导向组件与顶板固定；
30.和/或，z轴导向组件上设置有第一连接件，顶板设置有第二连接件，第一连接件与第二连接件配合使z轴导向组件与顶板固定。
31.本实用新型实施例提出的一种3d打印机的升降装置及3d打印机，主要通过设置第一丝杆固定座和第二丝杆固定座，使得驱动组件与z轴导向组件构成整体结构，仅需通过z轴导向组件与基座连接即可实现升降装置的固定，减少连接的复杂性。现有技术中，z轴导向架和驱动组件的多个零件分别与顶板的上下面连接，使得z轴升降组件与基座之间安装困难。与现有技术相比，本技术文件中，驱动组件通过第一丝杆固定座和第二丝杆固定座固定在z轴导向组件上，使得驱动组件和z轴导向组件成为可一体拆装的结构，仅通过z轴导向组件的一端与基座连接即可实现整个升降装置与基座的安装，避免驱动组件中的零件与基座的复杂连接，使得升降装置与顶板的连接部件大大减少，连接结构简单便于操作，极大的减小装机难度。
附图说明
32.图1为本实用新型实施例提供的一种3d打印机的升降装置的结构示意图；
33.图2为本实用新型实施例提供的一种3d打印机的升降装置的结构爆炸图；
34.图3为本实用新型实施例提供的一种3d打印机的升降装置与基座连接的结构示意图；
35.图4为本实用新型实施例提供的一种3d打印机的基座的结构示意图。
具体实施方式
36.为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本实用新型提出的3d打印机的升降装置其具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。
37.一方面，如图1-4所示，本实用新型实施例提供了一种3d打印机的升降装置，包括：
38.z轴导向组件1、驱动组件2、打印平台组件3、第一丝杆固定座22和第二丝杆固定座25；
39.第一丝杆固定座22与z轴导向组件1的第一端连接，第二丝杆固定座25 与z轴导向组件1的第二端连接；
40.驱动组件2分别与第一丝杆固定座22和第二丝杆固定座25连接，打印平台组件3分别与驱动组件2和z轴导向组件1连接，驱动组件2用于驱动打印平台组件3沿z轴导向组件1移动。
41.z轴导向组件1为打印平台组件3的移动提供导向作用，驱动组件2为打印平台组件3的移动提供驱动动力。以下为方便说明，以升降装置实际使用时的方向为例，z轴导向组件1具有竖直方向，即打印机z轴方向的导向作用，打印平台组件3移动时，受到z轴导向组件1的约束，仅在z轴方向进行上升和下降。在一种实施例中，第一丝杆固定座22呈近似的立方体，第一丝杆固定座22 的侧壁的上边沿与z轴导向组件1底端边沿固定，具体的可通过螺栓固定。第二丝杆固定座25呈圆环形，第二丝杆固定座25与z轴导向组件1顶端边沿固定，具体的可通过螺栓固定。驱动组件2通过第一丝杆固定座22和第二丝杆固定座25固定在z轴导向组件1上，使得驱动组件2与z轴导向组件1成为一体安装结构，在升降装置与基座01的安装过程中，仅需将z轴导向组件1与基座 01固定，即可实现升降装置与基座01的安装，无需驱动组件2与基座01连接，由于驱动组件2通过z轴导向组件1固定，一方面，由于驱动组件2的部件较多，驱动组件2固定在z轴导向组件1上，避免驱动组件2各个部件与基座01 之间复杂的安装，另一方面，驱动组件2位于基座01外部或者悬置于基座01 内，与基座01无接触，使得检修方便。上述设置使得升降装置为可独立于基座 01的一体式的装置，且可相对基座01进行一体式的拆装。
42.一种实施方式中，第一丝杆固定座22起到同时固定驱动组件2中驱动电机 21和丝杆26的作用，无需为驱动电机21和丝杆26分别设置两个固定座，减少了固定座的数量，使得升降装置的结构更加精简。
43.具体的，打印机包括基座01，基座01包括位于上方的顶板02，顶板02上设置有透光板，透光板上用于放置料槽。z轴导向组件1与顶板02连接，具体为z轴导向组件1的底端与顶板02上透光板外侧的区域连接。
44.本实用新型实施例提出的一种3d打印机的升降装置及3d打印机，主要通过设置第一丝杆固定座和第二丝杆固定座，使得驱动组件与z轴导向组件构成整体结构，仅需通过z
轴导向组件与基座连接即可实现升降装置的固定，减少连接的复杂性。现有技术中，z轴导向架和驱动组件的多个零件分别与顶板的上下面连接，使得z轴升降组件与基座之间安装困难。与现有技术相比，本技术文件中，驱动组件通过第一丝杆固定座和第二丝杆固定座固定在z轴导向组件上，使得驱动组件和z轴导向组件成为可一体拆装的结构，仅通过z轴导向组件的一端与基座连接即可实现整个升降装置与基座的安装，避免驱动组件中的零件与基座的复杂连接，使得升降装置与顶板的连接部件大大减少，连接结构简单便于操作，极大的减小装机难度。
45.具体的，驱动组件2包括驱动电机21、丝杆26、第一轴承23和第二轴承 24。第一轴承23与第一丝杆固定座22连接，第二轴承24与第二丝杆固定座25 连接，驱动电机21与第一丝杆固定座22连接，丝杆26的第一端与驱动电机21 连接，丝杆26穿接于第一轴承23和第二轴承24，第二轴承24与丝杆26的第二端连接，第一轴承23和第二轴承24用于轴向固定丝杆26。
46.一种实施例中，第一丝杆固定座22包括一通腔，通腔为圆柱形通腔，通腔在第一丝杆固定座22的顶面和底面分别有通腔开口，第一轴承23固定在通腔内的上开口边沿。第二轴承24与第二丝杆固定座25的内环嵌套固定。丝杆26 竖直设置，丝杆26的顶端与第二轴承24连接，丝杆26的底端穿接于第一轴承 23后与驱动电机21连接。丝杆26通过第一轴承23和第二轴承24进行轴向和径向限位，使得丝杆26位置稳定，不易因打印平台组件3移动移动而发生震颤。
47.丝杆26可以与驱动电机21的电机转轴211为一体结构，也可以与电机转轴211为分体结构。具体的，升降装置还包括联轴器27。驱动电机21与第一丝杆固定座22连接，电机转轴211通过联轴器27与丝杆26连接。
48.分体式的驱动电机21和丝杆26使得驱动电机体21可由第一丝杆固定座22 上拆卸，便于驱动电机21的维修及导向装置的运输。
49.进一步的，第一丝杆固定座22包括一通腔。第一轴承23一端的开口处，联轴器27设置于通腔内，丝杆26穿接于第一轴承23后，与联轴器27连接。驱动电机21固定于第一丝杆固定座22相背于第二轴承24的一侧，且电机转轴 211由通腔远离第二轴承24一端的开口伸入通腔，并与联轴器27连接。
50.驱动电机21固定于第一丝杆固定座22底面，第一轴承23固定于通腔顶部开口，使得驱动电机21与丝杆26均通过第一丝杆固定座22固定，使得电机转轴211与丝杆26相对位置更加稳定。联轴器27设置于通腔内，保证联轴器27 连接位置不易受外界环境影响。
51.进一步的，z轴导向组件1包括z轴导向架11和导轨12。导轨12第一丝杆固定座22和第二丝杆固定座25均与z轴导向架11连接，打印平台组件3与导轨12连接，驱动组件2用于驱动打印平台组件3延导轨12移动。其中，z轴导向架11用于与基座连接。
52.z轴导向架11底端固定于顶板02上，z轴导向架11呈近似长方形的固定架，在第一侧面上有长度方向延伸的u形容纳通槽，u形容纳通槽用于容纳驱动组件2以及打印平台组件3的端部。导轨12在z轴导向架11长度方向上延伸，导轨12固定在第一侧面上的u形容纳通槽的开口外侧。
53.更具体的，导轨12具体包括第一导轨121和第二导轨122，第一导轨121 和第二导轨122均连接于z轴导向架11，且第一导轨121和第二导轨122平行并列设置。打印平台组件3
包括第一滑动部31、第二滑动部32和平台悬臂33，第一滑动部31和第二滑动部32分别滑动连接于第一导轨121和第一导轨122，平台悬臂33与第一滑动部31和第二滑动部32连接，且平台悬臂33还与驱动组件2的丝杆26螺纹连接。打印平台组件3用于在驱动组件2的作用下沿第一导轨121和第一导轨122滑动。
54.第一导轨121和第二导轨122均为长条形导轨，第一导轨121和第二导轨 122通过螺栓固定在z轴导向架11上的u形容纳通槽的开口外。第一滑动部31 和第二滑动部32均为u形滑块，两个u形滑块的u形槽滑动套接在第一导轨121 和第二导轨122上，平台悬臂33包括十字交叉的打印平台连接柱和滑块连接板，滑块连接板两端分别与两个u形滑块相背于u形槽开口的一侧连接固定，打印平台连接柱的一端设置有螺纹孔，打印平台连接柱通过螺纹孔与丝杆26螺纹连接，打印平台连接柱的另一端用于连接打印平台。驱动电机21驱动丝杆26转动，通过螺纹推动作用，使得平台悬臂33上升或下降。通过设置第一导轨121 和第二导轨122，使得平台悬臂33由两侧轨道同时进行导向限位，平台悬臂33 的移动稳定性更好，不易发生晃动。
55.进一步的，z轴导向组件1上设置有限位开关4，限位开关4用于接收打印平台组件3的触发信号，以确定打印平台组件3的位置。
56.限位开关4设置在z轴导向架11下方靠近第一丝杆固定座22顶面的位置，限位开关4为触发开关，当打印平台组件3下降到打印平台的起始位置时，打印平台组件3的下方刚好触碰到限位开关4，进而限位开关4产生触发信号，以控制打印机开始工作。其中，打印平台的起始位置为可在打印平台上进行第一层打印的位置。
57.另一方面，本实用新型实施例还提供一种3d打印机，包括上述任一项的3d 打印机的升降装置，包括上述任一项3d打印机的升降装置所具有的优点，此处不再赘述。
58.上述第一丝杆固定座22的侧壁的上边沿与z轴导向架11底端边沿固定，这样的位置连接方式是为了保证打印平台组件3可以下降到足够靠近顶板02，保证打印平台能到达起始位置。z轴导向组件1底端与顶板02固定，第一丝杆固定座22和驱动电机21低于z轴导向组件1底端，在顶板02上设置有安装开口5，第一丝杆固定座22和驱动电机21穿插于安装开口5，通过安装开口5部分收纳于基座01内。
59.第一丝杆固定座22上端部分裸露于基座01外，第一丝杆固定座22下端部分和驱动电机21完全收纳于基座01内，第一丝杆固定座22与安装开口5无连接关系，或者，安装开口5边沿可包绕一周弹性泡棉，第一丝杆固定座22侧壁与安装开口5通过弹性泡棉抵接。
60.安装时，将驱动电机21和第一丝杆固定座22穿过安装开口5，将z轴导向架11底端与顶板02连接固定。连接固定的方式可以包括以下几种形式：
61.其一，z轴导向组件1与顶板02插接。顶板02设置插接凹槽6，z轴导向架11底端断面设置插接头，z轴导向架11通过插接头与插接凹槽6的相互插接固定，实现与顶板02的连接固定。
62.其二，如图1和图4所示，z轴导向组件1上设置有螺孔71，顶板02上设置有螺栓7，螺栓7可相对顶板02转动，螺栓7用于与螺孔71螺纹连接，以使 z轴导向组件1与顶板02固定。螺栓7在顶板02的上表面向上延伸，在顶板 02上表面形成突出顶板02的螺纹连接头，z轴导向架11底端断面设置有螺孔 71，螺纹连接头穿接在螺孔71中，并由顶板02下方旋拧螺栓7，实现z轴导向架11的固定。
63.其三，z轴导向组件1上设置有第一连接件81，顶板02设置有第二连接件 82，第一连接件81与第二连接件82配合使z轴导向组件1与顶板02固定。如图1和图4所示，第一连接件81为z轴导向架11底端断面上的两个圆柱形插接孔，第二连接件82为顶板02上与圆柱形插接孔适配的圆柱形插接头，通过插接头插入插接孔中，实现z轴导向架11与顶板02连接固定。
64.以上连接方式可以单独设置，也可以组合，实现z轴导向架11与顶板02 连接稳固。
65.此外，顶板02还可以设置与z轴导向架11底端断面边沿相设配的限位槽，用于z轴导向架11连接时的初步限位，使得连接过程更容易操作。在打印机运输过程中，升降装置与打印机可分体运输，相比于现有的整机运输，极大的减小了整体体积，且不易在运输过程中损伤升降装置。
66.以下对本实用新型的技术方案做一次性描述：
67.一方面，本实用新型实施例提供了一种3d打印机的升降装置，包括：
68.z轴导向组件1、驱动组件2、打印平台组件3、第一丝杆固定座22和第二丝杆固定座25；
69.第一丝杆固定座22和第二丝杆固定座25分别与z轴导向组件1连接；
70.驱动组件2分别与第一丝杆固定座22和第二丝杆固定座25连接，打印平台组件3分别与驱动组件2和z轴导向组件1连接，驱动组件2用于驱动打印平台组件3沿z轴导向组件1移动。
71.其中，驱动组件2包括驱动电机21、丝杆26、第一轴承23和第二轴承24；
72.第一轴承23与第一丝杆固定座22连接，第二轴承24与第二丝杆固定座25 连接，驱动电机21与第一丝杆固定座22连接，丝杆26的第一端与驱动电机21 连接，且丝杆26穿接于第一轴承23和第二轴承24，第二轴承24与丝杆26的第二端连接，第一轴承23和第二轴承24用于轴向固定丝杆26。
73.其中，驱动组件2还包括联轴器27；
74.驱动电机21包括电机转轴211，电机转轴211通过联轴器27与丝杆26连接。
75.其中，第一丝杆固定座22包括一通腔；
76.第一轴承23设置于通腔的开口处，联轴器27设置于通腔内，丝杆26穿接于第一轴承23后，与联轴器27连接；
77.驱动电机21固定于第一丝杆固定座22相背于第二轴承24的一侧，且电机转轴211由通腔远离第二轴承24一端的开口伸入通腔，并与联轴器27连接。
78.其中，z轴导向组件1包括z轴导向架11和导轨12；
79.导轨12、第一丝杆固定座22和第二丝杆固定座25均与z轴导向架11连接，打印平台组件3与导轨12连接，驱动组件2用于驱动打印平台组件3延导轨12 移动。
80.其中，导轨12包括第一导轨121和第二导轨122；
81.第一导轨121和第二导轨122均连接于z轴导向架11，且第一导轨121和第二导轨122平行并列设置；
82.打印平台组件3包括第一滑动部31、第二滑动部32和平台悬臂33，第一滑动部31和第二滑动部32分别滑动连接于第一导轨121和第一导轨122，平台悬臂33与第一滑动部31和第二滑动部32连接，且平台悬臂33还与驱动组件2 的丝杆26螺纹连接；
83.打印平台组件3用于在丝杆26的螺纹推动作用下沿第一导轨121和第一导轨122滑动。
84.其中，z轴导向组件1上设置有限位开关4，限位开关4用于接收打印平台组件3的触发信号，以确定打印平台组件3的位置。
85.另一方面，本实用新型实施例还提供了一种3d打印机，包括如上述任一项的3d打印机的升降装置。
86.其中，还包括：基座01，基座01包括顶板02；
87.z轴导向组件1与顶板02连接；
88.顶板02上设置有安装开口5，驱动组件2通过安装开口5部分收纳于基座 01内。
89.其中，z轴导向组件1与顶板02插接；
90.和/或，z轴导向组件1上设置有螺孔71，顶板02上设置有螺栓7，螺栓7 可相对顶板02转动，螺栓7用于与螺孔71螺纹连接，以使z轴导向组件1与顶板02固定；
91.和/或，z轴导向组件1上设置有第一连接件81，顶板02设置有第二连接件82，第一连接件81与第二连接件82配合使z轴导向组件1与顶板02固定。
92.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。