3D打印平台装置及3D打印机的制作方法

3d打印平台装置及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打印平台装置及3d打印机。


背景技术：

2.3d打印技术又称增材制造，是一种以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，通过按预定二维形状逐层增加来制造三维实物的快速成型技术，主流的3d打印技术包括熔融沉积(fdm)、选择性激光烧结(sls)、多喷嘴喷墨高解析度逐层堆叠等。
3.在相关技术中，3d打印机包括成型平台，打印耗材在成型平台上逐层增加成型出打印模型，如fdm打印机的成型平台一般包括加热板和设置于加热板上方的承载板，打印模型成型在承载板。一般地，喷头组件在两个驱动装置的带动下，在x轴型材和z轴型材上运动，而成型平台由y轴驱动装置驱动在y轴方向运动，从而形成3d打印机的三轴驱动系统。此类3d打印机需要每次在模型打印完成后，利用工具手工操作将模型从成型平台上取下，费时费力，无法对模型进行连续打印。
4.相关技术的另一种3d打印机，其成型平台采用皮带传动机构，由两个间隔设置的辊轴带动闭合结构的传送皮带运动，传送皮带下方设置加热板，传送皮带上集成设置了承载板，承载板在传送皮带的带动下运动。由于传送皮带为闭合结构，即可以周期性地旋转运动，当模型成型完成后，在传送皮带的带动下沿y轴运动，当运动至传送皮带上表面的边缘并继续运动时，模型会在重力和边缘挤压力作用下从传送皮带上脱落。这种成型平台由于模型可以自行脱落，因此可以实现不需要人工干预的无限打印。
5.成型平台一般设置于底部支撑架上，在进行3d打印前，需对成型平台整体进行调平，常见的调平设计为，在打印平台上设有4个调节旋钮，传送皮带的相对两侧各两个，需要相互配合调节才能完成调平，难度较高。而且操作者技术参差不齐，容易只调节与喷头邻近的两个旋钮，忽略远离喷头的两个旋钮的调节，令打印平台相对于水平方向有夹角，导致打印长模型时出现模型弯曲和开裂的情况。


技术实现要素：

6.本实用新型提供一种可减少模型损伤风险的3d打印平台装置及采用该3d打印平台装置的3d打印机。
7.第一方面，本技术实施例提供了一种3d打印平台装置，包括：底部支撑架；设置于底部支撑架上的皮带传送机构，所述皮带传送机构包括皮带支撑组件及传送皮带，所述皮带支撑组件包括两个相对设置的第二外框部，所述传送皮带支撑于两个第二外框部之间；打印平台调平组件，包括至少两个枢转连接组件及一水平调节组件，所述至少两个枢转连接组件连接于其中一第二外框部及所述底部支撑架，使所述皮带传送机构可相对于所述底部支撑架在所述其中一第二外框部一侧可枢转；所述水平调节组件连接于所述底部支撑架及另一第二外框部，所述水平调节组件可调节所述另一第二外框部相对于所述底部支撑架
在竖直方向上的高度。
8.在其中一个实施例中，所述底部支撑架包括两个第一外框部、及连接于两个第一外框部11之间的支撑组件，所述支撑组件包括两个两端分别连接两个所述第一外框部的主支撑部，所述至少两个枢转连接组件的数量为两个，分别连接固定于两个所述主支撑部。
9.在其中一个实施例中，所述枢转连接组件包括固定部、枢转轴部及旋转部，所述固定部固定于所述主支撑部，所述旋转部连接固定于所述第二外框部并通过所述枢转轴部连接于所述固定部。
10.在其中一个实施例中，所述固定部远离所述主支撑部的端面开设有旋转安装槽及与所述旋转安装槽连通的贯通孔，所述旋转部包括用于伸入所述旋转安装槽的旋转块，所述旋转块上开设有旋转孔，所述旋转块伸入所述旋转安装槽，且所述旋转孔对准所述贯通孔，所述端头螺栓穿过所述贯通孔和所述旋转孔。
11.在其中一个实施例中，所述水平调节组件包括调平螺丝和随动螺母组件，所述调平螺丝穿过所述另一第二外框部，所述随动螺母组件螺纹连接于所述调平螺丝并与所述第二外框部的底部接触，且所述随动螺母组件随所述调平螺丝的转动而转动，以在所述调平螺丝在竖直方向运动时，所述随动螺母组件带动所述第二外框部在竖直方向运动；所述调平螺丝的端部与所述支撑组件螺纹连接，以将所述调平螺丝的旋转运动转化为竖直方向的运动。
12.在其中一个实施例中，所述随动螺母组件包括两个在所述调平螺丝上相互反向锁死的螺母，所述随动螺母组件与所述调平螺丝的端部具有距离。
13.在其中一个实施例中，所述支撑组件还包括两端分别连接两个所述主支撑部的支撑梁，所述支撑梁设置于所述水平调节组件的下方，所述支撑梁的上侧开设有与调平螺丝螺纹连接的螺纹孔。
14.在其中一个实施例中，所述水平调节组件还包括固定螺母，所述固定螺母螺纹连接于所述调平螺丝且位于所述第二外框部的上方，当所述调平螺丝调节完成后，所述固定螺母用于将所述调平螺丝拧紧于所述第二外框部。
15.另一方面，本技术实施例提供了一种3d打印机，包括如上所述的3d打印平台组件。
16.在其中一个实施例中，所述3d打印机还包括z轴型材、滑动连接于所述z轴型材的x轴型材及零点感应组件，所述零点感应组件安装于所述z轴型材，用于感应x轴型材在z轴方向的机构零点位置。
17.本实用新型实施例的通过打印平台调平组件调节皮带传送机构在底部支撑架上的水平度，只需调节一个水平调平组件即可完成，无需对多个点进行调节，简化调平步骤的同时，也使调平更加准确，防止由于部分调平点忽略导致的打印产品操伤的问题。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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的附图。
19.图1为本实用新型第一实施例3d打印平台装置的结构示意图；
20.图2为图1中的3d打印平台装置部分拆解示意图；
21.图3为图1的3d打印平台装置中的枢转连接组件的拆解示意图；
22.图4为图1的3d打印平台装置中的水平调节组件的结构示意图；
23.图5为本实用新型第二实施例3d打印机的结构示意图；
24.图6为图5中3d打印机的零点感应组件的拆解示意图。
25.附图标记：打印平台组件100；底部支撑架10；皮带传送机构20；打印平台调平组件30；第一外框部11；支撑组件12；主支撑部121；皮带支撑组件21；传送皮带22；第二外框部211；主动辊组件212；被动辊轴组件213；枢转连接组件31；水平调节组件33；固定部311；枢转轴部312；旋转部313；旋转安装槽314；贯通孔315；旋转块316；连接耳部317；旋转孔318；连接孔319；端头螺栓320；防松螺母321；调平螺丝331；随动螺母组件332；固定螺母333；螺杆334；转动端头部335；支撑梁122；收容槽336；3d打印机200；z轴型材60；x轴型材70；喷头组件80；零点感应组件40；固定座41；光电开关42；挡片71。
具体实施方式
26.为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
27.请参阅图1和图2，本实用新型第一实施例提供了一种打印平台组件100，应用于3d打印机，用于在打印时承接打印模型。所述打印平台装置100包括底部支撑架10、设置于底部支撑架10上的皮带传送机构20、及连接于皮带传送机构20及底部支撑架10的打印平台调平组件30。皮带传送机构20为3d打印的打印平台，打印平台调平组件30用于调节皮带传送机构20在底部支撑架10上的水平度。
28.底部支撑架10包括相对间隔设置的两个第一外框部11、及连接于两个第一外框部11之间的支撑组件12。本实施例中，两个第一外框部11均为沿y轴方向延伸的型材；支撑组件12包括两个两端分别连接两个第一外框部11的主支撑部121，所述主支撑部121为型材结构。且在本实施例中，两个主支撑部121均平行于与y轴方向垂直的x轴。需要说明的是，x轴和y轴均与水平面平行。
29.所述皮带传送机构20包括皮带支撑组件21及传送皮带22，传送皮带22支撑于皮带支撑组件21，并在驱动装置(图未示)的带动下在皮带支撑组件21上作闭环运动。皮带支撑组件21包括两个相互平行的第二外框部211、连接两个第二外框部211并位于第二外框部211一端部的主动辊轴组件212、及连接两个第二外框部211并位于第二外框部另一端部被动辊轴组件213，主动辊轴组件212在所述驱动装置的带动下转动，传送皮带20支撑并张紧于主动辊组件212和被动辊组件213之间，主动辊组件212的转动带动传送皮带22作闭环运动，传送皮带212对被动辊组件213的摩擦力带动被动辊组件213转动。
30.本实施例中，第二外框部为沿y轴方向延伸的型材结构，主动辊组件212和被动辊组件213的放置轴平行于x轴，从而使传送皮带22的上层的运动方向平行于y轴方向，进而带动3d打印模型沿y轴方向运动。
31.皮带传送机构20设置于底部支撑架10上，具体地，皮带传送机构20通过打印平台调平组件30连接固定于底部支撑架10，且打印平台调平组件30可用于调整皮带传送机构20
相对于底部支撑架10的水平度。
32.两个第二外框部211的外侧间距小于第一外框部11的内侧间距，也就是皮带传送机构20在x轴方向的宽度小于第一外框部11的内侧间距，皮带传送机构20设置于支撑组件12上，具体地，两个第二外框部211通过打印平台调平组件30连接固定于支撑组件12上。
33.打印平台调平组件30包括两个枢转连接组件31及水平调节组件33。两个枢转连接组件31的一端分别连接于两个主支撑部121，另一端可枢转地连接于同一第二外框部211，且枢转轴平行y轴，两个枢转连接组件31使与其连接的第二外框部211处于水平状态。
34.每个枢转连接组件31包括固定部311、枢转轴部312及旋转部313，固定部311通过连接部件如螺钉、螺栓等固定于主支撑部121，旋转部313连接固定于第二外框部211并通过枢转轴部312连接于固定部311，从而实现第二外框部211相对于底部支撑架10可枢转。
35.具体地，请参阅图3，本实施例的固定部311远离主支撑部121的端面开设有旋转安装槽314，且沿x方向贯通；固定部311上进一步开设有沿y方向延伸的贯通孔315，且贯通孔315与旋转安装槽314连通，贯通孔315包括分别贯通旋转安装槽314相对内侧面两个部分。固定部311远离主支撑部121的端面为弧面，优选为圆柱面，且优选该圆柱面的圆柱中心轴与贯通孔315同轴。
36.本实施例中，旋转部313包括用于伸入所述旋转安装槽314的旋转块316及从旋转块316相对侧延伸出的连接耳部317，所述旋转块316上开设有旋转孔318，所述连接耳部317上开设有连接孔319。枢转轴部312包括端头螺栓320及防松螺母321，安装时，旋转块316伸入旋转安装槽314并使旋转孔318对准贯通孔315，端头螺栓320从贯通孔315的一端进入，穿过旋转孔318，然后从贯通孔315的另一端穿出，最后由防松螺母321螺纹连接于端头螺栓320的端部；连接耳部317通过螺栓或螺钉等连接部件穿过连接孔319后连接固定于第二外框部211的侧面。
37.请参阅图4，所述水平调节组件33包括调平螺丝331、随动螺母组件332及固定螺母333。所述调平螺丝331包括螺杆334及固定于螺杆334一端的转动端头部335，本实施例中，所述转动端头部335为手拧端头。本实施中，所述随动螺母组件332包括两个螺母，本实施例为两个六角螺母，在使用时，随动螺母组件332的两个螺母与螺杆334螺纹连接，且两个螺母反向锁死在螺杆334，从而在进行打印平台调时，随动螺母组件332随着调平螺丝331的转动而转动，而非相互转动。本实施例中，固定螺母333与螺杆334螺纹连接。
38.所述水平调节组件33的安装方式如下：与枢转连接组件31相对设置的另一第二外框部211开设有沿竖直方向延伸且贯通的安装孔(图未示)，竖直方向垂直于x轴和y轴方向，所述螺杆334穿过所述安装孔，固定螺母333和随动螺母组件332分别位于所述第二外框部211的上下两侧，且转动端头部335位于固定螺母333远离第二外框部211的一侧；且随动螺母组件332与螺杆334远离转动端头部335的端部具有一距离，且随动螺母组件332与第二外框部211的下侧相接触并支撑所述第二外框部211；支撑部12进一步包括两端分别连接两个主支撑部121的支撑梁122，支撑梁122设置于水平调节组件33的下方，支撑梁122的上侧开设有与螺杆334螺纹连接的螺纹孔(图未示)，螺杆334远离转动端头部335的一端螺纹连接于所述螺纹孔。
39.优选地，第二外框部211下侧对应于随动螺母组件332的位置开设有收容槽336，随动螺母组件332设置于收容槽336且抵持于收容槽336的底面，这样可以防止随动螺母组件
直接接触支撑梁122，同时使水平调节组件33获得更大的调节空间。
40.本实施例打印平台调平组件30调节皮带传送机构20在底部支撑架10上的水平度的原理如下：枢转连接组件31连接于其中一第二外框部211的一侧，使此第二外框部211在y方向的水平度达到预定要求；水平调节组件33连接于另一第二外框部211，通过旋转转动端头部335，使螺杆334在支撑梁122的螺纹孔内发生转动，从而使螺杆334在z轴方向发生移动，随动螺母组件332与螺杆334一起转动，从而在竖直方向带动所述另一第二外框部211运动，从而可以调节所述另一第二外框部211与所述其中一第二外框部211的相对高度，从而可通过调节调平螺丝331来调节皮带传送机构20在底部支撑架10上的水平度。当水平度调节完成后，旋转固定螺母333使其与第二外框部211的上侧接触，以将调平螺丝331平稳固定于第二外框部211。
41.相对于现有技术，本实施例的通过打印平台调平组件30调节皮带传送机构20在底部支撑架10上的水平度，只需调节调平螺丝331即可完成，无需对多个点进行调节，简化调平步骤的同时，也使调平更加准确，防止由于部分调平点忽略导致的打印产品操伤的问题。
42.请参阅图5-6，本实用新型第二实施例提供一种3d打印机200，包括如第一实施例所述的打印平台组件100,本实施例以熔融沉积成型为例进行说明。3d打印机200还包括z轴型材60、x轴型材70、喷头组件80及供料组件(图未示)。z轴型材60包括两个相互平行且沿x轴方向排列的型材，且z轴型材60与皮带传送方向倾斜设置，x轴型材70连接于两个z轴型材60之间且延伸方向平行于x轴；喷头组件80连接于x轴型材70上。在驱动装置如电机的驱动下，喷头组件80可沿x轴型材70滑动，x轴型材70可沿z轴型材60的延伸方向滑动，传送皮带22可沿y轴方向移动；供料组件可向喷头组件80提供塑料线材，并由喷头组件80的加热结构熔融后喷出至传送皮带20，最终形成预打印的3d模型。
43.进一步地，3d打印机还包括零点感应组件40，连接于邻近于枢转连接组件31一侧的z轴型材60上，用于确定x轴型材70的机械零点。所述零点感应组件40包括固定座41及连接于固定座41的光电开关42，所述固定座41固定于z轴型材60。打印平台调平时所述光电开关42包括光发射元件和用于接收光发射元件发出光线的光接收元件，当挡片遮挡光发射元件与光接收元件之间的光线时，挡片即被感应到。
44.当进行皮带传送机构20的调平时，首先驱动x轴型材70沿z轴型材60向下运动，直至x轴型材70上的挡片71遮挡光发射元件发出的光线，此时x轴型材70达到z轴方向的机械零点；其次，微调x轴型材70在z轴方向位置以使其达到工作零点，即喷头组件80与传送皮带22的相对距离达到预定值；最后，驱动喷头组件80沿x轴型材70移动至水平调节组件33所在侧的传送皮带22的边缘，调节调平螺丝331使喷头组件80与传送皮带22在水平调节组件33一侧的边缘的距离也达到预定值，则皮带传送机构20的调平工作完成。
45.本实施例通过调节一个调平螺丝331来对皮带传送机构20进行调平，避免调节多个点造成的调平失败，从而避免打印模型的损伤；另外，设置零点感应组件40可使喷头快速达到机械零点，加快了调平效率。
46.本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关
系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
47.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。