熔融沉积型3d打印机的步进机构的制作方法
【技术领域】
[0001]本申请涉及打印机领域，具体涉及3D打印机领域，尤其涉及熔融沉积型3D打印机的步进机构。
【背景技术】
[0002]恪融沉积型(FDM，Fused Deposit1n Modeling) 3D打印机是一种被广泛应用的3D打印机。熔融沉积型3D打印机的工作原理是，依靠打印机的步进机构控制喷射打印材料的打印喷头、以及承载打印材料的托盘的移动来进行3D打印。在已知的技术中，熔融沉积型3D打印机的步进机构包括传送带、螺丝拉杆、托盘、步进电机、打印喷头，其中，传送带、螺丝拉杆、托盘均通过卡齿机构与步进电机连接。步进机构的工作原理为:步进电机驱动传送带来带动打印喷头在X轴方向(水平方向)移动，步进电机驱动螺丝拉杆连来带动打印喷头在Y轴(垂直方向)移动，步进电机驱动托盘在Z轴方向(前后方向)移动。上述熔融沉积型3D打印机的步进机构至少存在以下问题:
[0003]I)步进电机与传送带、螺丝杆的连接均采用卡齿结构，由于卡齿结构易于在打印过程中出现滑脱现象，从而造成打印故障；
[0004]2)每次只能控制打印喷头以步进电机对应的单位步进位移量进行移动，无法精确定位打印喷头位置，从而造成打印成品的成像质量差，表面粗糙和颗粒感强；
[0005]3)只能对打印喷头进行水平或垂直方向上的移动，无法对打印喷头的角度进行控制。
【发明内容】
[0006]本申请提供了熔融沉积型3D打印机的步进机构，用于解决上述【背景技术】部分存在的一个或多个技术问题。
[0007]本申请提供了熔融沉积型3D打印机的步进机构，该步进机构包括:水平模组、第一垂直模组和第二垂直模组、沿宽度方向设置的与第一垂直模组和第二垂直模组垂直的第一宽度模组、第二宽度模组，第一垂直模组和第二垂直模组分别垂直设置于水平模组的左右两端；在水平模组、第一垂直模组和第二垂直模组上，分别设置有水平导轨、垂直方向上的第一导轨和第二导轨；其中，水平导轨上设置有打印喷头；在第一导轨上设置有具有空腔结构的角度调节连接板，在第二导轨上设置有一具有通孔的转动连接板，第一导轨上还设置有与第一导轨垂直的轴，第二导轨上还设置有与第二导轨垂直的转轴，轴贯穿空腔结构与水平模组的一端连接，转轴贯穿通孔与水平模组的另一端连接；第一垂直模组、第二垂直模组、第一宽度模组、第二宽度模组上还分别设置有第一控制模块和第二控制模块、第三控制模块、第四控制模块，其中，第一控制模块和第二控制模块根据接收的位移控制信号，控制角度调节连接板、转动连接板沿第一导轨和第二导轨来回移动，从而使得打印喷头处于垂直移动状态或倾斜状态，第三控制模块、第四控制模块控制第一垂直模组、第二垂直模组在宽度方向移动。
[0008]在某些实施方式中，角度调节连接板与水平模组采用直角连接件连接。
[0009]在某些实施方式中，第一宽度模组、第二宽度模组上分别设置有宽度方向上的第一宽度导轨，第二宽度导轨，第一宽度导轨设置有具有空腔结构的旋转调节连接板，在第二宽度导轨上设置有具有通孔的旋转连接板，第一宽度导轨设置有贯穿空腔结构的轴，第二宽度导轨上设置有贯穿通孔的转轴。
[0010]在某些实施方式中，水平模组上还设置有第五控制模块，第五控制模块控制打印喷头沿水平导轨来回移动。
[0011]在某些实施方式中，步进机构还包括用于承载打印材料的托盘，以及用于控制托盘移动的第六控制模块，托盘设置于第一垂直模组和第二垂直模组之间，托盘与水平模组平行。
[0012]在某些实施方式中，第一控制模块、第二控制模块、第三控制模块、第四控制模块、第五控制模块、第六控制模块均包括微控制器、伺服电机。
[0013]在某些实施方式中，角度调节连接板的空腔结构的截面为椭圆形。
[0014]本申请提供的熔融沉积型3D打印机的步进机构，通过第一控制模块、第二控制模块控制角度调节连接板、转动连接板在导轨上的移动来控制水平模组的移动，进而控制水平模组上的打印喷头的移动，通过第三控制模块、第四控制模块控制水平模组的移动水平旋转。一方面，避免了已知的技术中当采用传送带、螺丝拉杆控制打印喷头移动时，因为传送带、螺杆与步进电机连接的卡齿结构滑脱而造成的打印故障的问题，另一方面，可以控制水平模组在3D打印作业中处于倾斜状态，进而对打印喷头的角度进行定位，从而在对打印喷头进行X轴(水平方向)、Y轴(垂直方向)、Ζ轴(前后方向)移动的同时，还可以旋转打印喷头使得打印喷头处于倾斜以及水平旋转，从而实现打印喷头的精确定位。
【附图说明】
[0015]通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显:
[0016]图1示出了已知技术中的熔融沉积型3D打印机的步进机构的结构示意图；
[0017]图2示出了根据本申请的熔融沉积型3D打印机的步进机构的结构示意图；
[0018]图3示出了根据本申请的熔融沉积型3D打印机的步进机构的水平模组倾斜的效果示意图。
【具体实施方式】
[0019]下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。
[0020]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
[0021]本实施例提供的熔融沉积型3D打印机的步进机构可以用于解决已知的技术中熔融沉积型3D打印机的步进机构存在的无法精确定位打印喷头的问题。已知的技术中熔融沉积型3D打印机的步进机构如图1所示，步进机构100包括:传送带101、螺丝拉杆102、步进电机103、打印喷头104、托盘105，其中，传送带101、螺丝拉杆102、托盘105均采用卡齿结构与步进电机103连接。上述步进机构的工作原理为:步进电机103通过驱动传送带101来带动打印喷头104在X轴方向(水平方向)移动，步进电机103通过驱动螺丝拉杆102来带动打印喷头在Y轴(垂直方向)移动，步进电机103驱动托盘105在Z轴方向(前后方向)移动。在上述步进机构中，由于步进电机103每次只能控制打印喷头104以单位步进位移量进行移动，以及只能对打印喷头进行水平或垂直方向上的移动，无法对打印喷头的角度进行控制，进而造成无法对打印喷头104进行精确定位。
[0022]请参考图2，其示出了根据本申请的熔融沉积型3D打印机的步进机构的结构示意图。
[0023]如图2所示，该步进机构200包括:水平模组201、第一垂直模组202和第二垂直模组203、沿宽度方向设置的分别与第一垂直模组202和第二垂直模组203垂直连接的第一宽度模组204、第二宽度模组205，第一垂直模组202和第二垂直模组203分别垂直设置于水平模组201的左右两端；在水平模组201、第一垂直模组202和第二垂直模组203上，分别设置有水平导轨2011、垂直方向上的第一导轨2021和第二导轨2031 ;其中，水平导轨2011上设置有打印喷头2012 ;在第一导轨上设置有具有空腔结构2061的角度调节连接板206，在第二导轨上设置有具有通孔210的转动连接板207，第一导轨2021上还设置有与第一导轨2021垂直的轴208，第二导轨2031上还设置有与第二导轨2031垂直的转轴209，轴208贯穿空腔结构2061与水平模组201的一端连接，转轴209贯穿通孔210与水平模组201的另一端连接；第一垂直模组202、第二垂直模组203、第一宽度模组204、第二宽度模组205上还分别设置有第一控制模块和第二控制模块、第三控制模块、第四控制模块，其中，第一控制模块和第二控制模块根据接收的位移控制信号，控制角度调节连接板206、转动连接板207沿第一导轨2021和第二导轨2022来回移动，从而使得打印喷头处于垂直移动状态或倾斜状态，第三控制模块、第四控制模块控制第一垂直模组202和第二垂直模组203在宽度方向(前后方向)移动。
[0024]在本实施例的一些可选地实现方式中，角度调节连接板206与水平模组的一端(左端)采用直角连接件连接。从而使得角度调节连接板206可以随着水平模组201的倾斜而进行倾斜。例如，当水平模组201向右侧倾斜时，则角度调节连接板206同时也向右侧倾斜。
[0025]在本实施例中，可以通过第一控制模块、第二控制模块控制角度调节连接板206、转动连接板207在垂直方向移动，控制打印喷头2012处于垂直移动状态或倾斜状态。下面说明通过第一控制模块、第二控制模块控制角度调节连接板206、转动连接板207控制打印喷头2012处于垂直移动状态或倾斜状态的工作原理。可以通过第一控制模块、第二控制模块分别控制设置在第一导轨2021上轴208以及设置在第二导轨2031上转轴209在垂直方向上移动，从而带动角度调节连接板206、转动连接板207在第一导轨2021、第二导轨2031上沿垂直方向移动。使得水平模组201处于垂直移动或者倾斜状态，进而使得与水平模组201垂直的打印喷头2012处于垂直移动状态或倾斜状态。例如，当第一控制模块、第二控制模块同时控制角度调节连接板206、转动连接板207在垂直方向移动相同的位移量时，水平模组201依然处于水平状态，水平模组201上的打印喷头2012则在垂直方向上进行了相应的位移，使得打印喷头2012处于垂直移动状态。通过上述控制方式，使得打印喷头2012在垂直方向上移动，进而构成步进机构的Y轴移动控制子系统。