一种轻型龙门的大型3d打印机结构的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种轻型龙门的大型3D打印机结构，包括X轴模组、Y轴模组和Z轴模组，所述Z轴模组包括龙门式框架和Z轴升降机构，Z轴升降机构包括安装在龙门式框架中心位置的Z轴电机和丝杆，所述X轴模组安装在Z轴模组的龙门式框架上，所述丝杆连接X轴模组正中间，带动X轴模组在龙门式框架上升降运动，所述X轴模组上安装可沿X轴移动的挤出机，所述Y轴模组设置在龙门式框架底部，Y轴模组上设有工作平台，龙门式框架与Y轴模组滑动配合。本3D打印机在Z轴方向上采用单个丝杠作用于X轴模组正中间，不仅简化了机构，而且丝杆受力均匀，同时本龙门式打印机结构简单，运行稳定，可保证模型的精确打印。
【专利说明】
一种轻型龙门的大型3D打印机结构
技术领域
[0001]本发明主要涉及3D打印机技术领域，具体是一种轻型龙门的大型3D打印机结构。
【背景技术】
[0002]3D打印机即快速成型技术的一种机器，其是一种数字模型文件为基础，运用粉末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，现有技术的三维打印机主要分为熔融沉积成型(FDM)，选择性激光烧结(SLS)，立体平版印刷(SLA)和数字光处理(DLP)0
[0003]现有技术的基于FDM的三维打印机在使用过常中会遇到不足，比如现有大型3D打印机以龙门式结构居多，龙门式的结构大多采用双Z的结构，双Z的结构存在一个缺陷，就是2个Z轴不平行，这样打印出来工件会出现一头高一头低的缺陷；另外还有一个问题就是龙门的式的结构大多过于复杂，结构过于笨重，在运行时比较累赘，导致了整个龙门移动的时候不够快，而且还会出现晃动，特别是在急停的时候，有个惯性突然的往前冲，这样导致运行精度不准确，打印出来的模型也自然不准。
【发明内容】
[0004]为解决目前技术的不足，本发明结合现有技术，从实际应用出发，提供一种轻型龙门的大型3D打印机结构，本3D打印机在Z轴方向上采用单个丝杠作用于X轴模组正中间，不仅简化了机构，而且丝杆受力均匀，同时本龙门式打印机结构简单，运行稳定，可保证模型的精确打印。
[0005]为实现上述目的，本发明的技术方案如下:
[0006]—种轻型龙门的大型3D打印机结构，包括X轴模组、Y轴模组和Z轴模组，所述Z轴模组包括龙门式框架和Z轴升降机构，Z轴升降机构包括安装在龙门式框架中心位置的Z轴电机和丝杆，所述X轴模组安装在Z轴模组的龙门式框架上，所述丝杆连接X轴模组正中间，且可带动X轴模组在龙门式框架上升降运动，所述X轴模组上安装可沿X轴移动的挤出机，所述Y轴模组设置在龙门式框架底部，Y轴模组上设有工作平台，龙门式框架与Y轴模组滑动配入口 ο
[0007]所述X轴模组包括X轴型材、X轴电机和X轴导轨，所述X轴电机和X轴导轨固定在X轴型材上，所述挤出机安装在X轴导轨上，X轴电机通过皮带传动带动挤出机在X轴导轨上移动。
[0008]所述Y轴模组包括Y轴型材、Y轴电机和Y轴导轨，所述Y轴电机、Y轴导轨和工作平台均固定在Y轴型材上，Y轴电机通过皮带传动带动Z轴模组在Y轴导轨上移动。
[0009]所述Y轴型材上沿Y轴方向依次设有两个传动轴，其中一个传动轴连接Y轴电机，两个传动轴两侧均设有Y轴带轮，位于同一侧的两个Y轴带轮之间通过Y轴皮带连接，Z轴模组的龙门式框架与Y轴皮带固定连接。
[0010]所述Z轴模组的龙门式框架两侧的立柱上均设有Z轴导轨，所述X轴模组两端与Z轴导轨滑动配合。
[0011]所述Z轴电机固定在龙门式框架顶部的横向连接柱上。
[0012]所述挤出机包括固定座，所述固定座下方设有铝块，所述铝块内设有喉管，所述喉管连接喷嘴，喉管上套有弹簧，铝块上还设有位置传感器，所述喉管与工作平台接触时，弹簧受力压缩，并将信号通过铝块传递至位置传感器。
[0013]本发明的有益效果:
[0014]1、本发明的Z轴采用单个丝杆作用于X轴模组正中间，相比传统的龙门式打印机结构不仅简化了机构，而且丝杆受力均衡，使得Z轴左右更加平衡，运行更加稳定，避免了打印出来工件会出现一头高一头低的缺陷。
[0015]2、本发明X轴、Y轴均采用皮带传动方式，不仅满足原理要求，同时保证了打印机打印过程中的稳定性，使得运动速度更加轻快，打印精度更高。
[0016]3、本发明整体结构简单，可节约安装材料，不但节能更能节约成本，满足了客户普及的需求。
[0017]4、本发明的挤出机配合三轴模组结构具有自动调平功能，在打印时通过位置传感器检测的数据进行相应补偿，可大大提高工件的打印精度。
【附图说明】
[0018]附图1为本发明总体结构示意图；
[0019]附图2为本发明X轴模组爆炸图；
[0020]附图3为本发明Y轴模组爆炸图；
[0021 ]附图4为本发明X轴模组和Z轴模组组合结构图；
[0022]附图5为本发明挤出机结构爆炸图。
[0023]附图中所不标号:1、挤出机;11、嗔嘴；12、喉管；13、弹黄；14、招块；15、固定座；16、位置传感器;2、X轴模组;21、固定块;22、X轴皮带;23、X轴导轨;24、X轴型材;25、X轴电机;3、Z轴模组;31、丝杆;32、Z轴电机;33、龙门式框架;34、Z轴导轨;4、Y轴模组;41、工作平台；42、Y轴电机;43、传动轴;44、Y轴带轮;45、Y轴皮带;46、Y轴导轨;47、Y轴型材。
【具体实施方式】
[0024]结合附图和具体实施例，对本发明作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
[0025]如附图1所示，一种轻型龙门的大型3D打印机结构，包括X轴模组2、Υ轴模组4和Z轴模组3，所述Z轴模组3包括龙门式框架33和Z轴升降机构，Z轴升降机构包括安装在龙门式框架33中心位置的Z轴电机32和丝杆31，所述X轴模组2安装在Z轴模组3的龙门式框架33上，所述丝杆31连接X轴模组2正中间，带动X轴模组2在龙门式框架33上升降运动，所述X轴模组2上安装可沿X轴移动的挤出机I，所述Y轴模组4设置在龙门式框架33底部，Y轴模组4上设有工作平台41，龙门式框架33与Y轴模组4滑动配合。
[0026]本发明的X轴模组2、Υ轴模组4和Z轴模组3用于控制挤出机I在X轴、Y轴和Z轴方向上的运动，Z轴模组3采用龙门式框架结构，通过在龙门式框架33的中心位置设置一个Z轴电机32和丝杠31，使丝杠31的一端连接X轴模组2的正中心，通过电机32驱动丝杠31转动带动挤出机I升降，相比传统的双Z轴结构，本结构简单明了，丝杠31受力均匀，使得Z轴左右更加平衡，运动更加稳定。
[0027]本发明的X轴模组2上通过皮带传动带动挤出机I在X轴上移动，Y轴模组4上通过皮带传动带动挤出机I在Y轴上移动，采用皮带传送方式，不仅满足原理要求，使机构看上去更加直观明了，同时时打印机打印过程中即稳定又稳健，运动速度更加轻快。
[0028]如附图2、3、4所示，本发明的X轴模组2、Y轴模组4和Z轴模组的具体结构如下:X轴模组2包括X轴型材24、X轴电机25和X轴导轨23，X轴电机25和X轴导轨23固定在X轴型材24上，挤出机I安装在X轴导轨23上，X轴电机25通过皮带传动带动挤出机I在X轴导轨23上移动;Y轴模组4包括Y轴型材47、Y轴电机42和Y轴导轨46，Y轴电机42、Y轴导轨46和工作平台41均固定在Y轴型材47上，Y轴电机42通过皮带传动带动Z轴模组3在Y轴导轨46上移动;Y轴型材47上沿Y轴方向依次设有两个传动轴43，其中一个传动轴43连接Y轴电机，两个传动轴43两侧均设有Y轴带轮44，位于同一侧的两个Y轴带轮44之间通过Y轴皮带45连接，Z轴模组3的龙门式框架33与Y轴皮带45固定连接;Z轴模组3的龙门式框架33两侧的立柱上均设有Z轴导轨34，Χ轴模组2两端与Z轴导轨34滑动配合;Z轴电机32固定在龙门式框架33顶部的横向连接柱上。X轴型材24、Υ轴型材47和龙门式框架33全部采用铝型材搭建，使得本是发明机构较轻，装配方便，X轴型材24两端分别连接一个固定块21，该固定块21用于与Z轴导轨34连接，X轴电机25通过电机固定架固定在X轴型材24上，X轴电机25驱动X轴皮带22运动，X轴皮带22与挤出机I固定连接，X轴皮带22带动挤出机I沿X轴导轨23运动，实现挤出机在X向的运动；龙门式框架33两侧的立柱分别固定在Y轴型材47两侧的Y轴导轨46上，Y轴电机42通过皮带传动带动龙门式框架33沿Y轴导轨46运动，其工作原理与X轴模组相同。
[0029]如附图5所示，本发明的挤出机I包括固定座15，固定座15下方设有铝块14，铝块14内设有喉管12，喉管12连接喷嘴11，喉管12上套有弹簧13，铝块14上还设有位置传感器16，喉管12与工作平台41接触时，弹簧13受力压缩，并将信号通过铝块14传递至位置传感器16。本发明的挤出机I具有自动调平功能，其工作原理如下:当机器在调平过程中，Z轴电机32会驱动挤出机I上的喷嘴11下降一定高度，然后继续下降并与工作平台41基础，为了防止出现硬性碰撞，当喷嘴11在接近工作平台41时，下降的速度会编的非常缓慢，直至喷嘴11与工作平台41接触瞬间，弹簧13受力压缩，并通过铝块14将信号传递给位置传感器16，位置传感器16记住这点的信号并判断出工作平台41与喷嘴11之间的距离，接着同样的方法测出其余一些点喷嘴11与工作平台41的距离，在打印时，位置传感器16通过Z轴电机32控制喷嘴11的高度对测量的几点位置距离做出相应的补偿。本挤出机机构通过设置好喷嘴与工作平台每点的距离为一个固定值，通过本打印机的机械结构来实现自动调平补偿，可大大增加加工件的精度。
[0030]本轻型龙门式3D打印机结构简单，Z轴方向采用单个丝杠驱动，使Z轴左右更加平衡，运行更加稳定，同时本龙门式打印机运动灵活、稳定，整体结构节约了安装材料，不但节能更加降低了成本。
【主权项】
1.一种轻型龙门的大型3D打印机结构，包括X轴模组(2)、Y轴模组(4)和Z轴模组(3)，其特征在于:所述Z轴模组(3)包括龙门式框架(33)和Z轴升降机构，Z轴升降机构包括安装在龙门式框架(33)中心位置的Z轴电机(32)和丝杆(31)，所述X轴模组(2)安装在Z轴模组(3)的龙门式框架(33)上，所述丝杆(31)连接X轴模组(2)正中间，且可带动X轴模组(2)在龙门式框架(33)上升降运动，所述X轴模组(2)上安装可沿X轴移动的挤出机(I)，所述Y轴模组(4)设置在龙门式框架(33)底部，Y轴模组(4)上设有工作平台(41)，龙门式框架(33)与Y轴模组(4)滑动配合。2.如权利要求1所述的一种轻型龙门的大型3D打印机结构，其特征在于:所述X轴模组(2)包括X轴型材(24)、X轴电机(25)和X轴导轨(23)，所述X轴电机(25)和X轴导轨(23)固定在X轴型材(24)上，所述挤出机(I)安装在X轴导轨(23)上，X轴电机(25)通过皮带传动带动挤出机(I)在X轴导轨(23)上移动。3.如权利要求1所述的一种轻型龙门的大型3D打印机结构，其特征在于:所述Y轴模组(4)包括Y轴型材(47)、Y轴电机(42)和Y轴导轨(46)，所述Y轴电机(42)、Y轴导轨(46)和工作平台(41)均固定在Y轴型材(47)上，Y轴电机(42)通过皮带传动带动Z轴模组(3)在Y轴导轨(46)上移动。4.如权利要求3所述的一种轻型龙门的大型3D打印机结构，其特征在于:所述Y轴型材(47)上沿Y轴方向依次设有两个传动轴(43)，其中一个传动轴(43)连接Y轴电机，两个传动轴(43)两侧均设有Y轴带轮(44)，位于同一侧的两个Y轴带轮(44)之间通过Y轴皮带(45)连接，Z轴模组(3)的龙门式框架(33)与Y轴皮带(45)固定连接。5.如权利要求1所述的一种轻型龙门的大型3D打印机结构，其特征在于:所述Z轴模组(3)的龙门式框架(33)两侧的立柱上均设有Z轴导轨(34)，所述X轴模组(2)两端与Z轴导轨(34)滑动配合。6.如权利要求5所述的一种轻型龙门的大型3D打印机结构其特征在于:所述Z轴电机(32)固定在龙门式框架(33)顶部的横向连接柱上。7.如权利要求1所述的一种轻型龙门的大型3D打印机结构，其特征在于:所述挤出机(I)包括固定座(15)，所述固定座(15)下方设有铝块(14)，所述铝块(14)内设有喉管(12)，所述喉管(12)连接喷嘴(11)，喉管(12)上套有弹簧(13)，铝块(14)上还设有位置传感器(16)，所述喉管(12)与工作平台(41)接触时，弹簧(13)受力压缩，并将信号通过铝块(14)传递至位置传感器(16)。
【文档编号】B22F3/115GK105835369SQ201610322735
【公开日】2016年8月10日
【申请日】2016年5月16日
【发明人】张文义
【申请人】芜湖市爱三迪电子科技有限公司