3d打印激光雕刻一体机的制作方法

文档序号:10360963阅读:2185来源:国知局
3d打印激光雕刻一体机的制作方法
【技术领域】
[0001 ]本实用新型涉及3D打印技术及激光雕刻技术领域。
【背景技术】
[0002]3D打印(3D printing)为快速成型技术的一种,运用粉末状金属或塑料等可粘合材料来构造立体物体。激光雕刻加工是以数控技术为基础,激光为加工媒介,利用加工材料在激光照射下瞬间熔化和气化的物理变性,达到加工的目的。目前,3D打印技术包括熔融沉积式(FDM)、选择性激光熔化成型(SLM)、选择性激光烧结(SLS)、立体平板印刷(SLA)等众多方案。市售常见的家庭桌面级3D打印机多基于FDM技术,功能单一,使用率低,对其精密的数字3D定位及运动控制系统产成资源浪费。激光雕刻机控制原理与3D打印机类似,但不再产生Z向进给,仅在XY平面内运动。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的技术目的是提供一种3D打印激光雕刻一体机,可实现基于熔融堆积快速成型工艺的3D打印功能,并扩展激光灼烧雕刻功能,该一体机可在两种工作模式之间自由切换,实现机电结构的高效利用。
[0004]为实现上述技术目的,本实用新型提供的技术方案为:
[0005]—种3D打印激光雕刻一体机,其特征在于,设有并联臂机架、成型工作台、驱动机构、熔融挤出装置、激光雕刻装置以及主控制盒:
[0006]所述并联臂机架设有顶板、底板、支撑在顶板与底板之间的三组滑杆导轨以及悬空设置在三组滑杆导轨之间的安装平台,三组滑杆导轨竖直设置,排列呈正三角形,各滑杆导轨上均安装有滑块,所述滑块通过并联臂与安装平台连接,在驱动机构控制下沿滑杆导轨上下移动,一个滑块由一个驱动单元单独控制;所述并联臂的上端通过关节轴承与滑块铰接,下端通过球头球窝结构与安装平台连接;
[0007]所述成型工作台设置在并联臂机架的底板上,位于安装平台的下方;
[0008]所述熔融挤出装置包括分别与主控制盒连接的远程送料单元和加热挤出单元,熔融挤出装置工作时,所述加热挤出单元以可拆卸的方式固定安装在所述安装平台上;
[0009]所述激光雕刻装置包括激光控制盒和激光器,激光雕刻装置工作时,激光器亦以可拆卸的方式固定安装在所述安装平台上,通过激光器供电线与所述激光控制盒连接,所述激光控制盒内设有逻辑控制模块和稳压、稳流模块,所述逻辑控制模块与所述主控制盒通过控制线连接,激光控制盒另接电源。
[0010]在上述方案基础上,进一步改进或优选的技术方案还包括:
[0011]所述远程送料单元包括挤出用步进电机,所述步进电机安装在并联臂机架的顶板上,通过送料喉管与加热挤出单元连接;所述加热挤出单元包括加热棒、热敏电阻、散热风扇与挤出喷嘴。所述主控制盒内设有连接加热棒的供电接口,连接驱动单元的驱动线接口,加热棒电源线与供电接口固定连接,各驱动单元与对应的驱动线接口固定连接;主控制盒操作面板上设有加热棒控制线接口、散热风扇电源线接口、热敏电阻接线接口、挤出用步进电机驱动线接口,加热棒控制线、散热风扇电源线、热敏电阻接线与挤出用步进电机驱动线均以热插拔的方式与主控制盒操作面板上的相应接口连接。
[0012]所述驱动单元采用步进电机通过皮带轮与同步带带动滑块上下运动,驱动单元步进电机安装在并联臂机架底板的下方。
[0013]所述激光控制盒与主控制盒通过两根控制线连接,一根接地,激光控制盒通过响应另一根控制线接收的高低电平实现激光雕刻装置开与关的控制。
[0014]所述滑杆导轨由两根平行的竖杆并列组成,滑块两端分别固定在两竖杆上;所述并联臂由两根平行的单元臂并排组成,两单元臂上端均设有连接滑块的关节轴承,下端均设有球头结构,所述安装平台上对应各球头结构设有六个窝形磁铁构成的球窝结构,所述安装平台呈六角形。
[0015]有益效果:
[0016]本实用新型一体机既可作为熔融层积的3D打印机使用,打印工件、工艺品等,又可作为激光雕刻机使用,在木材、皮革、塑料等材质上运行雕刻,加工出用户喜欢的图案,实现了系统的多功能化,达成了机电结构的高效利用。同时,通过对接口的进一步合理配置,使本实用新型在两种工作模式之间可自由切换,操作简便,且易于实现,例如在进行3D打印机工作模式时,通过简单接换线和拆装工作,即可作为激光雕刻机使用,反之亦然。
【附图说明】
[0017]图1是本实用新型一实施例中的整体结构示意图;
[0018]图2是主控制盒及其面板接口的示意图;
[0019]图3是安装平台的俯视结构示意图;
[0020]图4是并联臂与安装平台的连接结构示意图;
[0021 ]图5是3D打印工作模式的接线示意图;
[0022]图6是激光雕刻工作模式的接线示意图;
[0023]图中1.顶板,2.底板,3.第一滑杆导轨,4.第二滑杆导轨,5.第三滑杆导轨,6.第一滑块,7.第二滑块,8.第三滑块,9.第一并联臂,10.第二并联臂,11.第三并联臂,12.步进电机,13.同步轮,14.同步带,15.球头结构,16.六角安装平台,17.成型工作台,18.电源开关,19.电源指示灯,20.显示屏,21.操作旋钮,22.加热棒控制线接口,23.散热风扇电源线接口,24.热敏电阻接线接口,25.挤出用步进电机驱动线接口,26.激光控制线接口,27.DC插座,28.窝形磁铁,29.喷嘴/激光预制孔,30.螺孔,31.送料喉管,32.挤出用步进电机,33.挤出用步进电机驱动线,34.加热棒控制线,35.散热风扇电源线,36.热敏电阻接线,37.熔融挤出装置,38.激光器供电线,39.激光控制盒,40.激光控制线,41.激光雕刻装置。
【具体实施方式】
[0024]为了阐明本实用新型的技术方案及技术目的,下面结合附图及具体实施例对本实用新型做进一步的介绍。
[0025]如图1至图6所示,一种3D打印激光雕刻一体机,包括并联臂机架、成型工作台17、驱动机构、熔融挤出装置、激光雕刻装置、主控制盒等组成部分。
[0026]所述并联臂机架设有顶板1、底板2、支撑在顶板与底板之间的三组滑杆导轨以及工作时悬空设置在三组滑杆导轨之间的六角安装平台16。所述滑杆导轨由两根平行的竖杆并列组成,所述三组滑杆导轨包括呈正三角形排列的第一导轨3、第二导轨4和第三导轨5,第一滑块6、第二滑块7、第三滑块8分别安装在相应的导轨上,在驱动机构控制下沿滑杆导轨上下移动,且一个滑块由一个驱动单元单独控制。各滑块均通过并联臂与六角安装平台16连接,第一并联臂9、第二并联臂10、第三并联臂11的上端分别通过关节轴承与对应的滑块连接,下端通过球头球窝结构与六角安装平台16连接。所述并联臂由两根平行的单元臂并排组成,两单元臂上端均设有连接滑块的关节轴承,下端均设有球头结构15,所述六角安装平台16上对应设有六个强磁窝形磁铁28构成的球窝结构,两个窝形磁铁为一组,对
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