[发明专利]一种3D打印系统结构

说明书

技术领域

本发明属于3D打印技术领域，特别涉及一种3D打印系统结构。

背景技术

现有的小型3D打印机中，多采用同时提供转动和滑动的复合轴装置来驱动3D打印机头在X、Y方向的运动。由于同一轴同时做滑动轴和转动轴，该装置工作时会受多种干扰因素影响，从而影响加工精度。当3D打印机头进行较长时间工作时，所述缺点将更突出，大大降低了加工件的品质或合格率。

同时，现有的小型3D打印机中还多采用L型单边悬挂的方式提供Z轴运动，该装置仅采用一根垂直的丝杆驱动载物台在Z轴方向运动。由于采用单边悬挂，该装置工作时不容易稳定、承重条件下容易变形，从而影响加工精度。载物台尺寸做得过大时，所述缺点将更突出，因此在原理上限制了加工件的尺寸大小。

发明内容

本发明的目的是解决现有技术中的问题，设计了一种运行更加平稳的3D打印系统结构。该结构的X、Y轴传动机构设有相互独立的驱动轴和滑动轴，互不干扰，减少了运动调制，保持3D打印机头的平稳运行，设计的双丝杆双光轴驱动机构具有很好的稳定性，使打印平台受力均衡，Z轴方向的运动更加平稳，提高了3D打印的加工精度。

本发明的技术方案为：一种3D打印系统结构，包括一个可升降的打印平台、用于支撑打印平台的双丝杆双光轴Z轴驱动机构、以及位于打印平台上的X、Y轴传动机构，所述的打印平台上设有X轴驱动电机和Y轴驱动电机，两电机分别通过驱动轴两端的皮带连接到一对从动轴承，X和Y方向的双滑动轴上各有一对滑动座，两对滑动座分别由X横梁和Y横梁连接，两横梁分别穿过3D打印机头；所述的双丝杆双光轴Z轴驱动机构的驱动电机和双丝杆之间由同步带连接，驱动电机位置可以任意调整。本装置工作时，X轴驱动电机转动X驱动轴，经双皮带同步驱动X方向的双滑动轴上的一对滑动座，X横梁运动，Y轴驱动电机转动Y驱动轴，经双皮带同步驱动Y方向的双滑动轴上的一对滑动座，Y横梁运动，由此实现3D打印机头在X和Y方向上的运动；双丝杆双光轴Z轴驱动机构的驱动电机转动，经同步带驱动两丝杆同步转动，丝杆带动螺母座，驱动打印平台在Z轴方向作运动，同时双光轴起到平衡的作用，确保打印平台在运动中垂直于Z轴。

其中，所述的双丝杆双光轴Z轴驱动机构设有双丝杆，两丝杆垂直设置在机身框架内的一组对角位置上，在另外一组对角位置上，设有一对垂直的光轴，两丝杆上有相适配的螺母座，两光轴上有相适配的滑动座，两螺母座和两滑动座，通过打印平台连接成一个整体。

其中，所述的X、Y轴传动机构，其中的驱动轴和滑动轴各自独立工作。

其中，所述的打印平台上相对于X、Y轴驱动电机的对侧设有平衡配重，保证在静态时，平台的重心与平台的中心位置重合，以消除扭转力矩，增加平台稳定性。

其中，所述的打印平台上有足够的面积可以按需要加载光轴、导轨，以及伺服用光栅等部件，实现全闭环控制，进一步提高传动精度和防止丢步。

其中，所述的双丝杆双光轴Z轴驱动机构使用的同步带外侧面，设有两个张紧力调节装置轮，对同步带进行张紧力调节和转向，结构中的驱动电机位置可以根据需要任意调整。

其中，所述的双丝杆双光轴Z轴驱动机构中的丝杆螺母座安装有L型支撑架，增加了结构刚性。

其中，所述的打印平台可以自由升降，其上方有较大空间，打印机的顶部可以加盖，起到防尘、保温、降噪的作用。

本发明的优点：

所述的X、Y轴传动机构中的驱动轴和滑动轴各自独立工作,减少了运动调制，保持打印机头的平稳运行，降低了系统的制造和检测难度。

所述的打印平台上相对于X、Y轴驱动电机的对侧设有平衡配重块，保证在静态时，平台重心处于平台的中心区域，以消除扭转力矩，增加平台稳定性。

所述的打印平台上有足够的面积可以按需要加载光轴、导轨，以及伺服用光栅等部件，实现全闭环控制，进一步提高传动精度和防止丢步。

所述的双丝杆双光轴Z轴驱动机构使用的同步带外侧面，设有两个张紧力调节装置轮，对同步带进行张紧力调节和转向，结构中的驱动电机位置可以根据需要任意调整。

所述的双丝杆双光轴Z轴驱动机构中的丝杆螺母座安装有L型支撑架，增加了结构刚性。

所述的打印平台可以自由升降，上方有较大空间，打印机的顶部可以加盖，起到防尘、保温、降噪的作用。