[发明专利]3D打印机

说明书

技术领域

本发明涉及基于熔融堆积快速成型工艺的3D打印机。

背景技术

3D打印机即快速成形技术的一种机器，它是一种数字模型文件为基础，运用粉末状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。运用三维打印机打印模型，无需传统的切削加工机床和工模具，在计算机的控制下根据工件的三维模型可直接成形三维实体。

喷头是3D 打印机中用于输出耗材的部件，在打印过程中要求喷头能够在空间内任意移动以应对不同的外部轮廓面的工件。现有的3D 打印机的喷头传动机构大多是运用了传统的三轴联动机床的传动机构，即分别沿X、Y、Z 三个方向的轴，每一个轴向上均设置有一个驱动单元，打印时随三个轴向上的传动机构在随意移动。这种三轴联动的传动机构结构较为复杂，占用的空间较大，并且在打印过程中，由于在不同位置之间移动时，需要三个驱动单元依序的带动喷头移动，因此打印的效率较低。

申请号为201310246765.9的专利申请，提供了一种“三个以上且分布于平台周缘的传动组件，每一个传动组件均包括沿高度方向延伸的导向杆、滑动的安装在导向杆上的滑动座、用于带动滑动座沿着导向杆上下活动的驱动电机、以及连杆，连杆的两端分别以万向铰接的方式连接安装座和滑动座”的传动方式，其缺点在于：其采用的滑动座采用传统的皮带传动的方式，不能保证精确的传动比，而3D打印对精度要求严格；另外，导向杆采用滑动方式引导滑动座，导向杆和滑动座间的摩擦力较大，容易发生相对的无效运动，导致滑动座定位精度较差；最后，由于在3D打印中挤出头位置需要始终保持水平，上述的3D打印机一旦任意一个导向轨传动发生偏差，若不及时校正都会导致工件制作产生变形，严重影响工件的质量。此外，在所述的3D打印机工作空间是开放的，而工作环境的洁净程度以及温度都是影响工作成型的重要因素；送料机构位于侧面，采用“送料机构包括支撑座组件、枢接在支撑座组件上且表面带有齿纹的送料轮、枢接在支撑座组件上且位于送料轮上方的压料轮、以及用于带动送料轮转动的步进电机，送料轮的转轴与压料轮的转轴互相平行，线性打印耗材由送料轮和压料轮之间的间隙穿过后进入到喷头中”的结构，送料阻力大，送料精度差，导致打印精度下降。

发明内容

针对上述3D打印机存在的缺陷，本发明提出一种改进后的3D打印机。

本发明的3D打印机，其特征在于包括传动机构、工作台、送料机构，隔离装置；

传动机构由以下装置组成：

底座为中空平台，底座上表面设置加热组件I；传动组件包括线性滑轨、滑块、连杆以及驱动电机，至少三根垂直分布的线性滑轨固定于底座边缘，各个线性滑轨与滑块间接触处设置有钢珠；滑块与位于底座内的驱动电机以线传动方式联接，滑块固定于线上；所述的驱动电机转轴上设有主动轮，线性滑轨顶端枢接从动轮，主动轮、从动轮上设有螺纹，线反复绕于其上，从动轮、主动轮及滑块通过闭合的线与电机运动同步；连杆两端分别以万向铰接的方式连接滑块和工作台；线性滑轨顶部固定有顶盖；

工作台由以下装置组成：

工作台为供连杆连接的平台，工作台中央设置液冷组件，液冷组件的出水管和进水管与顶盖上方的水泵通过水管连接；液冷组件与液冷组件下方设置加热组件ＩＩ；液冷组件与加热组件上设置至少一个安装挤出头的通孔，挤出头安装于通孔内；在工作台下方中央安装自动找平装置；

线盘与送料机构固定于顶盖上方；

底座和顶盖外环绕有隔离装置，具体为有机玻璃板或铝板，隔离装置内设置温控开关和循环热风组件，温控开关与循环热风组件连接用于控制3D打印机内的温度。

所述的连杆两端为磁性铁球，在滑块、工作台与连杆连接处设置弧形凹槽，弧形凹槽由磁性材料制备。

所述的自动找平装置采用红外感应器或微动开关，自动找平装置用于探测挤出头和底座的距离，以校准打印高度。

所述的送料机构为圆筒状，送料机构末端设置步进电机，步进电机的转轴沿送料机构轴向设置，转轴为螺杆；送料机构上部为半圆柱体的压紧装置，压紧装置上下贯穿有通孔，压紧装置底部设有的凹槽，凹槽沿轴向设置，凹槽邻接螺杆；压紧装置一侧通过铰链与送料机构下部转动连接，压紧装置另一侧设凸起，通过送料机构下部的压杆配合用于固定；压紧装置上的通孔和凹槽供塑料丝料穿过，并从送料机构伸出。

所述的挤出头为四个，液冷组件为围绕于挤出头的中空盒体，液冷组件上预留挤出头安装孔为A、B、C、D孔；液冷组件上方设置出液口与进液口，进液口同时通向A、B、C、D孔；并在通路上设置与通路平行的隔断；出液口与A、B孔连通。