[发明专利]一种新型3D打印机

说明书

技术领域

本发明涉及一种新型3D打印机，属于三维打印技术领域。

背景技术

3D打印机，是数字化增材技术经过几十年发展后的逐渐走向民用市场的技术成果。其推广不仅意味着科技的进步，更为工业制造概念增添了新的内涵，有着广阔的发展前景。3D打印机利用不同的材料打印立体模型，打印的原料种类繁多，例如塑料、橡胶等。在工作过程中，原料在喷头内以电加热的方式被加热到熔融状态，3D打印机通过位于截面厚度方向(即Z方向)以及平面方向(即X-Y方向)的三个步进电机控制喷头在X-Y-Z三个方向的运动，从而使得喷头按照一定的路径出丝，喷出的熔融状丝材黏结到工作台上，每加工完一层，工作台下降一层的高度，反复逐层沉积，直至完成一个3D模型的打印。现有的3D打印机主要存在以下几方面的弊端：

1)如果余料不足以支持完整个模型的话，中途打印就会中断，影响打印工作的连续性，目前通常需要操作人员实时看守，在余料不足时及时进行更换，这样使得3D打印机自动化程度低，增加了操作者的工作负担；

2)基本是单色单电机单喷头，需要打印多色时就需要多台打印机互换或者更换物料，操作流程非常繁琐；

3)由于打印喷头的出丝路径是由X-Y-Z三个方向的步进电机决定的，其中X、Y两个方向通过同步带控制打印喷头前后左右的路径，Z轴通过传动轴控制打印台的上下位置，那么3D打印机的打印准确率就完全取决于三个方向的步进电机行的控制精度，如果在打印过程中某个步进电机发生失步现象，就会导致打印喷头的出丝路径发生偏差，从而使得打印出的模型成为次品，造成材料和时间的浪费。

发明内容

本发明对现有技术所存在的问题，提出了一种新型3D打印机。主要目的是：通过余料报警装置自动通知工作人员及时进行更换物料；通过外部接料装置当打印物料不足时，在不影响当前打印机工作的同时，将备用物料与现有物料连接，从而不间断的完成整个打印过程；通过多色打印喷头装置，在工作过程中利用不同打印喷头的自动互换来完成多色打印；通过打印检测装置测量X-Y-Z三个方向步进电机的旋转角度来检测打印喷头的出丝路径是否发生偏差并报警，从而降低打印模型的废品率，节省打印成本和时间。

本发明采取的技术方案为：一种新型3D打印机，包括余料报警装置、外部接料装置、多色打印喷头装置、打印检测装置、3D打印机机架、3D打印物料、3D打印机物料盘、控制器、X轴步进电机、Y轴步进电机、Z轴步进电机、X轴同步带、Y轴同步带、Z轴传动轴、报警器。余料报警装置、多色打印喷头装置、打印检测装置、3D打印机物料盘、X轴步进电机、Y轴步进电机、Z轴步进电机、X轴同步带、Y轴同步带、Z轴传动轴均安装在3D打印机机架上，外部接料装置通过3D打印物料与3D打印机物料盘连接，控制器与余料报警装置、多色打印喷头装置、打印检测装置、X轴步进电机、Y轴步进电机、Z轴步进电机、报警器电连接。

所述余料报警装置，包括压力传感器、光电传感装置、料架安装座。料架安装座通过转轴安装在3D打印机机架上，3D打印机物料盘安装在料架安装座上，压力传感器安装在料架安装座与机架之间，料架安装座、3D打印机机架、压力传感器三者形成三角形，料架安装座、打印机机架、压力传感器位于此三角形的三条斜边上，转轴的设计有效的避免了3D打印机在工作过程中打印喷头对打印原料的输送力，从而保证了重量检测的准确性；光电传感装置包括发光装置、光接收装置，发光装置、光接收装置位于3D打印物料的两侧，3D打印物料通过光电传感装置后接至打印机喷头；压力传感器与光电传感装置发出的信号，通过信号线与控制器连接，控制器判断是否向报警器发送报警信号。

所述外部接料装置，包括接料器、物料夹持器、修料器、温度传感器，所述两个物料夹持器安装在接料器左右两侧滑轨上，并可以在滑轨上自由滑动；温度传感器安装在接料器表面；接料器分为可分离的接料器后半部分和接料器前半部分，两部分的外侧均连接电磁线圈可对接料器感应加热，从而将物料进行高温融化，两部分粘合后可形成接料孔，接料器前半部分固定在横向固定板上，后半部分通过预紧弹簧固定在纵向固定板上，纵向固定板上安装接料器卡扣；修料器的通孔内部安装内环直径与打印物料直径相同的圆环形削刀并固定安装在一号物料夹持器与接料器中间。