[发明专利]一种具有曲面加工特性的3D打印机

说明书

本发明公开了一种具有曲面加工特性的3D打印机，属于数字化加工技术领域。本发明解决了工件设计工程中悬臂以及空心结构造成的重力限制问题，并可以实现曲面3D打印，其结构包括固定框架，工作平台，并联杆移动喷头，步进电机，同步带。工作平台通过步进电机与同步带实现倾斜。本发明的3D打印机通过机座平台倾斜，以及3D打印机主体上喷嘴的移动，对工件悬臂和空腔曲面打印件进行无需支撑物的打印。对于中空多面体、多层蜂窝结构工件和曲面工件，本发明可以进行直接打印，提高3D打印的效率。

技术领域

本发明属于数字化加工技术领域。

背景技术

3D打印是一种以数字化模型为基础，通过对数字模型进行切片处理，利用熔融挤出技术、激光烧结技术或者光固化技术逐层打印的方式来完成物体的制作。

现有的3D打印机，为了克服重力影响，在对有悬臂以及空腔的部件进行打印时都需要进行支撑处理。所以一些有悬臂或者空腔的结构，又不允许添加内部支撑结构的打印件就无法用3D打印进行制作。更普遍一点的曲面打印问题，目前的3D打印机打印曲面过程十分繁琐，需要增加大量的支撑结构，后处理过程也十分难以解决。

发明内容

本发明提出一种工作平台可倾斜的3D打印机以解决工件设计工程中，悬臂以及空心结构造成的重力限制问题，并且可以直接打印曲面结构，提高3D打印的效率。

一种具有曲面加工特性的3D打印机，主要包括底座1、电机固定板2、步进电机3、下夹具块6、行程挡块7、工作平台8、支架9、同步带10、光杠11、第一支撑杆12、第二支撑杆15、上夹具块13、滑块14以及喷头结构；

底座1为三角形，所述底座1和支架9组成三棱柱形框架；底座1的数量为两个，分别位于框架顶端和低部；六条光杠11分别固定于两个底座1之间；

所述的步进电机3数量为六个，分别固定在一个电机固定板2上，所述电机固定板2分别固定在三棱柱形框架六个顶点所对应的底座1上；

下夹具块6与上夹具块13的数量均为三个，分别位于三棱柱形框架的每一侧的上部和下部；每一侧的下夹具块6与上夹具块13均分别固定在一个滑块14上，并且在该侧上下两个步进电机3与同步带10的带动下在光杠11上运动；

所述的行程挡块7固定在滑块14上，滑块14固定在光杠上11，每一侧的同步带10均有上下两条，行程挡块7上有两个固定轴将上下两条同步带10分开，并且限制上夹具块13与下夹具块6的运动轨迹，确定上夹具块13与下夹具块6的运动行程；

工作平台8通过六条第二支撑杆15与三个下夹具块6相连接，六条第二支撑杆15中每两条并联组成三杆并联机构，第二支撑杆15与工作平台8和下夹具块6的连接方式均为铰链连接，所述的工作平台8通过三个下夹具块6的直线运动产生倾斜或上下移动；

所述喷头结构为三角洲式打印机喷头结构，喷头结构通过球头与六条第一支撑杆12连接，第一支撑杆12的另外一端插入上夹具块13的凹槽中，六条第一支撑杆12中每两条并联组成三杆并联机构。

本发明优选方式中还包括控制装置4，所述控制装置4通过控制步进电机3工作状态实现对打印机位置的控制；并且通过对喷头结构控制以控制打印进度与打印速度的控制。

本发明优选方式中还包括液晶显示屏5，所述液晶显示屏5与控制装置4连接，用于在打印机工作时显示打印进度与打印速度。

本发明优选方式中所述行程挡块7上两个固定轴外表面有对于同步带10的定位结构，可防止同步带10在工作过程中从正面脱出。

本发明优选方式中第二支撑杆15与工作平台8过盈配合，第二支撑杆15与下夹具块6也过盈配合连接，可防止打印机工作过程中工作平台8与第二支撑杆15有圆柱滑动。

本发明的有益效果：