[发明专利]一种多维角度3D打印机

说明书

技术领域

本发明涉及一种多维角度3D打印机。

背景技术

3D打印技术是一系列快速原型成型技术的统称，其基本原理是叠层制造，由快速原型机在X-Y 平面内通过扫描形式形成工件的截面形状，而在Z 坐标间断地做层面厚度的位移，最终形成三维实体。快速成型制造技（Rapid Prototyping andManufacturing,RP&M）是指在计算机管理与控制下，根据零件的CAD 模型，采用材料精确堆积（由点堆积成面，由面堆积成三维实体）的方法制造原型或零件的技术，是一种基于离散、堆积成形原理的新制造方法。

目前，3D打印技术已应用在工业样品设计领域制作模型，定制个性产品，打印制造单件、小批量金属零件，并在模具制造、机械制造、航空航天、影视道具、动漫玩偶、文物复制、数字雕像、珠宝首饰、建筑等领域都得到了应用，比如运用3D打印技术进行数码产品的开模，可以在数小时内完成一个模具的打印，节约了很多产品到市场的开发时间。科学家们还利用3D打印机制造诸如假牙、髋关节、骨骼、义肢、胚胎干细胞、皮肤、肌肉和血管片段等简单的活体组织，未来还将制造出像肾脏、肝脏甚至心脏这样的大型人体器官。随着这一技术的不断成熟和完善，其应用领域将不断拓展。当前，市场上有很多应用于各个领域的3D打印机，使用时，打印头固定在3D打印机的机械组件上，机械组件上设有X 轴导轨、Y 轴导轨，通过3D打印机的移动控制装置控制打印头在X 轴导轨及Y 轴导轨上移动，进而打印材料连续地沉积多个横截面层，逐层打印、层层叠加，最终打印出完整的实物。然而，上述结构的3D打印机由于其打印头角度固定，限制了打印头必须在一个固定的打印空间内活动，这也导致现有的3D打印机不能对已经成型的产品进行二次打印。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种多维角度3D打印机，其打印喷嘴以及打印平台均能实现对维度的调节，对疑难打印模型进行精确定位。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种多维角度3D打印机，包括框架、所述的框架包括矩形框架和支撑矩形框架的四条支撑腿，矩形框架上设有三维运动机构，所述的三维运动机构包括X轴运动机构、Y轴运动机构，所述的X轴运动机构包括矩形框架两侧的X轴滑动导轨以及安装在X轴滑动导轨上的X轴驱动机构，Y轴运动机构包括Y轴滑动导轨，Y轴滑动导轨两端安装在两侧的X轴驱动机构上，所述的Y轴滑动导轨上还安装有Y轴驱动机构，所述的Y轴驱动机构上还设有Z轴滑动导轨，Z轴滑动导轨垂直于Y轴滑动导轨，为上下方向，Z轴滑动导轨的下端安装有打印喷嘴，打印喷嘴下部具有打印平台。

所述的Z轴滑动导轨的下端与打印喷嘴之间还连接有多维调节装置，所述的多维调节装置包括：喷头支撑板和3个喷头姿态控制电机，喷头姿态控制电机为直线伸缩电机，3个喷头姿态控制电机的上端与喷头支撑板的底部球头铰接，3个喷头姿态控制电机的底端也与打印喷嘴的顶端球头铰接；

所述的四条支撑腿的下部安装有支撑平台，所述的支撑平台上设有3个平台姿态控制电机，所述的平台姿态控制电机为直线伸缩电机，平台姿态控制电机下端与支撑平台通过球头铰接，平台姿态控制电机上端与打印平台也通过球头铰接，所述的打印喷嘴安装有角度传感器和高度传感器，所述的打印平台安装有高度传感器和角度传感器，其高度传感器安装在打印平台的中心点。

本发明具有多维度的角度调节，首先其打印喷嘴与打印平台均能实现角度的自由变化，打印喷嘴在XYZ轴的空间变化转移，还能通过3个喷头姿态控制电机实现角度的转变以及微角度控控制，并且平台姿态控制电机下端与支撑平台通过球头铰接，平台姿态控制电机上端与打印平台也通过球头铰接，也实现了打印平台的角度控制，为了更精确的打印，其打印喷嘴安装有角度传感器和高度传感器，所述的打印平台安装有高度传感器和角度传感器，实现了打印喷嘴与打印平台的协调控制，其高度传感器安装在打印平台的中心点，能够与通过角度传感器结合计算出打印平台的角度状态，实现了打印平台与打印喷嘴的相互调节，实现不同角度的打印。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明的一种角度状态示意图。

图3是本发明的另一种角度状态示意图。

图4为准备打印的机构模块示意图。

图5为图4首先打印的机构模块示意图。

图6为最后打印状态角度示意图。