[实用新型]一种3D打印机自适应调平机构

说明书

技术领域

本实用新型属于3D打印机技术领域，具体涉及一种3D打印机自适应调平机构。

背景技术

熔融沉积型3D打印机以热熔性丝状材料为原料，在电阻丝式加热器的作用下丝状材料被加热到熔融状态，喷头在打印平台上方一定的高度按照打印程序设定的轨迹运动，使得喷嘴将熔融态的材料涂覆在打印平台上，材料冷却后形成打印对象的第一个二维截面轮廓，之后打印平台按照设定值下降一个层厚，反复重复以上步骤直至整个打印对象完全成型。由于设备结构简单、易于操作、成型材料相对低廉、对使用环境要求不苛刻、总体性价比较高等特点，熔融沉积型3D打印机在工业设计、汽车、航空航天、教育、牙科和医疗产业、土木工程和珠宝等领域得到了广泛的应用。

熔融沉积型3D打印机的打印平台，用于承载打印的模型。现有的3D打印技术通常是以打印平台为基准零点，然后使喷头相对打印平台沿X、Y和Z轴方向做立体空间运动来完成立体构型，所以打印平台的水平度以及打印平台与喷头之间的距离对打印质量有着直接的影响，显得十分关键。打印机开始工作时，首先需要对打印平台进行调平。大多数熔融沉积型3D打印机在打印平台安装座与固定底座之间安装有调平装置，包括调节弹簧和调节螺母。将打印机喷头移动到调节螺母正上方，通过观察，手动或者利用工具旋转调节螺母，调节打印喷头与打印平台上各点的高度，完成调平工作。使用人工调节的方法去找平，需要多次调节，调平过程繁琐，误差较大，不能保证打印平台上各点距打印喷头的距离一致；同时，由于3D打印机的震动或者人为因素的影响，也会造成调节螺母的松动，进而影响打印质量，甚至造成产品报废。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型的目的是提供一种3D打印机自适应调平机构，以实现3D打印机工作前的自动调平与在线打印时的自适应调平，防止熔融材料挤出困难、喷嘴剐蹭打印平台、打印材料与打印平台粘接不牢、凌空吐丝等现象出现，确保3D打印质量。

为了为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种3D打印机自适应调平机构，包括打印平台、平台托架，平台托架上固定第一步进电机、第二步进电机、第三步进电机、第四步进电机，第一步进电机、第二步进电机、第三步进电机、第四步进电机分别通过第一螺纹轴套调平机构、第二螺纹轴套调平机构、第三螺纹轴套调平机构、第四螺纹轴套调平机构连接第一球铰支座、第二球铰支座、第三球铰支座、第四球铰支座，第一球铰支座、第二球铰支座、第三球铰支座、第四球铰支座连接打印平台，打印平台与平台托架之间还通过MEMS陀螺仪与控制装置相互连接，控制装置还设有处理器模块及电源模块。

所述的第一步进电机、第二步进电机、第三步进电机、第四步进电机分别通过第一电源线、第二电源线、第三电源线、第四电源线连接电源模块，通过第一控制信号线、第二控制信号线、第三控制信号线、第四控制信号线连接处理器模块。

所述的MEMS陀螺仪安装在打印平台的底侧，通过第五电源线和信号传输线连接安装在平台托架上控制装置的电源模块及处理器模块。

进一步，所述的第一螺纹轴套调平机构包括第一螺纹轴和第一螺纹轴套；第二螺纹轴套调平机构包括第二螺纹轴和第二螺纹轴套；第三螺纹轴套调平机构包括第三螺纹轴和第三螺纹轴套；第四螺纹轴套调平机构包括第四螺纹轴和第四螺纹轴套。

进一步，第一步进电机的输出轴与第一螺纹轴套调平机构的第一螺纹轴通过键连接，其第一螺纹轴套通过第一球铰支座与打印平台相连接；所述的第二步进电机的输出轴与第二螺纹轴套调平机构的第二螺纹轴通过键连接在一起，其第二螺纹轴套通过第二球铰支座与打印平台相连接；所述的第三步进电机的输出轴与第三螺纹轴套调平机构的第三螺纹轴通过键连接，其第三螺纹轴套通过第三球铰支座与打印平台相连接；所述的第四步进电机的输出轴与第四螺纹轴套调平机构的第四螺纹轴通过键连接，其第四螺纹轴套通过第四球铰支座与打印平台相连接。

本实用新型的有益效果是：

本机构可在3D打印机工作前，实现打印平台的自动调平，而在3D打印机开始工作后，利用MEMS实时采集打印平台的水平状态信息，通过控制装置实现3D打印机在线打印时的自适应调平。该机构可使打印平台在工作过程中始终保持水平。

附图说明

图1为本实用新型的系统原理示意图。