[发明专利]小型3D打印机

说明书

本发明提供一种小型3D打印机，包括机架、传动机构、打印头、打印台、控制台，所述机架为井字形结构，中间部分是四个壁面围成的工作舱，所述壁面上设有侧臂，所述侧臂上安装有所述传动机构，所述传动机构包括X轴传动机构、Y轴传动机构、Z轴传动机构，所述X轴传动机构位于工作舱的上侧，所述打印头连接在X轴传动机构上，所述Z轴传动机构固定在所述侧臂上，Z轴传动机构中设有一个Z轴滑座，所述Y轴传动机构连接在所述Z轴滑座上，所述打印台连接在所述Y轴传动机构上，所述机架侧面设有控制台。本发明通过将机架设置成一体化的井字形结构，可降低工作过程中的振动，且方便布置传动机构，使结构紧凑，有效提高打印精度。

【技术领域】

本发明涉及三维成型的技术领域，特别是涉及基于FDM原理的3D打印机。

【背景技术】

3D打印技术，是以计算机三维设计模型为蓝本，通过软件分层离散和数控成型系统，利用激光束、热熔喷嘴等方式将金属粉末、陶瓷粉末、塑料、细胞组织等特殊材料进行逐层堆积黏结，最终叠加成型，制造出实体产品。3D打印将三维实体变为若干个二维平面，通过对材料处理并逐层叠加进行生产，大大降低了制造的复杂度。这种数字化制造模式直接从计算机图形数据中便可生成任何形状的零件。熔融沉积造型(FDM)技术是3D打印技术中的一个主流技术，FDM技术是将CAD模型分为一层层极薄的截面，生成控制3D打印机喷嘴移动轨迹的二维几何信息。3D打印机加热头把热熔性材料(ABS树脂、尼龙、蜡等)加热到临界状态，呈现半流体性质，在计算机控制下，沿CAD确定的二维几何信息运动轨迹，喷头将半流动状态的材料挤压出来，凝固形成轮廓形状的薄层。当一层完毕后，通过垂直升降系统降下新形成层，进行固化。这样层层堆积粘结，自下而上形成该模型的三维实体。

应用FDM技术的3D打印机的关键问题之一是成型精度问题，影响成型精度的因素有很多，包括机架强度、传动稳定性等。机架强度不足会导致打印机在工作过程中出现装配尺寸的变化，对成型精度造成影响；强度不足还会导致传动稳定性不高，打印头行走过程中机身出现震动，使打印精度降低。所以，为提高打印精度，现在需要一种从结构上进行优化的3D打印机。

【发明内容】

本发明的目的就是解决现有技术中的问题，提出一种小型3D打印机，能够使打印机工作稳定，打印精度得到保证。

为实现上述目的，本发明提出了一种小型3D打印机，包括机架、传动机构、打印头、打印台、控制台，所述机架为井字形结构，中间部分是四个壁面围成的工作舱，所述壁面上设有侧臂，所述侧臂上安装有所述传动机构，所述传动机构包括X轴传动机构、Y轴传动机构、Z轴传动机构，所述X轴传动机构位于工作舱的上侧，所述打印头连接在X轴传动机构上，所述Z轴传动机构固定在所述侧臂上，Z轴传动机构中设有一个Z轴滑座，所述Z轴滑座呈H型，Z轴滑座内部装有直线轴承和丝杠螺母，所述Y轴传动机构连接在所述Z轴滑座上，所述打印台连接在所述Y轴传动机构上，所述机架侧面设有控制台。

作为优选，所述机架包括上壁面、下壁面、左壁面、右壁面，所述上壁面上设有A侧臂、B侧臂，所述下壁面上设有两个支撑臂，所述右壁面上设有C侧臂和D侧臂。

作为优选，所述Z轴传动机构包括Z轴步进电机、电机丝杠、Z轴滑座、Z轴光杠，所述Z轴步进电机固定在所述D侧臂的下侧，所述Z轴步进电机上的电机丝杠与设置在所述Z轴滑座上的丝杠螺母通过螺纹相连接，所述Z轴滑座可活动的连接在所述Z轴光杠上。

作为优选，所述Y轴传动机构包括Y轴步进电机、Y轴底板、Y轴同步带，所述Y轴步进电机固定在所述Z轴滑座上，所述Z轴滑座上还连接有Y轴底板，所述Y轴底板上安装有4个同步轮，所述Y轴同步带连接所述Y轴底板上的同步轮和Y轴电机同步轮，所述Y轴同步带布置呈T型。