[发明专利]一种水平管状成型的3D打印机

说明书

本发明公开了一种水平管状成型的3D打印机，包括：支撑框架，支撑框架内设置两个直立的结构相同的Z向升降机构，在两个Z向升降机构之间设置横向的X向移动机构，X向移动机构两端可滑动的设置在两个Z向升降机构上；所述X向移动机构包括X向丝杆，与X向丝杆平行布置的X向导杆，X向丝杆一端连接X向驱动电机，X向丝杆和X向导杆上同时套设有横向滑动的X向滑块，X向滑块上设置出料装置；X向滑块的正下方可拆卸地设置有与X向移动机构平行的、可旋转的打印筒，作为打印件的附着平台。本发明的3D打印机提高了管状物体快速成型时的打印精度和打印效率。

技术领域

本发明属于3D打印技术领域，具体涉及水平管状成型的3D打印机。

背景技术

与传统机械制造不同的是，3D打印属于增材制造技术。3D打印机则是3D打印技术的具体实现工具。它是以数字模型文件为基础，运用特殊粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印粘合材料来实现三维物体的快速成型。近些年，随着3D打印技术的发展，3D打印广泛应用于医疗、汽车、航空航天、工业设计等领域的产品研发和工业生产过程中。

目前，国内外研发的3D打印机的机械传动部分主要是在笛卡尔坐标系下X、Y、Z轴的移动来实现打印出料的空间运动，数据处理部分则是基于STL文件对零件表面进行网格化处理，以三角形平面近似零件的曲面或者平面。然而，这类打印机在打印零件的截面轮廓为曲线时，会以积分的方式用直线取代曲线。虽然直线段划分得越细，曲线轮廓会越逼真，但是也导致了曲线轮廓的失真，尤其是在打印薄壁圆环零件时，就很难得到尺寸精准的三维物体。

在石油、天然气等工业领域，管状零件得到大量使用，传统制造技术的加工成本较高，而在现有3D打印机中，由于打印原理上在曲线打印方面存在不足，使得管状零件的快速成型依然是个难题，主要问题在于打印管状零件的尺寸精度低以及打印速度慢。

发明内容

本发明的目的是针对现有的3D打印机存在的管状零件3D打印尺寸精度低和打印速度慢的问题，提供了一种管状零件3D打印尺寸精度高、打印速度快的3D打印机。

为了实现上述这些目的，本发明提供了一种水平管状成型的3D打印机，该3D打印机的结构组成包括：支撑框架，支撑框架内设置两个直立的结构相同的Z向升降机构，在两个Z向升降机构之间设置横向的X向移动机构，X向移动机构两端可滑动的设置在两个Z向升降机构上。所述X向移动机构包括X向丝杆，与X向丝杆平行布置的X向导杆。X向丝杆一端连接X向驱动电机，X向丝杆和X向导杆上同时套设有横向滑动的X向滑块，X向滑块上设置出料装置。所述出料装置包括固定在X向滑块上的挤料机构，挤料机构正下方固定出料头。X向滑块的正下方可拆卸地设置有与X向移动机构平行的、可旋转的打印筒，作为打印件的附着平台。所述Z向升降机构包括Z向丝杆，与Z向丝杆平行布置的Z向导杆，Z向丝杆一端连接Z向驱动电机，Z向丝杆和Z向导杆上同时套设Z向滑块。一个Z向升降机构的Z向滑块上安装X向驱动电机，另一个Z向升降机构的Z向滑块上安装X向丝杆的另一端。X向导杆的两端也分别固定在两个Z向滑块上。

优选的是，所述打印筒可拆卸的设置在转轴上，转轴两端分别设有轴承座。转轴一端端末还连接旋转驱动电机，两个轴承座分别固定在两个支架顶端，两个支架位于两个Z向升降机构内侧。两个支架底端固定在支撑框架的底板上。所述旋转驱动电机固定在一个支架的下部，旋转驱动电机动力输出端安装主动同步带轮，与旋转驱动电机同侧的转轴末端安装有从动同步带轮。主动同步带轮和从动同步带轮之间通过同步带连接。

优选的是，所述X向导杆有两个，两个X向导杆等间距的分布在X向丝杆的两侧，且与X向丝杆在同一水平面上，所述X向滑块上开设有三个平行的通孔，X向滑块的三个通孔分别套在X向丝杆和两个X向导杆上，且X向滑块可沿着X向丝杆和两个X向导杆滑动。