[实用新型]一种新型螺杆挤出式3D打印装置

说明书

一种新型螺杆挤出式3D打印装置，采用X轴、Y轴和Z轴三组直线驱动电机和直线滑台以及A轴和C轴两组直驱转动电机驱动，打印组件与A轴直驱转动电机直连直驱，实现打印组件绕X轴的摆动，打印平台与C轴直驱转动电机直连直驱，实现打印平台绕Z轴的转动，通过三组直线位移和两组转动自由度之间相互配合，实现打印喷头与打印平台之间空间上特殊曲线的相对运动进行打印实体，达到了打印曲线形结构面和保证实体的力学性能的目的，避免了修补实体时的打印头与实体之间产生干扰，保证了打印实体的表面质量；本装置通过五个自由度之间相互组合实现实体的曲线形路线打印，具有结构紧凑、精度高、响应快、工作效率高，制造柔性强等优点。

技术领域

本实用新型属于3D打印技术领域，涉及一种新型螺杆挤出式3D打印装置。

背景技术

近年来，由于3D打印技术可以无多余成本的完成高复杂度、多样化物品的制造成型，被广泛应用于新产品的开发和个性化产品定制，极大地缩短了新产品的开发周期，提高了产品生产效率和制造柔性。其本质不是通过去除材料实现产品制造，而是通过材料铺设逐层累积得到所想要的产品形状。例如在航天领域，为了减轻飞船重量，飞船不会携带备用零件，当在太空中，出现零件损坏时，就会通过3D打印机打印零件进行替换或修复。同时该技术已经在许多领域，诸如汽车工业、现代制造业、医学和生物工业技术等领域展现了广阔的应用前景。

在3D打印技术领域，由于FDM工艺具有材料利用率高、污染小，成本低等优势，而得到了较为广泛的关注和应用。FDM工艺中包括走丝送料式、柱塞泵挤出式和螺杆挤出式等。走丝送料式3D打印机存在丝材成本高，喷头易堵塞等不足；柱塞挤出式3D打印机存在柱塞内材料降解以及温度分布不均，挤出过程不流畅。相较而言，螺杆挤出式则不会出现以上状况。同时现阶段对于3D打印技术的单向3D打印机的打印方式比较单一，不能实现多方位和多角度打印，打印物体的表面质量较差；其次，在为3D打印机进行实体的修补工作时，实体工件常常会与打印头存在干涉现象，影响修补效果；最后，单向3D打印机只能单方向的堆积成型，成形物体的力学性能具有方向性。

根据以上问题，提出了一种新型螺杆挤出式3D打印机，通过多坐标的组合用于实现多方位、多角度的平面和曲面打印，其能解决采用现有单向3D打印机打印或修补实体存在的表面打印质量不稳定、修补效果差、实体的力学性能具有方向性的问题。

发明内容

一种新型螺杆挤出式3D打印装置采用的技术方案如下：

包括X轴伺服电机1、X轴滑台2、Y轴伺服电机3、Y轴滑台4、Z轴伺服电机5、Z轴滑台6、Z轴支撑7、A轴电机座8、A轴直驱伺服电机9、挤出支撑10、挤出组件11、C轴电机座12、C轴直驱伺服电机13、打印平台14、导向支撑杆座15、纵导向杆16、横导向杆18、纵导向套17、横导向套19、自锁螺母20和安装架21；两个导向支撑杆座15分别在安装架21底座上固定安装，每个导向支撑杆座15上分别固定安装一根纵导向杆16，每根纵导向杆16上套有一个纵导向套17，则横导向杆18两端分别与两个纵导向套17固定安装，横导向杆18与安装架21的立柱横架平行；

所述的X轴伺服电机1与X轴滑台2通过联轴器直连直驱，X轴滑台2垂直固定安装在安装架21底座横架上；C轴电机座12与X轴滑台2的移动台固定连接，C轴直驱伺服电机13与C轴电机座12固定连接， C轴直驱伺服电机13与打印平台14直连直驱；

所述的Y轴伺服电机3与Y轴滑台4通过联轴器直连直驱，Y轴滑台4安装在安装架21的立柱横架上，Z轴支撑7与Y轴滑台4的移动台固定连接；Z轴伺服电机5与Z轴滑台6通过联轴器直连直驱，Z轴滑台6与Z轴支撑7固定连接；A轴电机座8与Z轴滑台6的移动台固定连接，A轴直驱伺服电机9固定安装在A轴电机座8上，挤出支撑10与A轴直驱伺服电机9直连直驱，挤出组件11固定安装在挤出支撑10的端面安装孔内；