[发明专利]极坐标3D打印机

说明书

极坐标3D打印机，涉及3D打印技术领域，其包括机架，所述机架上设有可沿竖直方向移动的打印平台，所述打印平台的上方水平设置有主导轨，所述打印平台与主导轨之间设有主龙门架且主龙门架连接于主导轨并可沿主导轨滑动，所述主龙门架的底部安装有环形轨道，所述环形轨道滑动连接有旋转龙门架，所述旋转龙门架上水平固定有直线导轨，所述直线导轨上滑动连接有可沿其移动的打印喷嘴，所述主龙门架中设有用于驱动旋转龙门架在环形轨道上旋转的驱动机构。本发明可提高打印回转体的速度和精度。

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，尤其指一种极坐标3D打印机。

背景技术

现有的使用FDM工艺的3D打印机大部分（除了Delta-三角洲结构）是以笛卡尔坐标系为基础数学原理，并以步进电机驱动打印喷嘴模块（即热端）在x轴和y轴平面上运动，从而形成打印路径。但是基于笛卡尔坐标系的打印工艺方法在打印圆形以及曲线路径时有着明显的缺陷，这是由于x轴和y轴需要同时运动，依靠x、y方向的插补动作来完成圆形或曲线路径，所以打印速率较慢，并且在打印类回转体时容易使弧形表面不够平滑，从而导致打印精度较差。

目前市场中基于极坐标系设计的Delta-三角洲3D打印机采用3个垂直的轨道以及丝杆来控制各个轴的运动，其每个轴都能够在轨道内（或丝杆上）沿竖直方向运动，因此打印喷嘴模块（即热端）的运动轨迹实际上是综合3个轴联合运动的结果。虽然在实际打印中解决了打印回转体时精度差的问题，但是，由于采用的是3个步进电机综合控制运动轨迹的因素，因此打印速度仍然很慢。

发明内容

本发明的目的在于提供一种极坐标3D打印机，以提高打印回转体的速度和精度。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：一种极坐标3D打印机，包括机架，所述机架上设有可沿竖直方向移动的打印平台，所述打印平台的上方水平设置有主导轨，所述打印平台与主导轨之间设有主龙门架且主龙门架连接于主导轨并可沿主导轨滑动，所述主龙门架的底部安装有环形轨道，所述环形轨道滑动连接有旋转龙门架，所述旋转龙门架上水平固定有直线导轨，所述直线导轨上滑动连接有可沿其移动的打印喷嘴，所述主龙门架中设有用于驱动旋转龙门架在环形轨道上旋转的驱动机构。

优选地，所述驱动机构为安装在主龙门架顶部内的旋转电机，所述旋转电机输出轴的一端朝下连接旋转龙门架。

更优选地，所述打印平台穿设有多根丝杆，所述丝杆的底部连接有升降电机。

更优选地，所述机架的两侧设有侧框架，所述侧框架中设有供丝杠顶端穿过并可对打印平台进行限位的横梁。

更优选地，所述旋转龙门架两侧的底部分别设有一个用于配合环形轨道的滑轮。

更优选地，所述直线导轨上设有第一外挂同步带以及用于驱动第一外挂同步带运行的第一步进电机，所述打印喷嘴与第一外挂同步带连接。

更优选地，所述直线导轨的两端还设有用于限制打印喷嘴移动范围的限位开关。

更优选地，所述主导轨上设有第二外挂同步带以及用于驱动第二外挂同步带运行的第二步进电机，所述主龙门架的顶部与第二外挂同步带连接。

更优选地，所述打印喷嘴包括加热铝块、固定在加热铝块底部的黄铜喷嘴、固定在加热铝块顶部并用于挂在直线导轨上的挂载架，所述加热铝块上还设有冷却风扇。

更优选地，所述机架的前端还设有控制触摸屏，所述机架的底部设有用于容纳升降电机以及电源的底舱。