[发明专利]一种基于磁性驱动的3D打印系统

说明书

本发明涉及一种基于磁性驱动的3D打印系统，包括：成型底板，用于承载3D打印模型；驱动部件，用于驱动所述成型底板进行运动；其中，所述驱动部件能够以非接触所述成型底板的方式驱动所述成型底板与所述驱动部件进行同步运动，所述成型底板以收纳在隔离盒内的方式将打印模型隔离在所述隔离盒内的成型室内。以非接触方式驱动在成型室内的成型底板，有助于控制成型室内的温度以及洁净度，且驱动部件不会受到成型底板的热量影响，提高了驱动部件的性能。

技术领域

本发明专利属运动控制技术领域，尤其涉及一种基于磁性驱动的3D打印系统。

背景技术

3D打印技术是一项前沿性的先进制造技术，利用3D打印机使三维CAD数据直接打印成三维模型，快速实现各种复杂个性化原型设计，比传统的制造方法快速、省时，在航空航天、生物医学、机械制造、文化创意等行业有广泛的应用前景。3D打印是一种使用数字文件制作三维立体物体的过程，首先计算机三维软件将零件数模切分成数字化薄片，在成型平台上，送料机构在规定范围内按照数字薄片铺覆材料，同时热源对轮廓数据进行加工，通过连续堆积材料来创建模型。3D打印目前市场上占有率最高的是挤出式打印机，其中最具代表性的是Fused Deposition Modeling，简称FDM，也就是常见的FDM打印机，FDM打印机在进行每一层平面的堆叠时，就如同挤牙膏一般，将打印所使用的原材料进行加热使其处于熔融状态，从打印机的打印头处一条条地挤出至成型平台上，具体地，打印头的挤出时间、挤出轨迹根据数控系统提供打印模型控制，在完成一层平面后，打印头向上运动进行第二层平面的打印，反复进行上述挤出步骤，直至模型打印完成。FDM打印机所使用的原材料以环保的PLA材料为主，此外，坚硬的ABS、韧性极佳的尼龙、仿木纹金属或者柔性的弹性材料也都可以作为FDM打印的原材料，根据不同的原材料控制不同的温度将原材料加热至熔融状态。

现有技术如公开号为CN112497731A的专利文献提出了一种FDM式3D打印机的打印平台，包括一个底座，所述底座的上表面设置有一个输送机构，所述输送机构的上端贯穿底座的上表面并向上延伸且固定连接有一个放置机构，所述输送机构关于放置机构与底座之间共同设置有一个传动机构，所述底座的下表面固定连接有一个驱动机构，所述输送机构与底座之间共同设置有一个支撑机构。

现有技术如公开号为CN112829294A的专利文献公开了一种3D打印机用翻转式打印平台。包括安装架、第一平台部件、第二平台部件、第一驱动组件、第二驱动组件和废料回收盒；所述第一平台部件和所述第二平台部件结构相同，所述第一平台部件和所述第二平台部件位于同一平面，且均安装在安装架上。

现有技术如公开号为CN113276419A的专利文献公开了一种FDM三维打印机的交换式打印平台，包括底座，底座的上表面固定有传输组件、设于传输组件两侧的抬升组件、以及设于两个抬升组件一侧的输送组件，输送组件的顶端设有刮刀架，输送组件的两端分别抵接有第一底盘和第二底盘；抬升组件包括设于传输组件一端两侧的第一抬升机构，以及设于传输组件另一端两侧的第二抬升机构；输送组件包括固定于底座上表面的支撑架，固定于支撑架内部的第一升降机构，以及设于两个第一升降机构一侧的第二升降机构。

上述现有技术的共同特征在于用于承载成型模型的平台与驱动平台运动的驱动结构是采用刚性连接的，由于驱动结构的设置，承载模型的平台与外界必然连通，对于FDM打印机而言，尤其是在生物3D打印应用领域，对打印机的成型环境具有较高的控温需求以及环境洁净度需求，与外界连通的成型环境不利于对于温度进行控制，也不利于保持环境洁净度；此外，驱动结构与成型平台刚性连接，成型平台的热量会直接传导至驱动结构，在长期的运行过程中，成型平台的高温环境对驱动结构的性能会造成一定影响，在驱动结构性能被影响的情况下，成型平台的运动进一步被影响，成型平台可能出现移位不准确、颠簸、倾斜等情况，对成型的准确性、精确度造成较大影响。