一种用于3D打印机的可调节喷头相对位置的喷头结构的制作方法

一种用于3d打印机的可调节喷头相对位置的喷头结构
技术领域
[0001]
本发明涉及3d打印机技术领域，具体涉及一种用于3d打印机的可调节喷头相对位置的喷头结构。


背景技术：

[0002]
3d打印技术出现在20世纪90年代中期，实际上利用光固化和纸层叠等技术的最新快速成形装置。它与普通打印工作原理基本相同，打印机内装有液体或粉末等“打印材料”，与电脑连接后，通过电脑控制把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变为事物。这种打印技术成为3d立体打印技术。
[0003]
3d打印(3dp)即快速成型技术中的一种，又称增材制造，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。
[0004]
3d打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常再模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术再珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(aec)、汽车、航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。
[0005]
2019年1月14日，美国加州大学圣迭戈分校首次利用快速3d 打印技术，制造出模仿中枢神经系统的脊髓支架，成功帮助大鼠恢复了运动功能。
[0006]
目前，国内3d打印机行业蓬勃发展，3d打印技术也越来越成熟。 3d打印技术已广泛应用于国防军工、航空航天、船舶汽车等工业领域，在建筑行业、医疗卫生、人偶玩具、服装服饰、食品加工等行业也开始普及。但是现有fdm打印机存在效率低、人机交互不够灵活、调平复杂的问题。特别是有多个打印头的时候很难调节准确每一个打印头的相对位置等缺点。
[0007]
有鉴于此，亟待一种用于3d打印机的可调节喷头相对位置的喷头结构，保证相对位置精度的同时，有效提高效率，让使用者更加灵活的操作每一个喷头。


技术实现要素：

[0008]
为了解决以上现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于 3d打印机的可调节喷头相对位置的喷头结构，保证相对位置精度的同时，有效提高效率，让使用者更加灵活的操作每一个喷头。
[0009]
为了实现上述目标，本发明的技术方案为：一种用于3d打印机的可调节喷头相对位置的喷头结构，其特征在于，包括：打印平台、喷头套件、x传动套件、y传动套件、z传动套件和机箱主体组合而成，所述x传动套件、y传动套件和z传动套件安装在所述机箱主体平面上，所述打印平台固定安装在所述y传动套件上，所述y传动套件可在所述机箱主体平面上移动，从而带动所述打印平台在所述机箱主体平面上沿y轴方向移动；所述x传动套件与所述y传动套件垂直相交，所述喷头套件可移动地安装在所述x传动套件轨道上，所述喷头套件可在所述x传动套件上沿x轴做往复运动；所述x传动套件轨道可移动地安装在所述z传动
套件上，可沿所述z传动套件在z轴上做往复运动；
[0010]
所述x传动套件、所述y传动套件、所述z传动套件由相对位置调节模块控制移动，所述x传动套件、所述y传动套件、所述z传动套件组成xyz轴从而确定所述喷头套件的相对位置，并且由所述相对位置调节模块控制所述喷头套件移动，从而通过这三个相对坐标变量准确定位所述喷头套件的相对位置。
[0011]
进一步的，所述喷头套件由第一喷头套件和第二喷头套件组成。
[0012]
进一步的，所述第一喷头套件和所述第二喷头套件包括：固定板、挤出机、散热块固定件、散热块、喷嘴、调节螺母、压缩弹簧和喉管，所述挤出机固定安装在所述固定板顶部，所述挤出机底部固定安装有所述散热块，所述散热块由所述散热块固定件固定安装在所述固定板上，所述散热块顶部与所述挤出机之间螺纹安装有所述用于调节散热块位置的调节螺母，所述喷嘴固定安装在所述固定板底部，所述挤出机、所述调节螺母、所述散热块固定件、所述散热块和所述喷嘴由喉管贯通连接，所述喉管外部套接有压缩弹簧，旋转所述调节螺母从而压缩所述压缩弹簧可调节所述喷嘴的相对位置。
[0013]
进一步的，所述x传动套件分为第一x传动套件和第二x传动套件，所述第一x传动套件和所述第二x传动套件固定安装在所述轨道两侧，通过传送带控制安装在所述轨道上的喷头套件移动。
[0014]
进一步的，所述z传动套件分为第一z传动套件和第二z传动套件，所述第一z传动套件与所述第一x传动套件垂直相交，所述第二 z传动套件与所述第二x传动套件垂直相交，所述第一x传动套件、所述第二x传动套件和所述导轨可沿所述第一z传动套件和第二z传动套件在z轴方向上移动。
[0015]
进一步的，所述相对位置调节模块输出端与电脑接收端电性连接，所述x传动套件、y传动套件、z传动套件形成xyz坐标，所述x传动套件、y传动套件、z传动套件的坐标变量值信号通过所述相对位置调节模块传输至所述电脑接收端，所述电脑将所述坐标变量值信号整合分析并且下达移动指令给所述相对位置调节模块，再通过所述相对位置调节模块控制所述x传动套件、y传动套件、z传动套件改变相对位置，从而准确地定位所述喷头套件的相对位置。
[0016]
有益效果：
[0017]
本发明一种用于3d打印机的可调节喷头相对位置的喷头结构，与现有技术当中的3d打印机结构区别在于，结合了硬件结构和电脑精度控制相互补偿的方法，有效的解决了喷头的调平问题和两个甚至多个喷头的相对坐标位置问题，使用者能够更快速更准确的实现调平和校准；利用利用独立双喷头结构和xyz传动套件相结合的方式，再采用相对位置调节模块和电脑端控制的方式，将喷头套件在xyz轴上的移动变量数字化，通过控制电脑端准确地将喷头的相对位置调节精确。由于相对位置的移动坐标变量数值化的原因，喷头的移动变量变得精确且清晰，方便使用者灵活地操作各个喷头。保证相对位置精度的同时，有效提高使用效率。
附图说明
[0018]
图1为本发明一种用于3d打印机的可调节喷头相对位置的喷头结构立体示意图1；
[0019]
图2为本发明一种用于3d打印机的可调节喷头相对位置的喷头结构立体示意图2；
[0020]
图3为本发明一种用于3d打印机的可调节喷头相对位置的喷头结构喷头套件内部结构示意图；
[0021]
图4为本发明一种用于3d打印机的可调节喷头相对位置的喷头结构喷头相对位置调节参数表；
[0022]
图5为本发明一种用于3d打印机的可调节喷头相对位置的喷头结构3d打印原理示意图；
[0023]
图6为本发明一种用于3d打印机的可调节喷头相对位置的喷头结构第二喷头套件移动路径示意图；
[0024]
图中标记：1-打印平台，2-喷头套件，3-x传动套件，4-y传动套件，5-z传动套件，6-机箱主体，20-喉管，21-第一喷头套件，22
-ꢀ
第二喷头套件，23-固定板，24-挤出机，25-散热块固定件，26-散热块，27-喷嘴，28-调节螺母，29-压缩弹簧，31-第一x传动套件，32
-ꢀ
第二x传动套件，33-轨道，51-第一z传动套件，52-第二z传动套件。
具体实施方式
[0025]
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。
[0026]
如图所示，本发明公开了一种用于3d打印机的可调节喷头相对位置的喷头结构，包括：打印平台1、喷头套件2、x传动套件3、y 传动套件4、z传动套件5和机箱主体6组合而成，所述x传动套件 3、y传动套件4和z传动套件5安装在所述机箱主体6平面上，所述打印平台1固定安装在所述y传动套件4上，所述y传动套件4可在所述机箱主体6平面上移动，从而带动所述打印平台1在所述机箱主体6平面上沿y轴方向移动；所述x传动套件3与所述y传动套件 4垂直相交，所述喷头套件2可移动地安装在所述x传动套件3轨道 33上，所述喷头套件2可在所述x传动套件3上沿x轴做往复运动；所述x传动套件3轨道33可移动地安装在所述z传动套件5上，可沿所述z传动套件5在z轴上做往复运动；
[0027]
所述x传动套件3、所述y传动套件4、所述z传动套件5由相对位置调节模块控制移动，所述x传动套件3、所述y传动套件4、所述z传动套件5组成xyz轴从而确定所述喷头套件2的相对位置，并且由所述相对位置调节模块控制所述喷头套件2移动，从而通过这三个相对坐标变量准确定位所述喷头套件2的相对位置。
[0028]
本实施例中，所述喷头套件2由第一喷头套件21和第二喷头套件22组成。
[0029]
本实施例中，所述第一喷头套件21和所述第二喷头套件22包括：固定板23、挤出机24、散热块固定件25、散热块26、喷嘴27、调节螺母28、压缩弹簧29和喉管20，所述挤出机24固定安装在所述固定板23顶部，所述挤出机24底部固定安装有所述散热块26，所述散热块26由所述散热块固定件25固定安装在所述固定板23上，所述散热块26顶部与所述挤出机24之间螺纹安装有所述用于调节散热块26位置的调节螺母28，所述喷嘴27固定安装在所述固定板23 底部，所述挤出机24、所述调节螺母28、所述散热块固定件25、所述散热块26和所述喷嘴27由喉管20贯通连接，所述喉管20外部套接有压缩弹簧29，旋转所述调节螺母28从而压缩所述压缩弹簧29 可调节所述喷嘴27的相对位置。
[0030]
本实施例中，所述x传动套件3分为第一x传动套件31和第二 x传动套件32，所述第一x传动套件31和所述第二x传动套件32固定安装在所述轨道33两侧，通过传送带控制安装在所述轨道33上的喷头套件2移动。
[0031]
本实施例中，所述z传动套件5分为第一z传动套件51和第二 z传动套件52，所述第一z传动套件51与所述第一x传动套件31垂直相交，所述第二z传动套件52与所述第二x传动套件32垂直相交，所述第一x传动套件31、所述第二x传动套件32和所述导轨可沿所述第一z传动套件51和第二z传动套件52在z轴方向上移动。
[0032]
本实施例中，所述相对位置调节模块输出端与电脑接收端电性连接，所述x传动套件3、y传动套件4、z传动套件5形成xyz坐标，所述x传动套件3、y传动套件4、z传动套件5的坐标变量值信号通过所述相对位置调节模块传输至所述电脑接收端，所述电脑将所述坐标变量值信号整合分析并且下达移动指令给所述相对位置调节模块，再通过所述相对位置调节模块控制所述x传动套件3、y传动套件4、 z传动套件5改变相对位置，从而准确地定位所述喷头套件2的相对位置。
[0033]
工作原理：
[0034]
本发明一种用于3d打印机的可调节喷头相对位置的喷头结构，与现有技术当中的3d打印机结构区别在于，结合了硬件结构和电脑精度控制相互补偿的方法，有效的解决了喷头的调平问题和两个甚至多个喷头的相对坐标位置问题，使用者能够更快速更准确的实现调平和校准；利用利用独立双喷头结构和xyz传动套件5相结合的方式，再采用相对位置调节模块和电脑端控制的方式，将喷头套件2在xyz 轴上的移动变量数字化，通过控制电脑端准确地将喷头的相对位置调节精确。由于相对位置的移动坐标变量数值化的原因，喷头的移动变量变得精确且清晰，方便使用者灵活地操作各个喷头。保证相对位置精度的同时，有效提高使用效率。
[0035]
在实际使用过程当中，在开始工作之前必须对打印机进行调平操作，首先要调平喷头套件2，如图1所示，首先将第一喷头套件21 调平完成，让第一喷头套件21与打印平台1接触良好，然后再调节第二喷头套件22。调节第二喷头套件22时，利用扳手将喷头套件2 上的调节螺母28拧动旋转。这时，喷嘴27就会在调节螺母28和压缩弹簧29的共同作用下进行上下移动，最终让第一或者第二喷头套件22与打印平台1完美接触。
[0036]
紧接着，在电脑端对x传动套件3、y传动套件4、z传动套件5 进行相对位置变量调节。例如，在电脑端对第二x传动套件32、第二y传动套件4、第二z传动套件52进行相对位置数值输入，电脑端将相对位置数值(x2，y2，z2)转化成命令信号发送至相对位置调节模块，相对位置调节模块驱动第二x传动套件32、第二y传动套件4、第二z传动套件52上的电机，从而将第二喷头套件22移动至 (x2，y2，z2)这一确定的相对坐标上，从而精确地固定第二喷头套件 22于(x2，y2，z2)坐标上。
[0037]
相反的，可以按照以上方法，通过确定第二喷头套件22的相对位置来调节第一喷头套件21的相对位置。
[0038]
实施例1
[0039]
如图4和图5所示，利用本发明的一种用于3d打印机的可调节喷头相对位置的喷头结构，打印产品，该产品为方块。首先我们要求第一喷头套件21打印方块外部轮廓，第二喷头套件22作内部填充，为了方便区分和便于观察打印效果，第一喷头套件21用黑色材料，第
二喷头套件22用白色材料。
[0040]
通过观察打印出来产品的偏位情况对(x2，y2，z2)进行调节，增加x2，y2的值，第二喷头套件22就会往左前方便宜；减少x2，y2的值第二喷头套件22就会往右后方偏移，如图6；多次调节之后将会得到一个准确值如图6。
[0041]
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所有的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

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