悬挂式3D打印机的制作方法

2021-02-23 16:02:43|

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悬挂式3d打印机
技术领域
[0001]
本实用新型主要涉及3d打印机相关技术领域，具体是悬挂式3d打印机。

背景技术：

[0002]
3d打印作为一种新兴的快速成形技术，近年来正在不断的快速发展。在食品、服装、家具、医疗等领域广泛应用。3d打印技术的大规模应用，完全颠覆了传统的生产方式，节省了大量繁琐的环节，为互联网背景下的产品快速迭代提供了相当大的便利。
[0003]
传统3d打印机均采用框架式设计，由于其打印头只能在3d打印机的框架内移动，就导致了如果要打印尺寸较大的物体，只能通过增加框架长度来实现。造成了成本高，占用空间大，操作繁琐等问题，大体积打印时，整体框架也随之需要大空间安放，运输安装不方便。

技术实现要素：

[0004]
为解决目前技术的不足，本实用新型结合现有技术，从实际应用出发，提供一种悬挂式3d打印机，其采用悬挂式设计，相比框架式结构，它具有方便运输、安装的优点。
[0005]
本实用新型的技术方案如下：
[0006]
悬挂式3d打印机，包括：底座总成、3d打印喷头总成以及拉线系统总成，其中，
[0007]
所述底座总成包括3d打印底板以及围绕3d打印底板在周向均匀布置的a 边底座、b边底座、c边底座；
[0008]
所述3d打印喷头总成设置在所述底座总成上方，3d打印喷头总成包括一个三角架以及安装在所述三角架上的3d打印机挤出机，所述三角架的三角处分别设置a角拉线连接板、b角拉线连接板以及c角拉线连接板；
[0009]
所述拉线系统总成设置在所述3d打印喷头总成上方，拉线系统总成包括用于控制3d打印喷头总成在x、y轴水平平面内移动的a边移动拉线总成、b边移动拉线总成、c边移动拉线总成以及用于控制3d打印喷头总成在z轴竖直方向移动的高度拉线总成；
[0010]
所述a边移动拉线总成通过两根等长拉线穿过拉线总成上的定滑轮延伸至 a边底座上的定滑轮再分别连接至a角拉线连接板、b角拉线连接板；
[0011]
所述b边移动拉线总成通过两根等长拉线穿过拉线总成上的定滑轮延伸至 b边底座上的定滑轮再分别连接至b角拉线连接板、c角拉线连接板；
[0012]
所述c边移动拉线总成通过两根等长拉线穿过拉线总成上的定滑轮延伸至 c边底座上的定滑轮再分别连接至c角拉线连接板、a角拉线连接板；
[0013]
所述高度拉线总成通过三根等长拉线穿过拉线总成上的定滑轮向下分别连接至a角拉线连接板、b角拉线连接板、c角拉线连接板。
[0014]
进一步，所述a边移动拉线总成、b边移动拉线总成、c边移动拉线总成以及高度拉线总成均包括步进电机、主动齿轮、从动齿轮以及卷线盘，其中，
[0015]
所述主动齿轮安装在步进电机轴上，所述从动齿轮与主动齿轮啮合配合，所述卷
线盘与从动齿轮连接，a边移动拉线总成、b边移动拉线总成、c边移动拉线总成以及高度拉线总成的拉线缠绕在对应的卷线盘上。
[0016]
进一步，所述主动齿轮、从动齿轮均为人字形齿轮。
[0017]
进一步，所述拉线系统总成包括一顶板，所述a边移动拉线总成、b边移动拉线总成、c边移动拉线总成、高度拉线总成以及对应的定滑轮均安装于所述顶板上。
[0018]
进一步，所述3d打印机挤出机包括挤出机固定座，所述挤出机固定座一侧设有步进电机，挤出机固定座另一侧设有挤出头固定座，所述步进电机连接有挤出机齿轮，所述挤出机齿轮一侧设有一个夹紧轮，所述夹紧轮安装于挤出机夹头上，所述挤出机夹头与挤出头固定座之间在横向方向滑动配合，挤出机夹头和挤出头固定座之间设有两个朝向挤出机齿轮方向对挤出机夹头施力的弹簧，两个弹簧分别位于夹紧轮上部和下部。
[0019]
进一步，所述挤出头固定座上设置有空腔，所述挤出机齿轮、夹紧轮、挤出机夹头以及弹簧均置于所述空腔内，在空腔内设置滑道，所述滑道一端设置贯穿挤出头固定座的开口，滑道另一端设有挡板；
[0020]
所述挤出机夹头一端穿过开口并与滑道滑动配合，挤出机夹头另一端与挡板之间设置所述弹簧。
[0021]
进一步，所述挡板内侧设置第一弹簧定位孔，所述挤出机夹头一端设置第二弹簧定位孔，所述弹簧两端分别置于第一弹簧定位孔和第二弹簧定位孔内。
[0022]
进一步，所述挤出头固定座上设有纵向贯通的耗材孔，所述耗材孔设置在所述夹紧轮和挤出机齿轮之间。
[0023]
本实用新型的有益效果：
[0024]
1、本实用新型的悬挂式3d打印机可以悬挂在任何房间的天花板上，在房间的地板上固定三个绳索安装点，在简单的调试之后即可打印产品；可使用计算机控制的滑轮系统控制绳索的长度，使3d打印机精确的移动到目标位置，悬挂式打印机的成型体积由绳索的最大长度和地面放置的三个绳索固定点的内切圆确定，对于细高产品具有打印优势，其相比于传统框架式打印机结构，具有方便运输，安装方便的优点。
[0025]
2、本实用新型的悬挂式3d打印机，80％的零件为3d打印，制造生产制作方便，电机和齿轮与机身脱离，打印机喷头部分重量较轻，不仅方便调试，而且使电机齿轮负载减少，增加了打印速度，增加了电机、齿轮、悬线等总体设备的寿命。
[0026]
3.本实用新型的挤出机结构，整体结构设计紧凑合理，各零部件之间运动灵活，通过在挤出机夹头以及挤出头固定座之间设置的两个弹簧对夹紧轮施力，能够使夹紧轮和挤出机齿轮之间将耗材夹紧输送，双弹簧的结构保证施力均匀，对零部件精度要求低，能够使得3d打印耗材横切面与步进电机轴中心保持在一个水平面内，使耗材受力更均匀，输送更稳定，挤出效果更好。
附图说明
[0027]
附图1为本实用新型立体结构示意图一；
[0028]
附图2为本实用新型立体结构示意图二；
[0029]
附图3为本实用新型主视结构示意图；
[0030]
附图4为本实用新型拉线系统总成结构示意图；
[0031]
附图5为本实用新型底座总成结构示意图；
[0032]
附图6为本实用新型3d打印喷头总成结构示意图；
[0033]
附图7为本实用新型挤出机结构示意图；
[0034]
附图8为本实用新型挤出机内部结构示意图；
[0035]
附图9为本实用新型挤出头固定座示意图；
[0036]
附图10为本实用新型挤出机夹头示意图。
[0037]
附图中所示标号：
[0038]
1、3d打印底板；11、a边底座；12、b边底座；13、c边底座；2、三角架；21、a角拉线连接板；22、b角拉线连接板；23、c角拉线连接板；3、3d 打印机挤出机；31、挤出机固定座；32、挤出机步进电机；33、挤出头固定座； 34、挤出机齿轮；35、夹紧轮；36、弹簧；37、耗材；38、挤出机夹头；39、滑道；310、开口；311、挡板；312、第一弹簧定位孔；313、耗材孔；314、第二弹簧定位孔；315、空腔；4、顶板；41、a边移动拉线总；42、b边移动拉线总成，43、c边移动拉线总成；44、高度拉线总成；45、步进电机；46、主动齿轮；47、从动齿轮；48、卷线盘；5、拉线。
具体实施方式
[0039]
结合附图和具体实施例，对本实用新型作进一步说明。应理解，这些实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所限定的范围。
[0040]
如图1～10所示，为本实用新型提供的悬挂式3d打印机相关结构示意图。
[0041]
在本实用新型提供的3d打印机结构中，其主要包括：底座总成、3d打印喷头总成以及拉线系统总成，其中，
[0042]
底座总成包括3d打印底板1以及围绕3d打印底板1在周向均匀布置的a 边底座11、b边底座12、c边底座13，具体的，a边底座11、b边底座12、c 边底座13相邻之间是呈120
°
布置，a边底座11、b边底座12、c边底座13 均是一个矩形框体式结构，一端固定连接在3d打印底板1的下方，另一端均安装有定滑轮，
[0043]
3d打印喷头总成设置在底座总成上方，3d打印喷头总成包括一个三角架2 以及安装在三角架2上的3d打印机挤出机3，三角架2的三角处分别设置a角拉线连接板21、b角拉线连接板22以及c角拉线连接板23，a角拉线连接板 21、b角拉线连接板22以及c角拉线连接板23上均设有绳孔用于连接拉绳，三角架2的三角边分别与对应的a边底座11、b边底座12、c边底座13最外侧的横梁平行；
[0044]
拉线系统总成设置在3d打印喷头总成上方，拉线系统总成主要用于控制 3d打印喷头总成在x、y、z平面内进行运动调整位置。
[0045]
拉线系统总成包括用于控制3d打印喷头总成在x、y轴水平平面内移动的 a边移动拉线总成41、b边移动拉线总成42、c边移动拉线总成43以及用于控制3d打印喷头总成在z轴竖直方向移动的高度拉线总成44；其中，
[0046]
a边移动拉线总成41通过两根等长拉线5穿过拉线系统总成上的定滑轮延伸至a边底座11上的定滑轮再分别连接至a角拉线连接板21、b角拉线连接板22；b边移动拉线总成42通过两根等长拉线5穿过拉线系统总成上的定滑轮延伸至b边底座12上的定滑轮再分别连
接至b角拉线连接板22、c角拉线连接板23；c边移动拉线总成43通过两根等长拉线5穿过拉线系统总成上的定滑轮延伸至c边底座13上的定滑轮再分别连接至c角拉线连接板23、a角拉线连接板21；高度拉线总成44通过三根等长拉线5穿过拉线系统总成上的定滑轮向下分别连接至a角拉线连接板21、b角拉线连接板22、c角拉线连接板23。通过对拉线5长度的控制，能够使得3d打印喷头总成进行位置的任意调节。
[0047]
在本实用新型中，a边移动拉线总成41、b边移动拉线总成42、c边移动拉线总成43以及高度拉线总成44均包括步进电机45、主动齿轮46、从动齿轮 47以及卷线盘48，其中，主动齿轮46安装在步进电机45轴上，从动齿轮47 与主动齿轮46啮合配合，卷线盘48与从动齿轮47连接，a边移动拉线总成41、 b边移动拉线总成42、c边移动拉线总成43以及高度拉线总成44的拉线5缠绕在对应的卷线盘48上。a边移动拉线总成41、b边移动拉线总成42、c边移动拉线总成43以及高度拉线总成44均是通过步进电机45控制拉线5的伸长或收拢，具体的，步进电机45带动人字型的主动齿轮46转动，主动齿轮46带动人字型的从动齿轮47转动，从动齿轮47进而再带动卷线盘48控制拉线5的长度。通过计算机合理控制各个步进电机45的运动，实现喷头总成的位置调整。
[0048]
本实用新型的拉线系统总成包括一顶板4，a边移动拉线总成41、b边移动拉线总成42、c边移动拉线总成43、高度拉线总成44以及对应的定滑轮均安装于顶板4上。本打印机在安装时，打印机可以悬挂在任何房间的天花板上，在房间的地板上固定三个绳索安装点，在简单的调试之后即可打印产品。
[0049]
本实用新型的上述结构中，3d打印机电机、齿轮和卷线机构等主要设备固定于顶面从而减少了3d打印喷头总成的重量减少了拉线的的负载，使得电机齿轮负载减少，增加了电机、齿轮等总体设备的寿命。
[0050]
本实用新型还提供了一种应用在上述打印机结构上的3d打印机挤出机3。
[0051]
如图6～10所示，3d打印机挤出机3主要包括挤出机固定座31，挤出机固定座31用于安装在三角架上，挤出机固定座31一侧设有挤出机步进电机32，挤出机固定座31另一侧设有挤出头固定座33，挤出机步进电机32连接有挤出机齿轮34，通过驱动挤出机齿轮34的转动实现耗材37的输送。在挤出机齿轮 34一侧设有一个夹紧轮35，夹紧轮35安装于挤出机夹头38上，该夹紧轮35 的轴线与挤出机齿轮34的轴线平行设置，夹紧轮35位于挤出机齿轮34的一侧，两者配合实现耗材7的夹紧输送。
[0052]
本实用新型的挤出机夹头38与挤出头固定座33之间在横向方向滑动配合，其中横向方向指与耗材37输送方向相垂直的方向，挤出机夹头38和挤出头固定座33之间设有两个朝向挤出机齿轮34方向对挤出机夹头38施力的弹簧36，两个弹簧36分别位于夹紧轮35上部和下部。两个弹簧36通过对挤出机夹头38 的施力，使得挤出机夹头38带动夹紧轮35朝向挤出机齿轮34方向运动，从而使耗材37夹紧。由于在夹紧轮35上下两侧均设置有一个弹簧36，通过两个弹簧36的配合，保证了施力均匀，使得3d打印耗材横切面与步进电机轴中心保持在一个水平面内，受力更均匀、输送更加稳定。
[0053]
作为优选，本实用新型中，挤出头固定座33上设置有空腔315，挤出机齿轮34、夹紧轮35、挤出机夹头38以及弹簧36均置于空腔315内，在空腔315 内设置滑道39，滑道39沿空腔315内顶面和底面设置为两道，滑道39一端向一侧贯穿挤出头固定座33，从而形成一个开口310，滑道39另一端设有挡板311，该挡板311实质上为挤出头固定座33的一部分，挤出机
夹头38一端穿过开口 310并与滑道39滑动配合，挤出机夹头38另一端与挡板311之间设置弹簧36。通过滑道39能够实现挤出机夹头38运动中的限位，从而保证在弹簧36作用下，挤出机夹头38仅能在横向方向内运动。同时，为了保证弹簧36的定位效果，本实用新型在挡板311内侧设置第一弹簧定位孔312，挤出机夹头38一端设置第二弹簧定位孔314，弹簧36两端分别置于第一弹簧定位孔312和第二弹簧定位孔314内。
[0054]
本实用新型中，在挤出头固定座33上设有纵向贯通的耗材孔313，耗材孔 313设置在夹紧轮35和挤出机齿轮34之间，用于供耗材37穿过。本挤出机结构在需要放入耗材37时，向一侧推动挤出机夹头38，使两个弹簧36压缩，夹紧轮35和挤出机齿轮34之间的距离变大，从耗材孔313上放入3d打印耗材 37后松开挤出机夹头38，3d打印耗材37贴紧于夹紧轮35和挤出机齿轮34，挤出机齿轮34旋转控制3d打印耗材37进退。本挤出机整体结构设计紧凑合理，各零部件之间运动灵活，通过在挤出机夹头以及挤出头固定座之间设置的两个弹簧对夹紧轮施力，能够使夹紧轮和挤出机齿轮之间将耗材夹紧输送，双弹簧的结构保证施力均匀，对零部件精度要求低，能够使得3d打印耗材横切面与步进电机轴中心保持在一个水平面内，使耗材受力更均匀，输送更稳定，挤出效果更好。

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