高速桌面型3d打印的制造方法
【专利摘要】本实用新型涉及3D打印机，提供了一种高速桌面型3D打印机，包括沿竖直方向导向移动设置的X向组件、沿左右方向导向移动装配在所述X向组件上的打印头组件、沿前后方向导向移动装配在底座上的Y向组件，所述打印头组件上沿左右方向并列设有两组以上的X向导轨滚轮，各组X向导轨滚轮均包括上下间隔设置的两只，各X向导轨滚轮均通过对应的转轴装配在打印头组件上；所述X向组件包括沿左右方形延伸的横梁，所述横梁上固定设置有沿左右方向延伸的X向滚轮导轨，所述打印头组件是通过X向导轨滚轮沿左右方向导向移动装配在X向滚轮导轨上。上述3D打印机能够实现更高的打印速度。
【专利说明】高速桌面型3D打印机
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及3D打印机。
【背景技术】
[0002]3D打印机是一种采用累积制造技术的机器，它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，通过打印一层层的粘合材料来制造三维的物体。FDM (FusedDeposition Modeling,熔融沉积快速成型)技术是目前应用最多的一种D打印技术,采用FDM技术的3D打印机的机械结构最简单,设计也最容易，制造成本、维护成本和材料成本也最低，因此也是在家用的桌面级3D打印机中使用得最多的技术。
[0003]例如现有的一种采用FDM技术的3D打印机，包括分别沿设定的前后方向、左右方向和竖直方向导向移动装配的Y向组件、打印头组件和X向组件，其中X向组件和Y向组件都是采用光轴和直线轴承的方式进行导向，受直线轴承固有结构的限制，直线轴承内部的滚珠容易产生磨损，磨损后，将产生较大的噪音，并对导向精度和灵活性产生影响，这些问题在运动速度较高时就更加明显，也就限制了打印机的打印速度。并且，该导向方式对光轴和直线轴承安装的同轴度要求很高，还需要光轴与直线轴承之间需要进行润滑，增加了制造、组装成本和维护成本。
实用新型内容
[0004]本实用新型的目的是提供一种高速桌面型3D打印机，能够实现更高的打印速度。
[0005]本实用新型高速桌面型3D打印机采用的技术方案是:高速桌面型3D打印机，包括沿竖直方向导向移动设置的X向组件、沿左右方向导向移动装配在所述X向组件上的打印头组件、沿前后方向导向移动装配在相应底座上的Y向组件，所述打印头组件上沿左右方向并列设有两组以上的X向导轨滚轮，各组X向导轨滚轮均包括上下间隔设置的两只，各X向导轨滚轮均通过对应的转轴装配在打印头组件上；所述X向组件包括沿左右方形延伸的横梁，所述横梁上固定设置有沿左右方向延伸的X向滚轮导轨，所述打印头组件是通过X向导轨滚轮沿左右方向导向移动装配在X向滚轮导轨上。
[0006]所述打印头组件上设有沿上下方向延伸的长孔，所述X向导轨滚轮的转轴穿过所述长孔设置且穿出的一端设有螺纹，所述转轴与长孔沿上下方向是导向移动配合并通过螺母固定在打印头组件上。
[0007]所述X向导轨滚轮为V型槽导轨滚轮，所述X向滚轮导轨为V型滚轮导轨。
[0008]所述X向滚轮导轨包括两条并列地沿左右方向延伸的半导向体，两所述半导向体分别具有各自的导轨面且两所述半导向体的导轨面在竖直方向上相互背离，成组的两X向导轨滚轮分别滚动支撑设置在对应半导向体的导轨面上。
[0009]所述X向组件是导向移动设置在对应的门形机架上，所述门形机架上固设有沿上下方向延伸的Z向滚轮导轨，所述X向组件上沿上下方向并列设置有两组以上的Z向导轨滚轮，各组的Z向导轨滚轮均包括左右间隔设置的两只，所述X向组件是通过Z向导轨滚轮沿上下方向导向移动装配在Z向滚轮导轨上。
[0010]所述Z向滚轮导轨包括两条并列地沿竖直方向延伸的半导向体，两所述半导向体分别具有各自的导轨面且两所述半导向体的导轨面在左右方向上相对设置，成组的两Z向导轨滚轮分别滚动支撑设置在对应半导向体的导轨面上。
[0011]所述Z向导轨滚轮为V型槽导轨滚轮，所述Z向滚轮导轨为V型滚轮导轨。
[0012]所述底座上固设有沿前后方向延伸的Y向滚轮导轨，所述Y向组件上沿前后方向并列设置的两组以上的Y向导轨滚轮，各组的Y向导轨滚轮均包括左右间隔设置的两只，所述Y向组件是通过Y向导轨滚轮沿前后方向导向移动装配在Y向滚轮导轨上。
[0013]所述Y向滚轮导轨包括两条并列地沿前后方向延伸的半导向体，两所述半导向体上分别设有一个导轨面且两所述半导向体的导轨面在左右方向上相对设置，成组的两Y向导轨滚轮分别滚动支撑设置在对应半导向体的导轨面上。
[0014]所述Y向导轨滚轮为V型槽导轨滚轮，所述Y向滚轮导轨均为V型滚轮导轨。
[0015]本实用新型高速桌面型3D打印机采用上述技术方案，所述打印头组件上沿左右方向并列设有两组以上的X向导轨滚轮，各组的X向导轨滚轮均包括上下间隔设置的两只，各X向导轨滚轮均通过对应的转轴转动装配在打印头组件上；所述X向组件包括沿左右方形延伸的横梁，所述横梁上固设有沿左右方向延伸的X向滚轮导轨，所述打印头组件是通过X向导轨滚轮沿上下方向导向移动装配在X向滚轮导轨上，因此，依靠X向导轨滚轮和对应X向滚轮导轨的导向配合导向移动设置的打印头组件能够依靠导轨滚轮和对应滚轮导轨的配合实现高速运动，从而获得更高的打印速度，噪音低，并且采用尼龙材料制成的滚轮能够实现自润滑。
【专利附图】
【附图说明】
[0016]图1:本实用新型高速桌面型3D打印机的一个实施例的立体结构示意图；
[0017]图2:图1中底座和门形机架的结构示意图；
[0018]图3:图1中X向组件的内部结构示意图；
[0019]图4:图3中A处的局部放大图；
[0020]图5:图3中X向滚轮的安装结构示意图；
[0021]图6:图5中Z向滚轮的安装结构示意图；
[0022]图7:图1中Y向滚轮的安装结构示意图。
[0023]图中各附图标记对应的名称为:1底座，2凹槽，3门形机架，31左支撑臂，32右支撑臂，33横梁，4步进电机，5丝杆，6Y向组件，61底板，62承载台，63 Y向滚轮，7 X向组件，71联接板，72滚轮安装板，73 Z向滚轮，8打印头组件，81滑动联接座，82挤出机组件，83热嘴组件，84 X向滚轮，9控制电路，10半导向体，101导向部分，102固定部分，103螺钉穿孔。
【具体实施方式】
[0024]本实用新型高速桌面型3D打印机的一个实施例如图1一图7所示。
[0025]该高速桌面型3D打印机包括底座1、固定在底座I上方的门形机架3、沿前后方向导向移动装配的Y向组件6、沿竖直方向导向移动装配有X向组件7和沿左右方向导向移动装配的打印头组件8，还包括用于驱动各组件动作的控制电路9、驱动装置及传动装置等，控制电路9及驱动装置均为现有技术，此处不再详细说明。
[0026]其中门形机架3包括沿竖直方向延伸的左支撑臂31、右支撑臂32、连接在左、右支撑臂32顶部之间的横梁33，X向组件7包括沿左右方向延伸的联接板71，横梁33上设置有步进电机4和丝杆5，丝杆5沿竖直方向延伸并由步进电机4驱动转动。X向组件7的联接板71的左右两端分别固定有与丝杆5螺纹传动配合的传动螺母(图中未示出)，从而在步进电机4驱动下升降运动。左支撑臂31和右支撑臂32上分别固定有一条沿竖直方向延伸的半导向体10，两半导向体10均包括设有导轨面的导向部分101和设有螺钉穿孔103的固定部分102，依靠穿过所述螺钉穿孔103的螺钉(图中未示出)分别固定装配在左支撑臂31、右支撑臂32上，两半导向体10在左右方向上相互间隔且各自的导轨面左右相对设置，构成Z向滚轮导轨。螺钉穿孔103为腰形孔，便于滚轮导轨的安装和调整。联接板71上与两半导向体10对应的位置固定有两只滚轮安装板72，各滚轮安装板72上分别转动装配有两只上下并列布置的Z向滚轮73，共四只，均为V型槽导轨滚轮，V型槽导轨滚轮为现有技术，具体结构此处不再具体说明。两滚轮安装板72上左右对应的Z向滚轮73为一组，各组的两只V型槽导轨滚轮分别与对应的两半导向体10沿竖直方向导向移动配合，并能够可靠地在左右方向及前后方向定位在对应的半导向体10上。
[0027]打印头组件8包括滑动联接座81、固定在滑动联接座81上方的挤出机组件82和固定在滑动联接座81下方的热嘴组件83，挤出机组件82和热嘴组件83均可采用与现有技术相同的结构，实现塑料丝的进退丝、加热融化和挤出。滑动联接座81的左侧和右侧分别通过转轴转动装配有一组X向滚轮84，转轴穿过滑动联接座81上沿上下方向延伸的对应长孔设置且穿出的一端设有螺纹，转轴与长孔沿上下方向导向移动配合并通过螺母固定在滑动联接座81上，各组X向滚轮84均包括两只上下对应的V型槽导轨滚轮；X向组件7联接板71的上部边沿和下部边沿分别安装有一条沿左右方向延伸的半导向体10，两条半导向体10上下间隔布置且各自的导轨面相互背离，构成与X向滚轮84沿左右方向导向移动配合的X向滚轮导轨。在对应设置的同步带和步进电机的驱动下，打印头组件8能够实现左右方向的导向移动。
[0028]所述底座I顶面上设有凹槽2，与X向组件7联接板71的导向方式类似，凹槽2左右两侧的槽口边沿上分别设置有一条沿前后方向延伸的半导向体10，各半导向体10依靠其上的螺钉穿孔103利用螺钉固定在底座I上，左右相互间隔且各自的导轨面相对设置。Y向组件6包括承载台62和底板61，底板61的底面上沿前后方向转动转配有两组Y向滚轮63，各组Y向滚轮63均包括两只左右对应的V型槽导轨滚轮，与底座I上的两条对应半导向体10构成的Y向滚轮导轨沿前后方向导向移动配合。在对应设置的同步带和步进电机的驱动下，Y向组件6能够实现前后方向的导向移动。
[0029]工作时，打印头组件8、Y向组件6或X向组件7能够依靠V型槽导轨滚轮和对应滚轮导轨的配合实现高速运动，从而获得更高的打印速度，并且噪音低，便于实现自润滑。
[0030]在上述实施例中，打印头组件8、Y向组件6或X向组件7均是依靠V型槽导轨滚轮和V型导轨的导向移动配合导向设置，并且V型槽导轨滚轮均沿对应的导向方向并列设有两组，在其他实施例中，打印头组件8、Y向组件6或X向组件7也可以部分采用V型槽导轨滚轮和V型导轨的配合进行导向，例如，仅X向组件7采用V型槽导轨滚轮和V型导轨进行导向，打印头组件8和X向组件7仍采用直线轴承进行导向，而滚轮导轨也可以采用柱状导轨，这是本领域技术人员不需付出创造性劳动就可以实现的。另外，上述实施例中打印头组件8对应的X向滚轮导轨夹设在X向导轨滚轮之间，而X向组件7和Y向组件6对应的滚轮导轨是支撑在V型槽导轨滚轮两侧，在其他实施例中，X向组件7和Y向组件6、打印头组件8所采用的滚轮导轨与V型槽导轨滚轮的布置形式也可以互换，这是本领域技术人员不需付出创造性劳动就可以实现的，例如，将底座I上的两半导向体10的导轨面设置成相互背离的形式，即可将该两条半导向体10夹设在Y向组件6的两V型槽导轨滚轮之间。当然，上述的两条半到轨也可以采用整体导轨的形式，即在导轨宽度方向两侧均设置导轨面。
【权利要求】
1.高速桌面型3D打印机，包括沿竖直方向导向移动设置的X向组件、沿左右方向导向移动装配在所述X向组件上的打印头组件、沿前后方向导向移动装配在相应底座上的Y向组件，其特征在于:所述打印头组件上沿左右方向并列设有两组以上的X向导轨滚轮，各组X向导轨滚轮均包括上下间隔设置的两只，各X向导轨滚轮均通过对应的转轴装配在打印头组件上；所述X向组件包括沿左右方形延伸的横梁，所述横梁上固定设置有沿左右方向延伸的X向滚轮导轨，所述打印头组件是通过X向导轨滚轮沿左右方向导向移动装配在X向滚轮导轨上。
2.根据权利要求1所述的高速桌面型3D打印机，其特征在于:所述打印头组件上设有沿上下方向延伸的长孔，所述X向导轨滚轮的转轴穿过所述长孔设置且穿出的一端设有螺纹，所述转轴与长孔沿上下方向是导向移动配合并通过螺母固定在打印头组件上。
3.根据权利要求1所述的高速桌面型3D打印机，其特征在于:所述X向导轨滚轮为V型槽导轨滚轮，所述X向滚轮导轨为V型滚轮导轨。
4.根据权利要求1或2或3所述的高速桌面型3D打印机，其特征在于:所述X向滚轮导轨包括两条并列地沿左右方向延伸的半导向体，两所述半导向体分别具有各自的导轨面且两所述半导向体的导轨面在竖直方向上相互背离，成组的两X向导轨滚轮分别滚动支撑设置在对应半导向体的导轨面上。
5.根据权利要求1或2或3所述的高速桌面型3D打印机，其特征在于:所述X向组件是导向移动设置在对应的门形机架上，所述门形机架上固设有沿上下方向延伸的Z向滚轮导轨，所述X向组件上沿上下方向并列设置有两组以上的Z向导轨滚轮，各组的Z向导轨滚轮均包括左右间隔设置的两只，所述X向组件是通过Z向导轨滚轮沿上下方向导向移动装配在Z向滚轮导轨上。
6.根据权利要求5所述的高速桌面型3D打印机，其特征在于:所述Z向滚轮导轨包括两条并列地沿竖直方向延伸的半导向体，两所述半导向体分别具有各自的导轨面且两所述半导向体的导轨面在左右方向上相对设置，成组的两Z向导轨滚轮分别滚动支撑设置在对应半导向体的导轨面上。
7.根据权利要求5所述的高速桌面型3D打印机，其特征在于:所述Z向导轨滚轮为V型槽导轨滚轮，所述Z向滚轮导轨为V型滚轮导轨。
8.根据权利要求1或2或3所述的高速桌面型3D打印机，其特征在于:所述底座上固设有沿前后方向延伸的Y向滚轮导轨，所述Y向组件上沿前后方向并列设置的两组以上的Y向导轨滚轮，各组的Y向导轨滚轮均包括左右间隔设置的两只，所述Y向组件是通过Y向导轨滚轮沿前后方向导向移动装配在Y向滚轮导轨上。
9.根据权利要求8所述的高速桌面型3D打印机，其特征在于:所述Y向滚轮导轨包括两条并列地沿前后方向延伸的半导向体，两所述半导向体上分别设有一个导轨面且两所述半导向体的导轨面在左右方向上相对设置，成组的两Y向导轨滚轮分别滚动支撑设置在对应半导向体的导轨面上。
10.根据权利要求8所述的高速桌面型3D打印机，其特征在于:所述Y向导轨滚轮为V型槽导轨滚轮，所述Y向滚轮导轨均为V型滚轮导轨。
【文档编号】B29C67/00GK203527893SQ201320611187
【公开日】2014年4月9日 申请日期:2013年9月30日 优先权日:2013年9月30日
【发明者】石卫华 申请人:河南良益机电科技有限公司