一种家庭桌面式3d打印的制造方法
【专利摘要】本发明公开了一种家庭桌面式3D打印机，包括有三维整机框架、X轴装置、Y轴装置、Z轴装置、核心控制器、打印平台、挤出装置、送丝装置，X轴装置安装在三维整机框架的后面板的上部，挤出装置安装在X轴装置上，Y轴装置安装在三维整机框架的后面板的中部，打印平台设在Y轴装置上，核心控制器安装在三维整机框架的左侧面板上，三维整体框架的底板上设有滚轴丝杆，滚轴丝杆的上部连接有Z轴装置，送丝装置安装在三维整体框架的右侧面板上并位于X轴装置左下方；本发明设计合理，结构紧凑，简洁大方，稳定性好，制造成本低，能够解决因冷却不均匀造成的堵丝现象，送料传动精确，挤压均匀，打印成本效果好，节约生产成本。
【专利说明】一种家庭桌面式3D打印机
【技术领域】
[0001]本发明涉及3D打印【技术领域】，具体地说尤其涉及一种家庭桌面式3D打印机。
【背景技术】
[0002]三维打印(3D printing),是即快速成形技术的一种,它是运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过一层又一层的多层打印方式(微积分)，构造零对象，模具制造、工业设计用于建造模型，现正发展成产品制造，形成“直接数字化制造”，一些高价值应用(比如髋关节或牙齿，或一些飞机零部件)已经有打印而成的零部件出现，“三维打印”意味着这项技术的普及。
[0003]3D打印是添加剂制造技术的一种形式，在添加剂制造技术中三维对象是通过连续的物理层创建出来的，3D打印机相对于其他的添加剂制造技术而言，具有速度快，价格便宜，高易用性等优点，3D打印机就是可以“打印”出真实3D物体的一种设备，功能上与激光成型技术一样，采用分层加工、迭加成形，即通过逐层增加材料来生成3D实体，与传统的去除材料加工技术完全不同。说的简单一点，3D打印是断层扫描的逆过程，断层扫描是把某个东西“切“成无数叠加的片，3D打印就是一片一片的打印，然后叠加到一起，成为一个立体物体，目前市场上的大多数熔融沉积型(FDM)打印机普遍存在以下问题:因为热传导的缘故，冷却不均匀，打印材料经常堵在喷头安装处，导致打印过程中材料无法正常喷出，不能正常打印；由于送料装置传动系统不够精确，挤压不均，也会造成打印成品效果差。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是提供一种家庭桌面式3D打印机，结构紧凑，简洁大方，稳定性好，制造成本低，能够解决因冷却不均匀造成的堵丝现象，送料传动精确，挤压均匀，打印成本效果好，节约生产成本。
[0005]为了解决【背景技术】所存在的问题，本发明采用以下技术方案:
[0006]一种家庭桌面式3D打印机，包括有三维整机框架、X轴装置、Y轴装置、Z轴装置、核心控制器、打印平台、挤出装置、送丝装置，所述的X轴装置安装在三维整机框架的后面板的上部，所述的挤出装置安装在X轴装置上，所述的Y轴装置安装在三维整机框架的后面板的中部，所述的打印平台设在Y轴装置上，所述的核心控制器安装在三维整机框架的左侧面板上，所述的三维整体框架的底板上设有滚轴丝杆，所述的滚轴丝杆的上部连接有Z轴装置，所述的送丝装置安装在三维整体框架的右侧面板上并位于X轴装置左下方。
[0007]所述的X轴装置包括X轴支架、步进电机、限位开关，所述的X轴支架安装于三维整体框架的后面板上，所述的X轴支架包括四块呈矩形安装于三维整体框架上的轴承座及两根平行安装在轴承座上的光杆，所述的挤出装置通过直线轴承与光杆连接，所述的步进电机设在X轴支架一侧，所述的步进电机的输出轴上设有同步带轮，所述的同步带轮通过同步带与设在两轴承座之间的u槽滑轮轴承连接，通过在步进电机的驱动下带动同步带来回运动，从而带动安装在光杆上的挤出装置来回运动。
[0008]所述的挤出装置包括有挤出头、挤出头支架，挤出头安装于挤出头支架的一侧，所述的直线轴承与挤出头支架的上部连接，所述的挤出头支架的下部向外突出部位设有风扇，用来冷却挤出头，所述的挤出头与风扇安装位置成几何关系，以便风扇能够更好的冷却挤出头。
[0009]所述的Y轴装置包括有Y轴支架底座、轴承座、光杆、Y轴传动系统，4块所述的轴承座呈矩形安装于Y轴支架座的上部，两根所述的光杆平行安装于轴承座上，所述的Y轴传动系统包括安装在Y轴支架底座下部的步进电机、同步带轮、同步带、u槽滑轮轴承，同步带轮安装于所述的步进电机的输出轴上，U槽滑轮轴承安装在相对于同步带轮另一端的两轴承座之间，U槽滑轮轴承通过同步带与同步带轮连接，所述步进电机转动后会带动所述同步带轮，转动的所述同步带会驱使同步带随之一起转动起来，从而带动安装在同步带上的平台底座。
[0010]所述的打印平台包括平台底座、打印平面，所述的平台底座通过设在其下端面的安装工件安装在Y轴传动系统的同步带上，所述的平台底座的上端面设有三个弹簧，三个所述的弹簧的顶部设有打印平面，通过调节所述的弹簧的松紧度使得打印平面保持水平，打印过程中所述的打印平面需要与所述的挤出头相接触，以确保喷出的材料能够附着在所述的打印平台上。
[0011]所述的三维整机框架的上面板的上端面安装有步进电机，步进电机的输出轴连接有滚轴丝杆，所述的滚轴丝杆的底部垂直连接于三维整机框架的底面板上，所述的三维整机框架的上面板与底面板之间安装有两根与滚轴丝杆在同一平面上的光杆，所述的光杆分别设在滚轴丝杆的两侧并与之相互平行，使得整个打印机装置在结构上更加牢固可靠，所述的滚轴丝杆与光杆穿过γ轴装置的γ轴支架底座，所述的滚轴丝杆通过步进电机的转动带动Y轴支架底座上下移动。
[0012]所述核心控制器的主控板主要采用ATMEGA 2560，所述核心控制器的拓展板主要采用RAMPS 1.4，所述步进电机、步进电机、步进电机都是由所述核心控制器中的驱动芯片A4988来驱动的。
[0013]本发明有益效果:本发明设计合理，结构紧凑，简洁大方，稳定性好，制造成本低，能够解决因冷却不均匀造成的堵丝现象，送料传动精确，挤压均匀，打印成本效果好，节约生产成本。
【专利附图】
【附图说明】
[0014]图1为本发明整体结构装置示意图；
[0015]图2为本发明X轴装置结构示意图；
[0016]图3为本发明Y轴装置结构示意图；
[0017]图4为本发明Z轴装置结构示意图；
[0018]图5为本发明挤出装置结构示意图；
[0019]图6为本发明打印平台结构示意图。
【具体实施方式】
[0020]一种家庭桌面式3D打印机包括三维整机框架1，用于打印机塑造三维模型的X轴装置2、Y轴装置3、Ζ轴装置4，控制整个打印机运动的核心控制器5，打印平台6及用于喷出材料的挤出装置7，所述X轴装置2位于所述三维整机框架1后面板的上部，所述送丝装置8位于三维整机框架后面板右侧中间部位，所述核心控制器5安装在所述三维整机框架1左侧面板上，所述挤出装置7安装在X轴装置2上。
[0021]所述X轴装置2包括安装于所述三维整机框架1后面板上的X轴支架21、控制X轴的步进电机22及控制X轴原点的限位开关23.所述X轴支架21包括四块安装于所述三维整机框架1上轴承座211及安装在所述轴承座上的两根光杆212，所述光杆212上通过直线轴承71与挤出装置7相连接，所述步进电机22输出轴穿过所述三维整机框架1与同步带轮24相连接，所述同步轮24与U槽滑轮轴承25相配合，在步进电机22的驱动下带动同步带26来回运动，从而带动安装在光杆212上的挤出装置7来回运动。
[0022]所述直线轴承71固定安装在挤出头支架72上部，所述挤出头支架72下部向外突出部位安装有用来冷却挤出头的风扇73，安装于所述挤出头支架73右侧的挤出头74与所述风扇73在安装位置上成几何垂直关系，以便风扇73能够更好的冷却挤出头。
[0023]所述三维整机框架1上面板安装有控制Ζ轴的步进电机41，固定在步进电机41输出轴上的滚轴丝杆42垂直安装在所述三维整机框架1的底面板上，所述三维整机框架1的上面板与底面板之间还安装有两根光杆43，所述光杆43与所述滚轴丝杆42相平行，这样使整个打印机装置在结构上更加的牢固可靠，所滚轴丝杆42及光杆43穿过所述Υ轴装置3的Υ轴支架底座31。所述滚轴丝杠42会在步进电机41的带动下转动起来，从而带动Υ轴支架底座31上下移动。
[0024]所述Υ轴装置3包括Υ轴支架底座31，安装在所述Υ轴支架底座上部的四块轴承座32，安装在所述轴承座32上的两根光杆33及Υ轴传动系统，进一步，Υ轴传动系统包括安装在所述Υ轴支架底座31下部的步进电机34，套设在所述步进电机34输出轴上的同步带轮35、安装在同步带轮35上的同步带36及从动于所述同步带轮35的U槽滑轮轴承37，所述步进电机34转动后会带动所述同步带轮35,转动的所述同步带35会驱使同步带36随之一起转动起来，从而带动安装在同步带36上的平台底座61。
[0025]所述打印平台包括平台底座61、安装在所述平台底座61上的三个弹簧62，及安装在所述弹簧62上的打印平面63，调节所述弹簧62的松紧度使所述打印平面63保持水平，打印过程中所述打印平面63需要与所述挤出头74相接触，以确保喷出的材料能够附着在所述打印平台63上。
[0026]更具体的，所述核心控制器5的主控板主要采用ATMEGA 2560，所述核心控制器5的拓展板主要采用RAMPS 1.4。所述步进电机22、步进电机41、步进电机34都是由所述核心控制器5中的驱动芯片A4988来驱动的。
【权利要求】
1.一种家庭桌面式3D打印机，其特征在于:包括有三维整机框架、X轴装置、Y轴装置、Z轴装置、核心控制器、打印平台、挤出装置、送丝装置，所述的X轴装置安装在三维整机框架的后面板的上部，所述的挤出装置安装在X轴装置上，所述的Y轴装置安装在三维整机框架的后面板的中部，所述的打印平台设在Y轴装置上，所述的核心控制器安装在三维整机框架的左侧面板上，所述的三维整体框架的底板上设有滚轴丝杆，所述的滚轴丝杆的上部连接有Z轴装置，所述的送丝装置安装在三维整体框架的右侧面板上并位于X轴装置下方。
2.根据权利要求1所述的一种家庭桌面式3D打印机，其特征在于:所述的X轴装置包括X轴支架、步进电机、限位开关，所述的X轴支架安装于三维整体框架的后面板上，所述的X轴支架包括四块呈矩形安装于三维整体框架上的轴承座及两根平行安装在轴承座上的光杆，所述的挤出装置通过直线轴承与光杆连接，所述的步进电机设在X轴支架一侧，所述的步进电机的输出轴上设有同步带轮，所述的同步带轮通过同步带与设在两轴承座之间的U槽滑轮轴承连接。
3.根据权利要求1所述的一种家庭桌面式3D打印机，其特征在于:所述的挤出装置包括有挤出头、挤出头支架，挤出头安装于挤出头支架的一侧，所述的直线轴承与挤出头支架的上部连接，所述的挤出头支架的下部向外突出部位设有风扇，用来冷却挤出头，所述的挤出头与风扇安装位置成几何关系，以便风扇能够更好的冷却挤出头。
4.根据权利要求1所述的一种家庭桌面式3D打印机，其特征在于:所述的Y轴装置包括有Y轴支架底座、轴承座、光杆、Y轴传动系统，4块所述的轴承座呈矩形安装于Y轴支架座的上部，两根所述的光杆平行安装于轴承座上。
5.根据权利要求4所述的一种家庭桌面式3D打印机，其特征在于:所述的Y轴传动系统包括安装在Y轴支架底座下部的步进电机、同步带轮、同步带、U槽滑轮轴承，同步带轮安装于所述的步进电机的输出轴上，U槽滑轮轴承安装在相对于同步带轮另一端的两轴承座之间，U槽滑轮轴承通过同步带与同步带轮连接,所述步进电机转动后会带动所述同步带轮。
6.根据权利要求1所述的一种家庭桌面式3D打印机，其特征在于:所述的打印平台包括平台底座、打印平面，所述的平台底座通过设在其下端面的安装工件安装在Y轴传动系统的同步带上，所述的平台底座的上端面设有三个弹簧，三个所述的弹簧的顶部设有打印平面，通过调节所述的弹簧的松紧度使得打印平面保持水平，打印过程中所述的打印平面需要与所述的挤出头相接触，以确保喷出的材料能够附着在所述的打印平台上。
7.根据权利要求1所述的一种家庭桌面式3D打印机，其特征在于:所述的三维整机框架的上面板的上端面安装有步进电机，步进电机的输出轴连接有滚轴丝杆，所述的滚轴丝杆的底部垂直连接于三维整机框架的底面板上，所述的三维整机框架的上面板与底面板之间安装有两根与滚轴丝杆在同一平面上的光杆，所述的光杆分别设在滚轴丝杆的两侧并与之相互平行，使得整个打印机装置在结构上更加牢固可靠，所述的滚轴丝杆与光杆穿过Y轴装置的Y轴支架底座，所述的滚轴丝杆通过步进电机的转动带动Y轴支架底座上下移动。
【文档编号】B29C67/00GK104369384SQ201410691117
【公开日】2015年2月25日 申请日期:2014年11月26日 优先权日:2014年11月26日
【发明者】李鑫, 薛伟伟, 吴迪 申请人:合肥沃工电气自动化有限公司