带有喷头高度自动定位系统的3d打印的制造方法
【专利摘要】本实用新型提供一种带有喷头高度自动定位系统的3D打印机，包括喷头装置、导轨、调高装置、底板装置、主控芯片以及其他的打印机必要装置；喷头装置包括加热块、挤丝电机和喷头；调高装置包括丝杆电机和丝杆，导轨架设在丝杆上，喷头装置设置在导轨上；底板装置包括底板、弹簧、螺钉、压力传感器和底座，底板通过螺钉固定在底座上，螺钉上套设有弹簧，压力传感器设置在底板的下方；挤丝电机、丝杆电机、压力传感器均与主控芯片连接。本实用新型能够根据传感器测得的信号数据确认喷头的高度是否满足高度的要求，实现对喷头高度进行精确的定位，防止出现打印粘结不牢固或刮起介质等情况。
【专利说明】带有喷头高度自动定位系统的3D打印机
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及FDM工艺3D打印机领域，尤其涉及一种带有喷头高度自动定位系统的3D打印机。
【背景技术】
[0002]随着广泛的市场需求和科技的进步，3D打印机逐渐被家庭、医疗、工业等所青睐。而FDM是熔融挤压堆积成型的简称，目前，基于FDM工艺的3D打印机已在世界各国普遍推广，基于FDM工艺的3D打印机使用的材料有PLA、ABS等，其工作原理是根据电机推送到喷头里面的材料可以在高温喷头的作用下融化，同时将融化的材料从喷头挤出，高温的材料在周围的环境下迅速凝固成型。
[0003]目前，现有的基于FDM工艺3D打印机都是需要手动调节喷头的位置，起始打印的时候，喷头与底板的高度需要保持0.1mm的距离，约一张纸的厚度，才能保证打印机打印出来的物体有良好的效果。正因为如此，调节喷头的高度不但浪费时间，而且操作起来很繁琐，容易因为误操作而导致喷头与底板相撞，使得喷头堵塞、损坏或者造成打印出来的物件和底板粘结不牢固。
【发明内容】
[0004]本实用新型的目的是克服现有技术的缺陷，提出一种能实现FDM工艺的3D打印机喷头自动定位的系统设计，旨在解决现有打印机的喷头高度不能精确定位的问题。
[0005]本实用新型的技术方案如下:
[0006]带有喷头高度自动定位系统的3D打印机，包括喷头装置、导轨、调高装置、底板装置、主控芯片以及其他的打印机必要装置；所述喷头装置包括加热块、挤丝电机和喷头；所述调高装置包括丝杆电机和丝杆，所述导轨架设在丝杆上，喷头装置设置在导轨上；所述底板装置包括底板、弹簧、螺钉、压力传感器和底座，底板通过螺钉固定在底座上，螺钉上套设有弹簧，压力传感器设置在底板的下方；所述挤丝电机、丝杆电机、压力传感器均与主控芯片连接。
[0007]所述底板装置还包括电机，电机与主控芯片连接用来控制底座在水平方向上的移动。
[0008]所述打印机的外围还设有固定框架，所述丝杆电机对称设置在底板装置的两侧，丝杆安装在丝杆电机上。
[0009]所述底板上方还设有可移动的塑料板。
[0010]所述压力传感器由应变片黏贴到受力的力敏型弹性元件上构成。
[0011 ] 所述喷头上设有金属环，与喷头为一整体。
[0012]有益效果:本实用新型所提供的打印机，可以实现对喷头高度进行精确的定位，根据传感器测得的信号数据，来确认喷头的高度是否满足要求，当高度不满足要求的时候，可重新进行自动定位调节，或者进行手动的调节，能有效的保证喷头与底板装置之间的距离，防止出现打印粘结不牢固或刮起介质等情况。此外，在喷头上添加金属环，能有效降低喷头猛烈撞击底板装置时对喷头的伤害，起到了很好的保护喷头的作用。
【专利附图】
【附图说明】
[0013]图1是本实用新型的局部前视示意图。
[0014]图2是本实用新型的整体前视示意图。
[0015]图3是本实用新型中喷头的前视示意图。
[0016]图中，1-固定底座，2-丝杆，3-丝杆电机，4-外围固定的框架，5-导轨，6_加热块，7-喷头，8-可移动的塑料板，9-底板，10-弹簧，11-长螺钉，12-金属环，13-压力传感器。
【具体实施方式】
[0017]为了更清楚地描述本实用新型，下面结合附图对本实用新型作进一步说明。
[0018]如图2所示，本实用新型所述的打印机包括固定底座I，丝杆2，丝杆电机3，外围固定的框架4，导轨5，加热块6，喷头7，可移动的塑料板8，底板9，弹簧10，长螺钉11，压力传感器13。外围固定的框架4和固定底座I可以保证打印机在正常工作的时候有很好的稳定状态。
[0019]挤丝电机、加热块6与喷头7连接在一起，通过电机控制它们在导轨5上的运动。丝杆电机3对称设置在固定底座I的两侧，丝杆2对称安装在丝杆电机3上面，可以确保导轨5和喷头7均处于水平的状态。底板9通过长螺钉11固定在一起，防止脱落。长螺钉11的外围设有弹簧10，起到缓冲的作用。可移动的塑料板8用夹子固定在底板9的上部，使得可移动的塑料板8可以方便地拆卸和安装，为取打印好的模型带来极大的方便。
[0020]压力传感器13设置在底板9的下方并与主控芯片连接。底板9和压力传感器13贴在一起，但是相互无力的作用，可以相互活动。压力传感器13是将应变片黏贴到受力的力敏型弹性元件上，弹性元件安装在底板的下方，当底板9受力的时，弹性元件也会受力产生形变，应变片产生相应的应变，转化为电阻的变化，进而转化为可测量的信号。底板9、弹簧10、长螺钉11、压力传感器13作为一个整体，可以在步进电机的作用下前后移动。
[0021]在喷头7的外围套设一个金属环12，可有效降低喷头猛烈撞击底板对喷头的伤害，起到了很好的保护喷头7的作用。
[0022]本实用新型的原理:在图1，图2中，当喷头7进行喷头探测时，如果主控芯片一直收不到来自压力传感器13的信号时，喷头7 —直向下运动。当可移动塑料板8受到喷头7的压力时，底板9和压力传感器13也会受到同等的压力。主控芯片收到压力传感器13的信号后，驱动丝杆电机3向反方向运行，并记录下此刻喷头7的高度H，从而上位机得到另外一个自定位设定的高度Hset=H-0.1，把Hset作为打印机喷头的设定高度进行打印，从而可以起到喷头高度自定位的作用。
[0023]对本领域普通技术人员，依然可以按照所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，所有技术的修改和替换都应属于本实用新型所附属权利要求的保护范围。
【权利要求】
1.带有喷头高度自动定位系统的3D打印机，包括喷头装置、导轨、调高装置、底板装置、主控芯片以及其他的打印机必要装置；其特征在于，所述喷头装置包括加热块、挤丝电机和喷头；所述调高装置包括丝杆电机和丝杆，所述导轨架设在丝杆上，喷头装置设置在导轨上；所述底板装置包括底板、弹簧、螺钉、压力传感器和底座，底板通过螺钉固定在底座上，螺钉上套设有弹簧，压力传感器设置在底板的下方；所述挤丝电机、丝杆电机、压力传感器均与主控芯片连接。
2.根据权利要求1所述的带有喷头高度自动定位系统的3D打印机，其特征在于，所述底板装置还包括电机，电机与主控芯片连接用来控制底座在水平方向上的移动。
3.根据权利要求1或2所述的带有喷头高度自动定位系统的3D打印机，其特征在于，所述打印机的外围还设有固定框架，所述丝杆电机对称设置在底板装置的两侧，丝杆安装在丝杆电机上。
4.根据权利要求1或2所述的带有喷头高度自动定位系统的3D打印机，其特征在于，所述底板上方还设有可移动的塑料板。
5.根据权利要求1或2所述的带有喷头高度自动定位系统的3D打印机，其特征在于，所述所述压力传感器由应变片黏贴到受力的力敏型弹性元件上构成。
6.根据权利要求1或2所述的带有喷头高度自动定位系统的3D打印机，其特征在于，所述喷头上设有金属环，与喷头为一整体。
【文档编号】B29C67/00GK204020013SQ201420479622
【公开日】2014年12月17日 申请日期:2014年8月22日 优先权日:2014年8月22日
【发明者】范育奇, 陈宏田, 张金龙, 田恩刚 申请人:南京师范大学