一种滑动式运动的打印头结构的制作方法

本实用新型涉及3D打印机领域，确切地说是指一种滑动式运动的打印头结构。

背景技术：

3D打印机通过一块微处理器的主电路板将处理后的3D模型文件转换成X、Y、Z轴和E轴喷头供料的步进电机数据，交给4个或多个步进电机控制电路进行控制，然后通过步进电机控制电路控制工件输出打印头X轴、Y轴方向移动、Z轴的垂直移动和E轴(喷头供料)的速度，比较精确地通过高温喷头将原料(PLA塑料丝)融化后一层一层地喷在工件输出打印平台上叠加，形成最终的实体模型。

目前，3D打印机打印头X轴、Y轴方向移动工作原理常见方式是：由步进电机传动，带动同步轮转动，由于同步带和同步轮间的啮合，便拖动同步带来回运动，并传递动力使X轴、Y轴也做往返运动，再加上直线光轴和直线轴承或箱式轴承的配合导向，这样的结构才确保X轴和Y轴运动方向是直线的。以上所述的现有技术具有如下缺点：1.光轴与直线轴承的配合精度不高，导致在导向传动过程中运动定位有偏差；2.光轴直线度和直径误差较大，导向传动过程容易出现卡顿、偏向等问题；3.光轴在安装完机器后，运输过程容易变形，最后导致机器不能使用；4.轴承里面的小滚珠容易脱落或卡死不再滚动，传动过程摩擦光轴阻力大，易刮损光轴；5.此结构在X轴、Y轴运动中由于光轴和轴承的导向过程有抖动而导致打印精度下降。

技术实现要素：

针对上述缺陷，本实用新型解决的技术问题在于提供一种滑动式运动的打印头结构，能够改善X轴、Y轴在相对垂直运动中的直线运动精度，提高打印头的定位精度从而提升打印质量。

为了解决以上的技术问题，本实用新型提供的一种滑动式运动的打印头结构，包括固定架、打印头、设置在所述固定架上的X轴传动组件、两组Y轴传动组件，所述两组Y轴传动组件分别设置在所述X轴传动组件的两侧；

所述X轴传动组件包括X轴步进电机、X轴同步轮、X轴从动轴承、X轴同步带、X轴滑轨、与所述X轴滑轨相适配的X轴滑块；所述打印头设置在X轴滑块上，所述X轴同步轮与所述X轴步进电机连接，所述X轴同步带架设在所述X轴同步轮和所述X轴从动轴承之间；

所述Y轴传动组件包括Y轴步进电机、Y轴同步轮、Y轴同步带、Y轴从动轴承、Y轴滑轨、Y轴滑块，所述Y轴同步轮与所述Y轴步进电机固定，所述Y轴同步带架设在所述Y轴同步轮与所述Y轴从动轴承之间。

优选地，所述固定架包括X轴固定板以及分别设置在所述X轴固定板两侧的两个Y轴固定板，所述X轴滑轨固定在所述X轴固定板，所述Y轴滑轨固定在所述Y轴固定板上。

优选地，所述X轴固定板的两端下部分别与所述Y轴滑块的上部固定。

优选地，所述Y轴步进电机设置在所述Y轴固定板的一端，所述Y轴从动轴承设置在所述Y轴固定板的另一端。

优选地，所述X轴步进电机设置在所述X轴固定板一端上方，所述X轴 从动轴承设置在X轴固定板的另一端。

本实用新型提供的滑动式运动的打印头结构，包括固定架、打印头、设置在所述固定架上的X轴传动组件、两组Y轴传动组件，所述两组Y轴传动组件分别设置在所述X轴传动组件的两侧；所述X轴传动组件包括X轴步进电机、X轴同步轮、X轴从动轴承、X轴同步带、X轴滑轨、与所述X轴滑轨相适配的X轴滑块；所述打印头设置在X轴滑块上，所述X轴同步轮与所述X轴步进电机连接，所述X轴同步带架设在所述X轴同步轮和所述X轴从动轴承之间；所述Y轴传动组件包括Y轴步进电机、Y轴同步轮、Y轴同步带、Y轴从动轴承、Y轴滑轨、Y轴滑块，所述Y轴同步轮与所述Y轴步进电机固定，所述Y轴同步带架设在所述Y轴同步轮与所述Y轴从动轴承之间。本实用新型的打印头结构，由于滑轨与滑块的配合度高，能在X轴、Y轴垂直运动结构中起到确保两个方向的直线运动顺滑，提高打印精度。另外此种导向运动方式使得整个X轴、Y轴垂直运动结构更加牢固稳定，长期使用破损情况较低，也便于整个结构的安装和拆卸维修。

附图说明

图1为本实用新型实施例中齿轮齿条啮合方式运动的打印头的结构示意图；

图2为图1中X轴传动组件的结构示意图；

图3为图1中X轴滑块的结构示意图。

具体实施方式

为了本领域的技术人员能够更好地理解本实用新型所提供的技术方案，下 面结合具体实施例进行阐述。

本实施例中的滑轨滑块导向运动方式的3D打印头结构主要用于3D打印机X轴、Y轴垂直运动结构，该结构主要用于热熔堆积技术(FDM)的3D打印机。

如图1～图3所示，滑轨滑块导向运动方式的3D打印头结构包括固定架，打印头，固定架上设有X轴传动组件，在X轴传动组件的两侧，分别设有一Y轴传动组件，两组Y轴传动组件结构相同。X轴传动组件包括X轴步进电机8、X轴同步轮10、X轴同步带11、X轴滑轨6、X轴滑块7；其中，X轴传动组件设置在X轴固定板2上，X轴滑轨6固定在X轴固定板2上，X轴滑块7设置在X轴滑轨6上，并与之相适配，可在X轴滑轨6上滑动，打印头9设置在X轴滑块7上；X轴步进电机8设置在X轴固定板2一端上方，X轴从动轴承设置在X轴固定板2的另一端，X轴同步轮10与X轴步进电机8连接，X轴同步带11架设在X轴同步轮10和轴承之间。Y轴传动组件包括Y轴步进电机1、Y轴同步轮3、Y轴同步带4、Y轴从动轴承5、Y轴滑轨12、Y轴滑块13；Y轴滑轨12设置在一Y轴固定板上，Y轴滑块13设置在Y轴滑轨13上，二者相适配，可在其上滑动；X轴固定板2的两端下部分别与一Y轴滑块13的上部固定；Y轴步进电机1设置在Y轴固定板的一端，Y轴从动轴承5设置在Y轴固定板的另一端，Y轴同步轮3与Y轴步进电机1固定，Y轴同步带4架设在Y轴同步轮3与Y轴从动轴承5之间。

本实施例中的打印头结构，其工作过程如下：

其工作原理为：微处理器的主电路板将处理后的3D模型文件转换成X、 Y、Z轴和E轴喷头供料的步进电机数据，当X轴的步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动X轴步进电机8按设定的方向转动一个固定的角度(即步进角)，通过控制脉冲个数来控制角位移量，X轴同步轮10跟随X轴步进电机8转动相同的角度，由与X轴同步轮10紧密结合的X轴同步带11把这一角度转换成一定量的直线位移，再经过X轴滑轨6、X轴滑块7的直线导向运动这一结构确保X轴上的打印头做固定的直线往返运动，如图2所示。而两个Y轴步进电机1也按设定的方向转动一个固定的角度，Y轴同步轮3也跟随2个Y轴步进电机1转动相同的角度，两个Y轴同步轮3则同时同步带动Y轴同步带4直线移动一个相应的值，也由Y轴滑轨12、Y轴滑块13带动整个X轴在Y方向上做直线运动，从而确保Y轴方向的移动始终在一直线上，如图3所示。

本实施例的齿轮齿条啮合方式运动的打印头结构，具有如下优点：

1、使用寿命长，耐磨损，不易变形；

2、装配误差小，便于安装和拆卸维修保养；

3、更容易保持XY轴两边处于同一水平面；

4、工作平稳，可靠性高；

5、滑轨滑块配合度高，滑轨直线度好；

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些 实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。