折叠式多功能3D打印设备的制作方法

本发明涉及打印设备的技术领域，尤其涉及一种折叠式多功能3D打印设备。

背景技术：

近年来，3D打印技术飞速发展，作为工业4.0概念股，其代表着高端制造技术未来的发展方向。但是，现有FDM技术的3D打印机，其大多存在体积较大、结构不紧凑、重量较大、成本高、打印方式单一、携带麻烦，以及移动后打印效果稳定性差的问题。

因此，有必要提供一种技术手段以解决上述缺陷。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术之缺陷，提供一种折叠式多功能3D打印设备，以解决现有技术中的3D打印机存在体积较大、结构不紧凑、重量较大、成本高、打印方式单一、携带麻烦以及移动后打印效果稳定性差的问题。

本发明是这样实现的，一种折叠式多功能3D打印设备，包括：

箱体，所述箱体包括外箱及设于所述外箱内部的内箱，所述内箱上定义有X轴方向、与所述X轴方向垂直相交的Y轴方向、及纵向竖直于所述X轴方向和所述Y轴方向的Z轴方向；

移动模组，所述移动模组包括用以使指定对象沿所述X轴方向移动的X轴移动装置、用以使指定对象沿所述Y轴方向移动的Y轴移动装置、及用以使指定对象沿所述Z轴方向移动的Z轴移动装置，所述X轴移动装置设于所述内箱内；所述Z轴移动装置转动设于所述X轴移动装置上，并可折叠收容在所述 内箱上；所述Y轴移动装置设于所述Z轴移动装置上；

打印模组，所述打印模组包括设于所述Y轴移动装置上以打印出所需物件的打印装置、以及设于所述内箱上以供所述打印装置打印出来的物件放置并可对该物件加热的打印平台；

控制模组，所述控制模组设于所述内箱上，并分别与所述打印模组、所述移动模组电连接，以控制所述打印模组、所述移动模组工作以及打印状态的实时显示。

具体地，所述X轴移动装置包括X轴安装板件、沿所述X轴方向移动设于所述X轴安装板件上的X轴移动块、设于所述X轴安装板件上用以驱动所述X轴移动块移动的X轴驱动源、连接所述X轴移动块与所述X轴驱动源两者以将所述X轴驱动源的动力传至所述X轴移动块的X轴传动机构，所述X轴移动块上设有第一转动连接件；

所述Z轴移动装置包括Z轴安装架、沿所述Z轴方向移动设于所述Z轴安装架上的Z轴移动块、设于所述Z轴安装架上用以驱动所述Z轴移动块移动的Z轴驱动源、连接所述Z轴移动块与所述Z轴驱动源两者以将所述Z轴驱动源的动力传至所述Z轴移动块的Z轴传动机构，所述Z轴安装架上设有第二转动连接件，所述第二转动连接件与所述第一转动连接件转动连接；所述Y轴移动装置连接所述Z轴移动块。

进一步地，于所述第一转动连接件和所述第二转动连接件之间设有用以锁紧该两者的锁紧机构。

进一步地，所述锁紧机构包括可弹性伸缩设于所述第二转动连接件上的插销、设于所述第一转动连接件上以可与所述插销插接配合的插孔、及设于所述第二转动连接件上并与所述插销连接用以控制所述插销伸缩设置的控制件，于所述插销被所述控制件控制伸出并插入所述插孔，所述第二转动连接件与所述第一转动连接件锁紧连接；于所述插销被所述控制件控制收缩并移离所述插孔，所述第二转动连接件与所述第一转动连接件释锁分开。

进一步地，所述锁紧机构还包括用以限定所述第二转动连接件与所述第一转动连接件连接的连接位置的限位件，所述限位件设于所述第一转动连接件上，并可于所述第二转动连接件转动贴合在所述第一转动连接件上时抵触所述第二转动连接件。

较佳地，所述Y轴移动装置包括Y轴安装架、沿所述Y轴方向移动设于所述Y轴安装架上的Y轴移动块、设于所述Y轴安装架上用以驱动所述Y轴移动块移动的Y轴驱动源、连接所述Y轴移动块与所述Y轴驱动源两者以将所述Y轴驱动源的动力传至所述Y轴移动块的Y轴传动机构；

所述Y轴安装架连接于所述Z轴移动块；

所述打印装置设于所述Y轴移动块上。

具体地，所述打印装置包括FDM打印挤出模块、食物打印挤出模块、激光切割雕刻模块、CNC加工模块、及可供所述FDM打印挤出模块、所述食物打印挤出模块、所述激光切割雕刻模块和所述CNC加工模块选择性安装设置的安装板。

具体地，所述打印平台包括热床板、热床支撑块及热床感温探头，所述热床板的周围设有隔热保温罩；所述热床支撑块设于所述内箱内部，所述热床板通过一弹性件弹性设于所述热床支撑块上；所述热床感温探头设于所述热床板背部。

具体地，所述控制模组包括电源、电源开关、SD卡扩展槽、电路控制板、触摸控制显示屏、断电续打功能模块、及WIFI传输模块，所述电源、所述电路控制板均固定在所述内箱内部，所述电源开关与所述SD卡扩展槽设置在所述内箱的上端面上；所述触摸控制显示屏通过支撑柱而设置在所述内箱上；所述电路控制板分别与所述电源、所述断电续打功能模块、所述WIFI传输模块、所述打印模组、所述移动模组电性连接。

进一步地，所述外箱包括上外箱及与所述上外箱转动连接的下外箱，所述内箱上设有多个散热孔，并延伸至所述下外箱内，所述上外箱的内侧设有供打 印材料储存放置的料架。

本发明的折叠式多功能3D打印设备的技术效果为：

1、本发明采用折叠式设计，结构紧凑，重量轻，体积小，占用空间小，方便携带。由于Z轴移动装置转动设于X轴移动装置上，并可折叠收容在内箱上，而Y轴移动装置设于Z轴移动装置上，打印装置设于Y轴移动装置上，由此，当需要利用设备进行打印工作时，只要转动Z轴移动装置并使其转至指定位置，便可使打印装置进行正常的打印工作；而当需要移动携带该设备时，只要转动Z轴移动装置并使其折叠收容在内箱上，便可使移动模组和打印模组收藏在箱体内，此时，便可安全稳定地移动携带该设备。

2、本发明与传统的FDM 3D打印机相比，功能多样，打印效果好，打印精度高，能持续稳定的工作，便于推广与应用。通过在选择性设置的安装板上选择性地安装FDM打印挤出模块、食物打印挤出模块、激光切割雕刻模块、CNC加工模块四个打印模块，即可实现模型打印、食物打印、激光切割或雕刻、CNC加工。除了打印功能多样，控制功能也实现了多元化。断电续打功能有效地避免了打印过程中断电造成的打印报废的情况，WIFI传输功能实现了手机远程打印控制，固件在线更新，触摸控制屏能有效的完成人机交互。

附图说明

图1为本发明的折叠式多功能3D打印设备的箱体关闭时的示意图；

图2为本发明的折叠式多功能3D打印设备的箱体处于打开状态且移动模组折叠在内箱的示意图；

图3为图2中的折叠式多功能3D打印设备去掉外箱后的示意图；

图4为本发明的折叠式多功能3D打印设备的箱体处于打开状态且移动模组在内箱上展开的示意图；

图5为图4中的折叠式多功能3D打印设备去掉箱体后的示意图；

图6为本发明的折叠式多功能3D打印设备的第一转动连接件与第二转动连接件的连接示意图，以说明Z轴移动装置在内箱上展开的结构；

图7为本发明的折叠式多功能3D打印设备的第一转动连接件与第二转动连接件的连接示意图，以说明Z轴移动装置折叠在内箱上的结构。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参阅图1至图5，本发明提供一种折叠式多功能3D打印设备，下面对该折叠式多功能3D打印设备的实施例进行阐述。

本实施例的折叠式多功能3D打印设备100，其包括箱体10、移动模组20、打印模组30及控制模组40，下面对该折叠式多功能3D打印设备100的各部件作进一步描述：

箱体10包括外箱11及设于外箱11内部的内箱12，其中，内箱12为用以供部件安装设置，而外箱11用以包覆内箱12，以保护设于内箱12的部件；内箱12上定义有X轴方向、与X轴方向垂直相交的Y轴方向、及纵向竖直于X轴方向和Y轴方向的Z轴方向；

移动模组20包括用以使指定对象沿X轴方向移动的X轴移动装置21、用以使指定对象沿Y轴方向移动的Y轴移动装置22、及用以使指定对象沿Z轴方向移动的Z轴移动装置23，X轴移动装置21设于内箱12内；Z轴移动装置23转动设于X轴移动装置21上，并可折叠收容在内箱12上；Y轴移动装置22设于Z轴移动装置23上；

打印模组30包括设于Y轴移动装置22上以打印出所需物件的打印装置31、以及设于内箱12上以供打印装置31打印出来的物件放置并可对该物件加热的打印平台32；

控制模组40设于内箱12上，并分别与打印模组30、移动模组20电连接，以控制打印模组30、移动模组20工作以及打印状态的实时显示。

由于Z轴移动装置23转动设于X轴移动装置21上，并可折叠收容在内箱12上，而Y轴移动装置22设于Z轴移动装置23上，打印装置31设于Y轴移动装置22上，由此，当需要利用设备进行打印工作时，只要转动Z轴移动装置23并使其转至指定位置，便可使打印装置31进行正常的打印工作；而当需要移动携带该设备时，只要转动Z轴移动装置23并使其折叠收容在内箱12上，便可使移动模组20和打印模组30收藏在箱体10内，此时，便可安全稳定地移动携带该设备，结构紧凑，携带方便，而且有效保证整机的安全性及稳定性。

请参阅图5，并结合图1至图4，本实施例中的X轴移动装置21优选实施方式为，其包括设于内箱12内部的X轴安装板件211、沿X轴方向移动设于X轴安装板件211上的X轴移动块212、设于X轴安装板件211上用以驱动X轴移动块212移动的X轴驱动源213、连接X轴移动块212与X轴驱动源213两者以将X轴驱动源213的动力传至X轴移动块212的X轴传动机构214，而X轴移动块212上设有第一转动连接件51。

其中，X轴安装板件211设有第一直线导轨2111，而X轴移动块212滑动设于第一直线导轨2111上，以此简单有效地实现其滑动设置；较佳地，为限定X轴移动块212在第一直线导轨2111上的滑动路径，以避免X轴移动块212滑出第一直线导轨2111而影响正常工作，X轴安装板件211上设有第一限位开关215。

为了便于取材及安装设置，X轴驱动源213优选为电机，并且该电机配设有一固定板2131，以便于电机的安装设置；而同时地，X轴传动机构214包括一X轴传动皮带2141，该X轴传动皮带2141分别与X轴移动块212、电机连接。

而Z轴移动装置23优选实施方式为，其包括Z轴安装架231、沿Z轴方 向移动设于Z轴安装架231上的Z轴移动块232、设于Z轴安装架231上用以驱动Z轴移动块232移动的Z轴驱动源233、连接Z轴移动块232与Z轴驱动源233两者以将Z轴驱动源233的动力传至Z轴移动块232的Z轴传动机构234，Z轴安装架231上设有第二转动连接件52，第二转动连接件52通过一转动轴53与第一转动连接件51转动连接，以此简单有效地实现Z轴移动装置23与X轴移动装置21之间的转动连接，同时地，第二转动连接件52与第一转动连接件51之间的转动角度为0°—90°；Y轴移动装置22连接Z轴移动块232。

其中，Z轴安装架231上设有第三直线导轨2311，而Z轴移动块232滑动设于第三直线导轨2311上，以此简单有效地实现其滑动设置。较佳地，为限定Z轴移动块232在第三直线导轨2311上的滑动路径，以避免Z轴移动块232滑出第三直线导轨2311而影响正常工作，Z轴安装架231上设有第三限位开关。

另外，为了便于取材及安装设置，Z轴驱动源233优选为电机；而同时地，Z轴传动机构234包括传动丝杆2341、丝杆传动块、丝杆定位块及联轴器，该传动丝杆2341分别与Z轴移动块232、电机连接，而借由传动丝杆2341的设置，可使到Y轴移动装置22平稳地上下移动。

再有的是，Z轴安装架231设有一L形固定块236，以便于与Y轴移动装置22连接，同时地，该丝杠传动块和Z轴移动块232均与L形固定块236连接，以使到该L形固定块236能够跟随Z轴移动块232滑动而滑动。而为了使到L形固定块236能够顺利地在Z轴安装架231上滑动，Z轴安装架231设有供L形固定块236滑动的滑动开口；而较佳地，为了避免过多灰尘进入Z轴安装架231内部，在Z轴安装架231上且位于该滑动开口的两侧设有防尘结构。

请参阅图3，并结合图6和图7，进一步地，为了使到Z轴移动装置23相对于X轴移动装置21转动至指定的位置后能够固定不变，以可保证其正常 工作，在本实施例中，于第一转动连接件51和第二转动连接件52之间设有用以锁紧该两者的锁紧机构54。

锁紧机构54的优选实施方式为，其包括可弹性伸缩设于第二转动连接件52上的插销541、设于第一转动连接件51上以可与插销541插接配合的插孔542、及设于第二转动连接件52上并与插销541连接用以控制插销541伸缩设置的控制件543，于插销541被控制件543控制伸出并插入插孔542，第二转动连接件52与第一转动连接件51锁紧连接；于插销541被控制件543控制收缩并移离插孔542，第二转动连接件52与第一转动连接件51释锁分开。

其中，该控制件543为一按压件，按压件与插销541之间设有弹性件，而该弹性件可以采用弹簧，据此，只要向按压件施予一定的抵压力，便可以使到按压件受压而顶推插销541伸出第一转动连接件51，并插入插孔542，从而实现第二转动连接件52与第一转动连接件51锁紧连接；而要将第二转动连接件52与第一转动连接件51释锁分开，也是只要向按压件施予一定的抵压力，按压件触动弹性件，该弹性件便会借由其弹性回复力使到插销541收缩，并移离插孔542，从而实现第二转动连接件52与第一转动连接件51释锁分开。

进一步地，锁紧机构54还包括用以限定第二转动连接件52与第一转动连接件51连接的连接位置的限位件544，限位件544设于第一转动连接件51上，并可于第二转动连接件52转动贴合在第一转动连接件51上时抵触第二转动连接件52。而较佳地，限位件544设有两个，该两个限位件544相对间隔设于第一转动连接件51的两侧端上，以形成一容置槽，由此，当第二转动连接件52转动贴合在第一转动连接件51上时，该第二转动连接件52便会容置在该容置槽内，以实现第二转动连接件52的限位。

请参阅图5，并结合图1至图4，本实施例中的Y轴移动装置22包括Y轴安装架221、沿Y轴方向移动设于Y轴安装架221上的Y轴移动块222、设于Y轴安装架221上用以驱动Y轴移动块222移动的Y轴驱动源223、连接Y轴移动块222与Y轴驱动源223两者以将Y轴驱动源223的动力传至Y轴移动 块222的Y轴传动机构224；

其中，Y轴安装架221设有一第二直线导轨2211，而Y轴移动块222滑动设于第二直线导轨2211上，以此简单有效地实现其滑动设置；较佳地，为限定Y轴移动块222在第二直线导轨2211上的滑动路径，以避免Y轴移动块222滑出第二直线导轨2211而影响正常工作，Y轴安装架221上设有第二限位开关225。

为了便于取材及安装设置，Y轴驱动源223优选为电机；而同时地，Y轴传动机构224包括一Y轴传动皮带2241，该Y轴传动皮带2241分别与Y轴移动块222、电机连接。

Y轴安装架221连接于Z轴移动块232，具体地，Y轴安装架221通过L形固定块236而连接于Z轴移动块232，以便于Y轴安装架221与Z轴移动块232之间的连接。

与此同时地，该打印装置31设于Y轴移动块222上，以利于打印装置31简单有效地进行X、Y、Z轴方向的移动。

请参阅图4，本实施例中的打印装置31包括FDM打印挤出模块、食物打印挤出模块、激光切割雕刻模块、CNC加工模块、及可供FDM打印挤出模块、食物打印挤出模块、激光切割雕刻模块和CNC加工模块选择性安装设置的安装板311。其中，借由FDM打印挤出模块、食物打印挤出模块、激光切割雕刻模块和CNC加工模块的设置，可以使到打印装置31实现打印模型、食物、激光切割或雕刻和CNC加工的功能，以此能方便人们随时随地进行产品开发、科学验证、休闲娱乐的需要。

为了便于FDM打印挤出模块、食物打印挤出模块、激光切割雕刻模块和CNC加工模块可以选择性地安装在安装板311上，安装板311上设有多个安装孔；同时地，安装板311为呈F形结构，以便于安装板311与Y轴移动块222连接。

请参阅图4和图5，本实施例中的打印平台32包括热床板321、热床支撑 块322及热床感温探头，热床板321的四周围设有隔热保温罩3211，以避免热床板321产生的热量不会被快速散去；热床支撑块322设于内箱12内部，热床板321通过一弹性件弹性设于热床支撑块322上，其中，该弹性件可优选为弹簧；热床感温探头设于热床板321，以利于对热床板321的温度检测。

请参阅图1和图2，本实施例中的外箱11包括上外箱111及与上外箱111转动连接的下外箱112，内箱12设于下外箱112，而较佳地，为了保证机器的散热，以提高其使用寿命，内箱12上设有多个散热孔，并延伸至下外箱112内。

另外，为了锁定上外箱111与下外箱112两者，以避免该两者随意打开，外箱11还包括有锁定结构113，该锁定结构113包括设于上外箱111上的第一锁定件、及设于下外箱112上以可与第一锁定件锁定配合的第二锁定件，上外箱111通过第一锁定件与第二锁定件锁紧配合而与下外箱112锁紧。较佳地，锁定结构113可以为锁扣，以便于取材及安装设置。

再有的是，为了便于用户提取整个箱体10，外箱11上设有提手13。同时地，箱体10的底部装有四个支撑垫，箱体10背部装有四个支撑脚，而借由支撑垫、支撑脚的设置，既能防滑又能避免箱体10直接与支撑面的接触摩擦，有效保护箱体10。

请参阅图2，本实施例中的上外箱111的内侧设有供打印材料储存放置的料架60，料架60包括第一料架61、及第二料架62，第一料架61设于上外箱111的内侧，第二料架62与第一料架61螺纹连接，据此，只要拆下第二料架62，再往第二料架62放置所需的打印材料，之后，再使第二料架62与第一料架61连接，便可将打印材料储存固定。

请参阅图4和图5，本实施例中的控制模组40优选实施方式为，其包括电源41、电源开关42、SD卡扩展槽43、电路控制板44、触摸控制显示屏45、断电续打功能模块、WIFI传输模块，电源41、电路控制板44均固定在内箱12内部，电源开关42与SD卡扩展槽43设置在内箱12的上端面上，以便于 用户操作；触摸控制显示屏45通过支撑柱46而设置内箱12上；电路控制板44分别与电源41、断电续打功能模块、WIFI传输模块、打印模组30、移动模组20电性连接。

以上所述仅为本发明较佳的实施例而已，其结构并不限于上述列举的形状，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。