一种运动平稳的3D打印设备的制作方法

本发明涉及打印设备技术领域，尤其涉及一种运动平稳的3D打印设备。

背景技术：

3D打印设备是一种累积制造技术，即快速成形技术的一种机器，它是一种数字模型文件为基础，运用特殊蜡材、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。现有的3D打印设备结构紧凑性和稳定性差，影响其运动的平稳性。

技术实现要素：

基于上述背景技术存在的技术问题，本发明提出一种运动平稳的3D打印设备。

需要说明的是：本发明中所述X轴、Y轴、Z轴相互正交。

本发明提出了一种运动平稳的3D打印设备，包括：X轴运动总成、Y轴运动总成、Z轴运动总成、机架、挤出机总成和热床总成，其中：

X轴运动总成包括第一滑座、第二滑座、第一滑杆、第二滑杆、第一同步轮、第二同步轮、第一同步带、第一驱动电机和滑台；所述第一滑座、第二滑座相对布置，所述第一滑杆、第二滑杆均位于第一滑座、第二滑座之间，且第一滑杆和第二滑杆的两端均分别与第一滑座和第二滑座固定连接，第一滑杆和第二滑杆相互平行；所述第一同步轮、第二同步轮均位于第一滑杆、第二滑杆之间，且第一同步轮固定安装在第一滑座上，第二同步轮安装在第二滑座上，第一同步轮和第二同步轮之间的连线分别平行于第一滑杆和第二滑杆；所述第一同步带分别与第一同步轮和第二同步轮装配连接；所述第一驱动电机用于驱动第一同步轮和第二同步轮转动，以带动第一同步带运动；所述滑台可滑动的安装在第一滑杆、第二滑杆上，并与第一同步带固定连接，且当第一同步带运动时，滑台在第一滑杆、第二滑杆上同步运动；

Y轴运动总成包括第一转轴、第二转轴、第三同步轮、第四同步轮、第五同步轮、第六同步轮、第二同步带、第三同步带、第二驱动电机、第一导轨和第二导轨，所述第一转轴和第二转轴相对布置，且二者相互平行；所述第三同步轮、第四同步轮分别安装在第一转轴的两端，第五同步轮、第六同步轮分别安装在第二转轴的两端，且第三同步轮和第五同步轮之间的连线与第四同步轮和第六同步轮之间的连线相互平行；所述第二同步带分别与第三同步轮、第五同步轮装配连接，第三同步带分别与第四同步轮、第六同步轮装配连接；所述第二驱动电机用于驱动第一转轴、第二转轴同步转动，以实现第二同步带、第三同步带的同步转动；所述第一导轨位于第二同步带的下方并沿第二同步带的运动方向延伸；所述第二导轨位于第三同步带的相仿性沿第三同步带的运动方向延伸；

Z轴运动总成包括滚珠丝杠、第一光面杆、第二光面杆、固定座和第三驱动电机，所述滚珠丝杆上安装有滚珠丝杠头；所述第一光面杆和第二光面杆分别位于滚珠丝杆的两侧并分别平行与滚珠丝杠；所述固定座分别穿过第一光面杆、第二光面杆和滚珠丝杠，并与滚珠丝杠上的滚珠丝杠头固定连接；所述第三驱动电机位于滚珠丝杠的一端并用于驱动滚珠丝杠转动，且当滚珠丝杆转动时，固定座沿滚珠丝杠的延伸方向直线运动；

机架具有容纳腔，所述X轴运动总成、Y轴运动总成、Z轴运动总成均位于容纳腔内，并且，所述Y轴运动总成中的第一转轴、第二转轴在容纳腔内沿X轴方向布置并分别机架固定，Y轴运动总成中的第二同步带、第三同步带在容纳腔内沿Y轴方向布置；所述X轴运动总成位于第二同步带和第三同步带之间，X轴运动总成中的第一滑座和第二滑座分别可滑动的安装在Y轴运动总成中的第一导轨和第二导轨上，且二者分别与Y轴运动总成中的第二同步带和第三同步固定连接；所述Z轴运动总成位于X轴运动总成中第一滑杆、第二滑杆延伸向的一侧，且Z轴运动总成中的滚珠丝杠、第一光面杆和第二光面杆均沿Z轴方向布置在第二同步带和第三同步带之间；

挤出机总成和热床总成均位于容纳腔内，挤出机总成安装在滑台上并随着滑台的运动而运动，热床总成位于挤出机总成的下方并水平布置，且热床总成安装在固定座上并随着固定座的运动而运动。

优选地，第一转轴、第二同步带、第二转轴、第三同步带沿容纳腔的内周面按序布置。

优选地，第一滑座远离第二滑座的一侧设有与第一导轨适配的第一卡座，第一卡座与第一导轨滑动配合。

优选地，第二滑座远离第一滑座的一侧设有与第二导轨适配的第二卡座，第二卡座与第二导轨滑动配合。

优选地，第一导轨的上下端面分别设有沿其长度方向延伸的第一上导向槽和第一下导向槽。

优选地，第一上导向槽和第一下导向槽均为槽口宽度大于槽底宽度的梯形槽。

优选地，第二导轨的上下端面分别设有沿其长度方向延伸的第二上导向槽和第二下导向槽。

优选地，第二上导向槽和第二下导向槽均为槽口宽度大于槽底宽度的梯形槽。

优选地，第一卡座包括一体成型的第一主块体、第一上卡接部和第一下卡接部，第一主块体固定与第一滑座固定安装，第一上卡接部和第一下卡接部均位于所述第一主块体远离第一滑座的一侧，且第一上卡接部与第一上导向槽适配并卡入第一上导向槽内，第一下卡接部与第一下导向槽适配并卡入第一下导向槽内。

优选地，第二卡座包括一体成型的第二主块体、第二上卡接部和第二下卡接部，第二主块体固定与第二滑座固定安装，第二上卡接部和第二下卡接部均位于所述第二主块体远离第二滑座的一侧，且第二上卡接部与第二上导向槽适配并卡入第二上导向槽内，第二下卡接部与第二下导向槽适配并卡入第二下导向槽内。

优选地，机架包括上下布置的顶面、底面架，以及位于顶面架和底面的外周并与顶面架和底面件相互配合形成容纳腔的侧面架，且顶面架和侧面架上均设有观察窗。

本发明中，X轴运动总成、Y轴运动总成和Z轴运动总成均安装在机架的容纳腔内，并使Y轴总成中的第一转轴、第二转轴、第二同步带、第三同步带相互配合形成矩形结构架，并使第一导轨和第二导轨分别位于第二同步带和第三同步带的下方，以尽可能增大第一转轴、第二转轴、第二同步带、第三同步带之间的空间面积；使X轴运动总成中第一滑座和第二滑座分别可滑动的安装在第一导轨和第二导轨上，使安装在第一导轨上的第一滑座与第二同步带固定连接并随着第二同步带运动而运动，使安装在第二导轨上的第二滑座与第三同步带固定连接并随着第三同步带的运动而运动，以使得X轴运动总成可以在第一转轴、第二转轴、第二同步带、第三同步带所形成的空间内进行运动；使Z轴运动总成位于X轴运动总成中第一滑杆、第二滑杆延伸向的一侧，并使Z轴运动总成中的滚珠丝杠、第一光面杆和第二光面杆均沿Z轴方向布置在第二同步带和第三同步带之间，以使得Z轴运动总成也可以在第一转轴、第二转轴、第二同步带、第三同步带所形成的空间内进行运动；同时，通过将挤出机总成和热床总成分别设置在容纳腔内，并使挤出机总成安装在滑台上，使热床总成安装在固定座上，使得二者可以分别根据滑台和固定座的运动而运动；进而使得本发明在保证各总成具有足够的运动空间的同时，增强结构的稳定性；并根据布局和传动需要合理选用同步带传动和丝杆传送，以确保本发明中的X轴运动总成和Y轴运动总成传动平稳、传动准确无滑动，且具有良好的缓冲、减振的效果；Z轴运动总成在频繁换向时无需间隙补偿，以进一步增强传动的平稳性和可靠性。

综上所述，本发明提出的一种运动平稳的3D打印设备，通过对X轴运动总成、Y轴运动总成和Z轴运动总成中的传动部件合理选用和合理布局，使得本发明所提出的打印设备结构紧凑稳定，运动的平稳性好，且箱体的设置对各部件可以起到良好的防护效果。

附图说明

图1为本发明提出的一种运动平稳的3D打印设备的结构示意图；

图2为本发明提出的一种运动平稳的3D打印设备中所述X轴运动总成的结构示意图；

图3为本发明提出的一种运动平稳的3D打印设备中所述X轴运动总成与Y轴运动总成的装配图；

图4为本发明提出的一种运动平稳的3D打印设备中所述Z轴运动总成的分解图。

具体实施方式

下面，通过具体实施例对本发明的技术方案进行详细说明。

如图1-4所示，图1为本发明提出的一种运动平稳的3D打印设备的结构示意图；图2为本发明提出的一种运动平稳的3D打印设备中所述X轴运动总成的结构示意图；图3为本发明提出的一种运动平稳的3D打印设备中所述X轴运动总成与Y轴运动总成的装配图；图4为本发明提出的一种运动平稳的3D打印设备中所述Z轴运动总成的分解图。

参照图1-4，本发明实施例提出的一种运动平稳的3D打印设备，包括：X轴运动总成、Y轴运动总成、Z轴运动总成、机架1、挤出机总成2和热床总成3，其中：

X轴运动总成包括第一滑座4、第二滑座5、第一滑杆6、第二滑杆7、第一同步轮、第二同步轮、第一同步带10、第一驱动电机11和滑台12；所述第一滑座4、第二滑座5相对布置，所述第一滑杆6、第二滑杆7均位于第一滑座4、第二滑座5之间，且第一滑杆6和第二滑杆7的两端均分别与第一滑座4和第二滑座5固定连接，第一滑杆6和第二滑杆7相互平行；所述第一同步轮、第二同步轮均位于第一滑杆6、第二滑杆7之间，且第一同步轮固定安装在第一滑座4上，第二同步轮安装在第二滑座5上，第一同步轮和第二同步轮之间的连线分别平行于第一滑杆6和第二滑杆7；所述第一同步带10分别与第一同步轮和第二同步轮装配连接；所述第一驱动电机11用于驱动第一同步轮和第二同步轮转动，以带动第一同步带10运动；所述滑台12可滑动的安装在第一滑杆6、第二滑杆7上，并与第一同步带10固定连接，且当第一同步带10运动时，滑台12在第一滑杆6、第二滑杆7上同步运动。

Y轴运动总成包括第一转轴13、第二转轴14、第三同步轮15、第四同步轮16、第五同步轮17、第六同步轮18、第二同步带19、第三同步带20、第二驱动电机21、第一导轨22和第二导轨23，所述第一转轴13和第二转轴14相对布置，且二者相互平行；所述第三同步轮15、第四同步轮16分别安装在第一转轴13的两端，第五同步轮17、第六同步轮18分别安装在第二转轴14的两端，且第三同步轮15和第五同步轮17之间的连线与第四同步轮16和第六同步轮18之间的连线相互平行；所述第二同步带19分别与第三同步轮15、第五同步轮17装配连接，第三同步带20分别与第四同步轮16、第六同步轮18装配连接；所述第二驱动电机21用于驱动第一转轴13、第二转轴14同步转动，以实现第二同步带19、第三同步带20的同步转动；所述第一导轨22位于第二同步带19的下方并沿第二同步带19的运动方向延伸；所述第二导轨23位于第三同步带20的相仿性沿第三同步带20的运动方向延伸。

Z轴运动总成包括滚珠丝杠24、第一光面杆25、第二光面杆26、固定座27和第三驱动电机28，所述滚珠丝杆上安装有滚珠丝杠24头；所述第一光面杆25和第二光面杆26分别位于滚珠丝杆的两侧并分别平行与滚珠丝杠24；所述固定座27分别穿过第一光面杆25、第二光面杆26和滚珠丝杠24，并与滚珠丝杠24上的滚珠丝杠24头固定连接；所述第三驱动电机28位于滚珠丝杠24的一端并用于驱动滚珠丝杠24转动，且当滚珠丝杆转动时，固定座27沿滚珠丝杠24的延伸方向直线运动。

机架1具有容纳腔，所述X轴运动总成、Y轴运动总成、Z轴运动总成均位于容纳腔内，并且，所述Y轴运动总成中的第一转轴13、第二转轴14在容纳腔内沿X轴方向布置并分别机架1固定，Y轴运动总成中的第二同步带19、第三同步带20在容纳腔内沿Y轴方向布置；所述X轴运动总成位于第二同步带19和第三同步带20之间，X轴运动总成中的第一滑座4和第二滑座5分别可滑动的安装在Y轴运动总成中的第一导轨22和第二导轨23上，且二者分别与Y轴运动总成中的第二同步带19和第三同步固定连接；所述Z轴运动总成位于X轴运动总成中第一滑杆6、第二滑杆7延伸向的一侧，且Z轴运动总成中的滚珠丝杠24、第一光面杆25和第二光面杆26均沿Z轴方向布置在第二同步带19和第三同步带20之间；挤出机总成2和热床总成3均位于容纳腔内，挤出机总成2安装在滑台12上并随着滑台12的运动而运动，热床总成3位于挤出机总成2的下方并水平布置，且热床总成3安装在固定座27上并随着固定座27的运动而运动。

本发明中，X轴运动总成、Y轴运动总成和Z轴运动总成均安装在机架1的容纳腔内，并使Y轴总成中的第一转轴13、第二转轴14、第二同步带19、第三同步带20相互配合形成矩形结构架，并使第一导轨22和第二导轨23分别位于第二同步带19和第三同步带20的下方，以尽可能增大第一转轴13、第二转轴14、第二同步带19、第三同步带20之间的空间面积；使X轴运动总成中第一滑座4和第二滑座5分别可滑动的安装在第一导轨22和第二导轨23上，使安装在第一导轨22上的第一滑座4与第二同步带19固定连接并随着第二同步带19运动而运动，使安装在第二导轨23上的第二滑座5与第三同步带20固定连接并随着第三同步带20的运动而运动，以使得X轴运动总成可以在第一转轴13、第二转轴14、第二同步带19、第三同步带20所形成的空间内进行运动；使Z轴运动总成位于X轴运动总成中第一滑杆6、第二滑杆7延伸向的一侧，并使Z轴运动总成中的滚珠丝杠24、第一光面杆25和第二光面杆26均沿Z轴方向布置在第二同步带19和第三同步带20之间，以使得Z轴运动总成也可以在第一转轴13、第二转轴14、第二同步带19、第三同步带20所形成的空间内进行运动；同时，通过将挤出机总成2和热床总成3分别设置在容纳腔内，并使挤出机总成2安装在滑台12上，使热床总成3安装在固定座27上，使得二者可以分别根据滑台12和固定座27的运动而运动；进而使得本发明在保证各总成具有足够的运动空间的同时，增强结构的稳定性；并根据布局和传动需要合理选用同步带传动和丝杆传送，以确保本发明中的X轴运动总成和Y轴运动总成传动平稳、传动准确无滑动，且具有良好的缓冲、减振的效果；Z轴运动总成在频繁换向时无需间隙补偿，以进一步增强传动的平稳性和可靠性。

此外，本实施例中，第一转轴13、第二同步带19、第二转轴14、第三同步带20沿容纳腔的内周面按序布置，以减小第一转轴13、第二同步带19、第二转轴14、第三同步带20在容纳腔内的所在的空间。

本实施例中，第一导轨22的上下端面分别设有沿其长度方向延伸的第一上导向槽和第一下导向槽，且第一上导向槽和第一下导向槽均为槽口宽度大于槽底宽度的梯形槽；第二导轨23的上下端面分别设有沿其长度方向延伸的第二上导向槽和第二下导向槽，且第二上导向槽和第二下导向槽均为槽口宽度大于槽底宽度的梯形槽；第一滑座4远离第二滑座5的一侧设有与第一导轨22适配的第一卡座8，第一卡座8包括一体成型的第一主块体、第一上卡接部和第一下卡接部，第一主块体固定与第一滑座4固定安装，第一上卡接部和第一下卡接部均位于所述第一主块体远离第一滑座4的一侧，且第一上卡接部与第一上导向槽适配并卡入第一上导向槽内，第一下卡接部与第一下导向槽适配并卡入第一下导向槽内；第二滑座5远离第一滑座4的一侧设有与第二导轨23适配的第二卡座9，第二卡座9包括一体成型的第二主块体、第二上卡接部和第二下卡接部，第二主块体固定与第二滑座5固定安装，第二上卡接部和第二下卡接部均位于所述第二主块体远离第二滑座5的一侧，且第二上卡接部与第二上导向槽适配并卡入第二上导向槽内，第二下卡接部与第二下导向槽适配并卡入第二下导向槽内，以第一滑座4和第二滑座5在第一导轨19和第二导轨20上滑动的平稳性。

本实施例中，机架1包括上下布置的顶面、底面架，以及位于顶面架和底面的外周并与顶面架和底面件相互配合形成容纳腔的侧面架，且顶面架和侧面架上均设有观察窗，该结构的设置在起到对内部部件进行防护的同时，方便观察内部部件工作状态。

由上可知，本发明提出的一种运动平稳的3D打印设备，通过对X轴运动总成、Y轴运动总成和Z轴运动总成中的传动部件合理选用和合理布局，使得本发明所提出的打印设备结构紧凑稳定，运动的平稳性好，且箱体的设置对各部件可以起到良好的防护效果。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。