一种高温高速3D打印机及其打印方法与流程

本发明涉及3d打印，尤其是涉及一种高温高速3d打印机及其打印方法。

背景技术：

1、大型机床为了实现悬挂的加工头在x、y和z轴三个方向运动，需要x、y和z轴三个方向的驱动装置，现有的大型机床中主要包括两大类结构，第一类为动梁式，y轴驱动滑轨设置在下端，龙门式框架安装在下端的y轴驱动滑轨上，x和z轴的驱动装置安装在龙门式框架上，龙门式框架沿y轴方向移动，工作台不动，这种结果由于龙门框架以及x轴和z轴等驱动机构体积和重量都比较大，重心偏高，而这些机构是沿着y轴移动，y轴驱动轨道设置在靠近地面的下端，从而导致重心远高于驱动平面，不适合高速运动。第二类动台式，工作台安装在y轴轨道上，龙门式框架固定地横跨在工作台的上方，x轴和z轴安装在龙门式框架的横梁上，工作台可沿y轴移动，此机构的工作台需要移动，而对于大型机床的工作台而言，工作台的体积和重量都非常大也不适合高速移动。因此现有技术的大型机床的驱动架无法满足3d打印机的精度需求。

2、为了解决上述缺陷，现有技术中（公告号：cn 106515019 a 公告日：2017.03.22）公开了一种3d打印机，其中纵梁组件和横梁组件安装在立柱组件上，且立柱组件上设有z轴驱动装置；打印头安装在横梁上，打印头的重心与横梁组件的重心相距很近，打印头在z轴方向上只做短距离移动，使得纵梁组件和横梁组件驱动打印头高加速度打印时，打印头几乎不会振荡。但是，此现有技术依旧存在以下缺陷：

3、缺陷1、打印头需要沿在y轴方向进行高速移动，打印头会相当于摆锤冲撞纵梁组件，又因为纵梁组件设置在立柱组件的外侧，其冲击力会致使纵梁组件发生震荡和松动，为了保证设备机床的使用寿命，y轴方向的移速无法设定过快，导致y轴方向的高速移动无法实现，影响3d打印的效率。

4、缺陷2、在打印过程中，打印头的出胶位是直接打印到产品上的，由于产品和打印头都是直接暴露在室温空气中，产品的表面温度会迅速降低，导致打印头输出的胶液与产品融合不充分，严重影响3d打印的效果，因此有必要加热打印过程中的环境温度。

5、现有专利中（公告号：cn 218196977 u 公告日：2023.01.03）还公开了一种高温3d打印机，其在保温舱内进行3d打印，但是，随着材料的热胀冷缩，尤其是对于大型的3d打印设备而言，x轴、y轴、z轴的精度会出现偏差，进而影响到3d打印的精度。

技术实现思路

1、本发明为克服上述情况不足，提供了一种能解决上述问题的技术方案。

2、一种高温高速3d打印机，包括驱动架和打印头，

3、所述驱动架包括底板、立式支架和控温室，所述立式支架设有前后对称的两个，所述立式支架和所述控温室均固定安装在所述底板上，所述立式支架设置在所述控温室内；

4、所述立式支架的内侧设置有横梁，所述立式支架的左右两端均安装有z轴驱动装置，两个所述z轴驱动装置控制所述横梁升降移动；所述横梁上安装有x轴驱动装置，前后两侧所述横梁的x轴驱动装置之间安装有纵梁，所述x轴驱动装置控制所述纵梁左右移动；所述纵梁上安装有y轴驱动装置，所述y轴驱动装置控制所述打印头前后移动。

5、更佳的，所述z轴驱动装置、所述x轴驱动装置和所述y轴驱动装置上均留有形变预留位。

6、更佳的，所述横梁的外侧固定安装有滑块，所述立式支架的内侧固定安装有若干个滑轨，滑轨竖向设置，滑块一一对应滑动配合安装在滑轨上。

7、更佳的，所述x轴驱动装置的形变预留位设置在滑轨和滑块的配合间隙之间。

8、更佳的，所述底板上设置有锁定板，所述锁定板设置在两个所述立式支架之间，所述锁定板位于所述打印头的下方，所述锁定板上成型有均匀布置的若干个螺丝孔，所述底板和所述锁定板之间固定安装有隔热材料。

9、更佳的，所述z轴驱动装置、所述x轴驱动装置、所述y轴驱动装置均采用丝杆滑块机构、齿轮齿条机构之中的任意一种。

10、更佳的，所述控温室包括隔热框、顶板和控温单元，所述隔热框固定安装在所述底板上，所述顶板覆盖安装在所述隔热框的上端，所述控温单元固定安装在所述顶板的内侧，所述隔热框的侧边设置有操作窗口。

11、更佳的，还包括控制器，所述控制器分别与所述控温室、所述z轴驱动装置、所述x轴驱动装置和所述y轴驱动装置电性连接。

12、一种3d打印方法，采用上述的一种高温高速3d打印机进行3d打印，包括如下步骤：

13、步骤s1、打印底盘，在所述锁定板上打印一个产品的底盘，然后使用螺丝与所述螺丝孔的配合将底盘锁在所述锁定板上；

14、步骤s2、预热，利用所述控温单元加热所述控温室，让控温室的温度保持在40℃-60℃之间；

15、步骤s3、测量，利用激光测距仪测量x轴、y轴和z轴在步骤s2温度下的形变误差，将其误差值输入并保存到所述控制器中；

16、步骤s4、打印，在步骤s2的温度下进行3d打印，在其所述z轴驱动装置、所述x轴驱动装置、所述y轴驱动装置分别加上对应的误差数值后再进行打印，保证打印精度。

17、更佳的，步骤s2中的预热的温度为45℃。

18、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

19、1、将横梁设置在立式支架的内侧，在y轴驱动装置驱动打印头沿y轴方向高速前后移动时，立式支架能够有效阻挡横梁，有效避免横梁发生震荡和松动，能够满足y轴方向的高速运转，配合x轴驱动装置实现打印头高速的平面移动，满足高效3d打印的需求；

20、2、在3d打印的过程中，控温室可以给3d打印的环境温度提供加温以及恒温的作用，防止产品外表面凝固，让打印头输出的胶液能够充分与产品相融合，实现更佳的3d打印效果；

21、3、在控温室内的温度保持恒定时，可以测量x轴、y轴和z轴三个方向的误差，保证3d打印的精度，在z轴驱动装置、x轴驱动装置和y轴驱动装置中预留形变预留位，能够有效避免因热胀冷缩而导致设备卡死无法正常运行；

22、4、x轴驱动装置和y轴驱动装置的距离很近，能够承受高速的x轴和y轴移动，实现更高效的3d打印。

23、本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

技术特征：

1.一种高温高速3d打印机，包括驱动架和打印头，其特征在于，

2.根据权利要求1所述的一种高温高速3d打印机，其特征在于，所述z轴驱动装置、所述x轴驱动装置和所述y轴驱动装置上均留有形变预留位。

3.根据权利要求2所述的一种高温高速3d打印机，其特征在于，所述横梁的外侧固定安装有滑块，所述立式支架的内侧固定安装有若干个滑轨，滑轨竖向设置，滑块一一对应滑动配合安装在滑轨上。

4.根据权利要求3所述的一种高温高速3d打印机，其特征在于，所述x轴驱动装置的形变预留位设置在滑轨和滑块的配合间隙之间。

5.根据权利要求1所述的一种高温高速3d打印机，其特征在于，所述底板上设置有锁定板，所述锁定板设置在两个所述立式支架之间，所述锁定板位于所述打印头的下方，所述锁定板上成型有均匀布置的若干个螺丝孔，所述底板和所述锁定板之间固定安装有隔热材料。

6.根据权利要求1所述的一种高温高速3d打印机，其特征在于，所述z轴驱动装置、所述x轴驱动装置、所述y轴驱动装置均采用丝杆滑块机构、齿轮齿条机构之中的任意一种。

7.根据权利要求1所述的一种高温高速3d打印机，其特征在于，所述控温室包括隔热框、顶板和控温单元，所述隔热框固定安装在所述底板上，所述顶板覆盖安装在所述隔热框的上端，所述控温单元固定安装在所述顶板的内侧，所述隔热框的侧边设置有操作窗口。

8.根据权利要求1所述的一种高温高速3d打印机，其特征在于，还包括控制器，所述控制器分别与所述控温室、所述z轴驱动装置、所述x轴驱动装置和所述y轴驱动装置电性连接。

9.一种3d打印方法，采用权利要求1-8任意一项所述的一种高温高速3d打印机进行3d打印，其特征在于，包括如下步骤：

10.根据权利要求8所述的一种3d打印方法，其特征在于，步骤s2中的预热的温度为45℃。

技术总结
本发明公开了一种高温高速3D打印机，包括驱动架和打印头，所述驱动架包括底板、立式支架和控温室，所述立式支架设有前后对称的两个，所述立式支架设置在所述控温室内；所述立式支架的内侧设置有横梁，所述立式支架的左右两端均安装有Z轴驱动装置，两个所述Z轴驱动装置控制所述横梁升降移动；所述横梁上安装有X轴驱动装置，前后两侧所述横梁的X轴驱动装置之间安装有纵梁；所述纵梁上安装有Y轴驱动装置，所述Y轴驱动装置控制所述打印头前后移动；所述Z轴驱动装置、所述X轴驱动装置和所述Y轴驱动装置上均留有形变预留位。本发明能够满足X轴方向和Y轴方向的高速移动，打印头输出的胶液能够充分与产品相融合，保证3D打印的效果。

技术研发人员：陈祺睿,陈妙谋
受保护的技术使用者：广东睿雪智能制造有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15