CN106003728A - 用于圆筒壁成型的3d打印机 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种用于圆筒壁成型的3D打印机，包括机架、送料机头、圆柱形的环面平台、移动装置和转动装置，所述环面平台与机架可拆卸连接。移动装置，包括用于机头沿环面平台轴向移动的X轴移动机构和用于机头靠近或远离环面平台表面的Z轴移动机构；转动装置，包括用于驱动机头或环面平台沿环面平台轴心转动的R轴转动机构，所述R轴转动机构的旋转中心与环面平台的轴心同心。相比传统的平面XYZ轴移动机构，本发明通过R轴移动机构代替原有的Y轴移动机构，使平面移动的方向变成环形转动方向。可以快速的打印管、环或筒制品，并且不会出现传统的XYZ打印机在打印弧面时产生的毛刺棱角，环面打印效果更好更精准。
Description
技术领域
本发明涉及3D打印机，它是一种用于圆筒壁成型的3D打印机。
背景技术
目前，3D打印(3DP)即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。
现有的3D打印机包括打印平台、机头和移动装置，通过移动装置对机头的位置进行调整，实现在三维空间内的逐层打印，而现有的移动装置多采用X轴移动机构、Y轴移动机构和Z轴移动机构，是一个方形的三维立体移动空间，打印的方向由下至上，并且打印的平台为平面的平台，因此如果需要在弧面的表面打印物品时，上述打印方式受到极大的限制，仅能在弧面的一个侧面方向进行打印。
发明内容
本发明的目的是为了解决弧形表面打印受限的问题，提供一种用于圆筒壁成型的3D打印机，可以在环形的弧面上轻松快速的打印模型，打印速度快捷方便。
为了实现上述发明目的，本发明采用了以下技术方案：一种用于圆筒壁成型的3D打印机，包括机架、送料机头、圆柱形的环面平台、移动装置和转动装置，所述环面平台与机架可拆卸连接。
移动装置，包括用于机头沿环面平台轴向移动的X轴移动机构和用于机头靠近或远离环面平台表面的Z轴移动机构；
转动装置，包括用于驱动机头或环面平台沿环面平台轴心转动的R轴转动机构，所述R轴转动机构的旋转中心与环面平台的轴心同心。
移动装置和转动装置的作用在于控制机头与环面平台的位置关系，即可以是机头固定，环面平台根据机头的位置进行移动定位及转动；或环面平台固定，机头根据环面平台的位置进行移动和旋转；或二者均不固定，通过空间的位置关系配合实现相对的转动和移动，因此本发明中机头和环面平台与移动装置和转动装置的连接方式有多种，并未进行限定。
优选的，所述R轴转动机构包括用于支撑环面平台旋转的支架、驱动单元和用于驱动单元和环面平台同步转动的联轴器，所述联轴器为分体联轴器或支架与环面平台可拆卸设置，由于打印完毕后的成品需要取下，因此联轴器需要采用分体联轴器或环面平台可以从支架上拆卸下来。
优选的，所述联轴器为分体联轴器。
优选的，所述机头竖直朝下并指向环面平台的轴心，Z轴移动机构移动方向为垂直于水平的竖直方向。
优选的，还包括平面平台和用于机头相对平面平台移动的Y轴移动机构，Y轴移动机构的移动方向即垂直于X轴移动机构又垂直于Z轴移动机构。
Y轴移动机构可以将平面平台与X轴移动机构或Z轴移动机构进行连接，也可以将平面平台与机架进行连接，优选的，所述Y轴移动机构连接机架与平面平台，控制更简单稳定。
优选的，所述平面平台位于机架的底部，环面平台位于平面平台的上方。
优选的，本发明用于圆筒壁成型的3D打印机还包括送料器，所述送料器与机头之间连接有用于线料通过的导管。
优选的，所述机头还设有用于加快冷却的冷却风扇，冷却风扇朝向机头底部。
优选的，所述X轴移动机构和Z轴移动机构均采用丝杠移动机构。
与现有技术相比，采用了上述技术方案的用于圆筒壁成型的3D打印机，具有如下有益效果：
采用本发明的用于圆筒壁成型的3D打印机，可以有效解决3D打印机在环形弧面打印的受限的缺陷，并且打印速度快，操作方便。
X轴移动机构用于控制机头与环面平台轴向上的位置；R轴转动机构用于调节机头与环面平台周向上的位置；Z轴移动机构用于控制机头与环面平台之间的距离，用于厚度方向上的逐层打印。
相比传统的平面X、Y、Z轴移动机构，本发明中的通过R轴转动机构代替原有的Y轴移动机构，使平面移动的方向变成环形转动方向。
本发明可以快速的打印管、环或筒制品，并且不会出现传统的XYZ打印机在打印弧面时产生的毛刺棱角，环面打印效果更好更精准。
附图说明
图1为本发明用于圆筒壁成型的3D打印机实施例1的结构示意图；
图2为图1中A处的局部放大图；
图3为本发明用于圆筒壁成型的3D打印机实施例1的结构示意图；
图4为本发明用于圆筒壁成型的3D打印机实施例1的结构示意图。
图5为本发明用于圆筒壁成型的3D打印机实施例2的结构示意图。
附图标记：1、X轴移动机构；2、Y轴移动机构；3、Z轴移动机构；40、驱动单元；41、联轴器；42、支架；5、机头；50、送料器；51、冷却风扇；52、导管；6、环面平台；7、平面平台。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步描述。
实施例1：
如图1至4所示的一种用于圆筒壁成型的3D打印机，包括机架、送料器50、冷却风扇51、送料的机头5、圆柱形的环面平台6、移动装置和转动装置，环面平台6与机架可拆卸连接。
移动装置，包括用于机头5沿环面平台6轴向移动的X轴移动机构和用于机头5靠近或远离环面平台6表面的Z轴移动机构；
转动装置，包括用于驱动机头5或环面平台6沿环面平台6轴心转动的R轴转动机构，R轴转动机构的旋转中心与环面平台6的轴心同心。
机头5竖直朝下并指向环面平台6的轴心，Z轴移动机构移动方向为垂直于水平的竖直方向。机头5竖直朝下并指向环面平台6的轴心，可以保证机头的喷嘴垂直正对环面平台6的表面，在逐层打印时更为平缓。
送料器50将线料进行挤压并带动进入导管52内，线料经过导管52运送至机头5热熔并在环面平台冷却固化。
X轴移动机构用于控制机头与环面平台轴向上的位置；R轴转动机构用于调节机头与环面平台周向上的位置；Z轴移动机构用于控制机头与环面平台之间的距离，用于厚度方向上的逐层打印。
相比传统的平面X、Y、Z轴移动机构，本发明中的通过R轴转动机构代替原有的Y轴移动机构，使平面移动的方向变成环形转动方向。
本发明可以快速的打印管、环或筒制品，并且不会出现传统的XYZ打印机在打印弧面时产生的毛刺棱角，环面打印效果更好更精准。
R轴转动机构包括用于支撑环面平台6旋转的支架42、驱动单元40和用于驱动单元40和环面平台6同步转动的联轴器41，联轴器41为分体联轴器。
采用分体联轴器的好处在于，打印完毕的模型跟环面平台6可以直接从联轴器41处打开，将模型取出。
冷却风扇51朝向机头5底部，可以有效加快挤压至平台表面的热熔塑料快速冷却固化。
本实施例中的3D打印机还设有平面平台7和Y轴移动机构，Y轴移动机构连接机架与平面平台7，使平面平台7能够在Y轴移动机构的作用下发生前后移动，通过与X轴移动机构、Z轴移动机构的配合，实现普通的XYZ轴移动机构打印机的效果。
平面平台7位于环面平台6下方，当环面平台6不使用时，可以将环面平台卸下，即可正常的进行XYZ空间平面打印。
而当环面平台6安装于支架上时，通过转动R轴转动机构即可进行XRZ环面打印。
平面平台7位于机架的底部，可以更合理的运用打印机的空间，若平面平台7位于打印机中部，则需要拆卸整个平面平台7及Y轴移动机构，并且遮挡视野。
因此，平面平台7安装于机架底部上表面，Y轴移动机构安装于机架底部下表面，更能够节省空间。
X轴移动机构、Y轴移动机构和Z轴移动机构均采用丝杠移动机构，丝杠移动机构成本较低，并且控制稳定噪音低，使用寿命长。
实施例2：
与实施例1相比，本实施例中的圆筒3D打印机仅有R轴转动机构和X、Z轴移动机构，无Y轴移动机构，如图5所示。
本实施例的圆筒3D打印机仅用于环形的弧面打印，不作其他打印，因此只有X、Z、R三个维度。相比实施例1，虽然功能较为单一，但是也更节省成本。
以上使本发明的优选实施方式，对于本领域的普通技术人员来说不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干变型和改进，这些也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种用于圆筒壁成型的3D打印机，其特征在于：包括机架、送料的机头(5)、圆柱形的环面平台(6)、移动装置和转动装置，所述环面平台(6)与机架可拆卸连接；
-移动装置，包括用于机头(5)沿环面平台(6)轴向移动的X轴移动机构(1)和用于机头(5)靠近或远离环面平台(6)表面的Z轴移动机构(3)；
-转动装置，包括用于驱动机头(5)或环面平台(6)沿环面平台(6)轴心转动的R轴转动机构，所述R轴转动机构的旋转中心与环面平台(6)的轴心同心。
2.根据权利要求1所述的用于圆筒壁成型的3D打印机，其特征在于：所述R轴转动机构包括用于支撑环面平台(6)旋转的支架(42)、驱动单元(40)和用于驱动单元(40)和环面平台(6)同步转动的联轴器(41)，所述环面平台(6)可拆卸设置于支架上。
3.根据权利要求2所述的用于圆筒壁成型的3D打印机，其特征在于：所述联轴器(41)为分体联轴器。
4.根据权利要求2所述的用于圆筒壁成型的3D打印机，其特征在于：所述机头(5)竖直朝下并指向环面平台(6)的轴心，Z轴移动机构(3)移动方向为垂直于水平的竖直方向。
5.根据权利要求4所述的用于圆筒壁成型的3D打印机，其特征在于：还包括平面平台(7)和用于机头(5)相对平面平台(7)移动的Y轴移动机构(2)，Y轴移动机构(2)的移动方向即垂直于X轴移动机构(1)又垂直于Z轴移动机构(3)。
6.根据权利要求5所述的用于圆筒壁成型的3D打印机，其特征在于：所述Y轴移动机构(2)连接机架与平面平台(7)。
7.根据权利要求5所述的用于圆筒壁成型的3D打印机，其特征在于：所述平面平台(7)位于机架的底部，环面平台(6)位于平面平台(7)的上方。
8.根据权利要求1所述的用于圆筒壁成型的3D打印机，其特征在于：还包括送料器(50)，所述送料器(50)与机头(5)之间连接有用于线料通过的导管(52)。
9.根据权利要求1所述的用于圆筒壁成型的3D打印机，其特征在于：所述机头(5)还设有用于加快冷却的冷却风扇(51)，冷却风扇(51)朝向机头(5)底部。
10.根据权利要求1所述的用于圆筒壁成型的3D打印机，其特征在于：所述X轴移动机构(1)和Z轴移动机构(3)均采用丝杠移动机构。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20161012 |