本發(fā)明涉及3d打印技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種可自我復(fù)制的3d打印機。

背景技術(shù)：

3d打印機是快速成形技術(shù)的一種機器，它是一種數(shù)字模型文件為基礎(chǔ)，運用特殊蠟材、粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過逐層打印的方式來構(gòu)造物體的技術(shù)。常常在模具制造、工業(yè)設(shè)計等領(lǐng)域被用于制造模型或者用于一些產(chǎn)品的直接制造，意味著這項技術(shù)正在普及。3d打印機的工作原理與普通打印機基本相同，是通過電腦控制把“打印材料”一層一層地疊加起來，最終把計算機上的藍圖變成實物。

現(xiàn)有的3d打印機主要包括：機架，x向運動模組、y向運動模組、z向運動模組、噴頭模組和用于承載產(chǎn)品的熱床，其中，x向、y向和z向兩兩垂直。為了保證3d打印機的打印質(zhì)量，通常選擇z向運動模組采用絲杠加直線導(dǎo)軌機構(gòu)。但是，由于絲杠加直線導(dǎo)軌機構(gòu)在運行時機械摩擦較大，其使用一年或者兩年后，較易因摩擦出現(xiàn)機械虛位，導(dǎo)致其機械精度較低，使得3d打印機的打印精度較低，產(chǎn)品成型質(zhì)量較低；且在運行時機械摩擦較大，會產(chǎn)生較大的工作噪音，且成本較高，會導(dǎo)致3d打印機的制作成本較高，且打印機的其他配件的成本也較高，會導(dǎo)致3d打印機總體成本較高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供了一種可自我復(fù)制的3d打印機，本3d打印機運動模組之間的摩擦，提高了3d打印機的打印精度以及產(chǎn)品成型質(zhì)量，且降低了打印成本。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種可自我復(fù)制的3d打印機，包括機架、3d打印頭、送料機構(gòu)和控制器，所述機架為框型結(jié)構(gòu)，包括豎直設(shè)置的四個z軸滑動導(dǎo)軌和設(shè)置在z軸滑動導(dǎo)軌底部的底座，所述底座前后兩側(cè)設(shè)置有x軸滑動導(dǎo)軌，所述x軸滑動導(dǎo)軌上方設(shè)置有可沿x軸滑動導(dǎo)軌運動的打印底板，所述打印底板下方還設(shè)置有x軸滑輪組和x軸移動系統(tǒng)，所述底座靠近右側(cè)的兩個z軸滑動導(dǎo)軌上均套設(shè)有z軸滑輪組，所述z軸滑輪組中間設(shè)置有y軸滑動導(dǎo)軌，所述y軸滑動導(dǎo)軌的兩側(cè)分別與z軸滑輪組固定連接，所述y軸滑動導(dǎo)軌與底座相平行，所述底座還垂直設(shè)有z軸移動系統(tǒng)，所述z軸移動系統(tǒng)與z軸滑輪組相連接，所述y軸滑輪組能夠在z軸移動系統(tǒng)的作用下相對于z軸滑動導(dǎo)軌做升降移動，所述y軸滑動導(dǎo)軌外部設(shè)置有y軸移動系統(tǒng)，所述y軸滑動導(dǎo)軌套設(shè)有y軸滑輪組，所述y軸滑輪組能夠在y軸移動系統(tǒng)的作用下沿y軸滑動導(dǎo)軌前后運動，所述3d打印頭與y軸滑輪組固定連接，所述送料機構(gòu)設(shè)置在3d打印機的送料處，所述控制器設(shè)置在機架一側(cè)。

優(yōu)選的，所述x軸移動系統(tǒng)包括x軸步進電機和x軸同步帶組成，所述x軸同步帶設(shè)置在打印底板的底部中間，所述x軸滑輪組共有兩組，所述x軸滑輪組套設(shè)在所述x軸滑動導(dǎo)軌的外側(cè)。

優(yōu)選的，所述z軸移動系統(tǒng)共有兩組，分別緊挨右側(cè)兩個z軸滑動導(dǎo)軌設(shè)置，所述z軸移動系統(tǒng)由梯型螺桿和z軸步進電機組成，所述z軸步進電機設(shè)置于底座，所述z軸步進電機和y軸滑動導(dǎo)軌相連接，所述梯型螺桿緊挨底座右側(cè)的z軸滑動導(dǎo)軌豎直設(shè)置，所述y軸滑動導(dǎo)軌通過z軸滑輪組相對于z軸滑動導(dǎo)軌做升降移動，所述z軸滑輪組套設(shè)在梯型螺桿外部，所述z軸輪滑組與梯型螺桿連接處的下方設(shè)置有t型銅螺母。

優(yōu)選的，所述y軸移動系統(tǒng)由y軸步進電機和y軸同步帶組成，所述y軸同步帶分別與y軸步進電機和y軸滑輪組相連接，所述y軸滑輪組與3d打印頭固定連接。

優(yōu)選的，所述x軸滑輪組、y軸滑輪組和z軸滑輪組的形狀為t型，所述滑輪組共設(shè)置有三個滑輪，所述滑輪組的一側(cè)設(shè)有兩個滑輪，所述滑輪組的另一側(cè)設(shè)有一個滑輪，所述滑輪組中間貫穿有滑動導(dǎo)軌，所述滑輪組相對于滑動導(dǎo)軌進行運動，所述滑輪組為一體化塑包輪組合機構(gòu)。

優(yōu)選的，所述3d打印機的橫向?qū)Ь€和縱向?qū)蛲鈧?cè)均采用拖鏈進行保護。

優(yōu)選的，所述3d打印機底座的一側(cè)還設(shè)置有接線盒。

優(yōu)選的，所述控制器采用開源程序的控制系統(tǒng)和電氣控制電路，所述控制器包含控制盒，所述控制盒為自制3d打印機打印獲得。

優(yōu)選的，所述送料機構(gòu)采用三角形穩(wěn)定支架，所述送料機構(gòu)包括支撐體，所述支撐體采用自制3d打印機打印獲得。

優(yōu)選的，所述接線盒也采用自制3d打印機打印獲得。

本發(fā)明達到的有益效果是：本發(fā)明公開了一種可自我復(fù)制的3d打印機，z軸移動系統(tǒng)采用兩個梯型螺桿帶動打印平臺沿支撐柱做升降移動，再結(jié)合銅螺母的自鎖性和耐磨性，較現(xiàn)有技術(shù)相比，有效減小了z向運動模組的機械摩擦，提高了z向運動模組的機械精度，進而提高了3d打印機的打印精度以及產(chǎn)品成型質(zhì)量，保證了運行的可靠性；同時，將多個部件為自制3d打印機打印獲得，極大地降低了3d打印機的制作成本。

附圖說明

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進一步說明，

圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是本發(fā)明中滑輪組的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是本發(fā)明中步進電機和同步帶的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明中梯型螺桿和步進電機的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明中送料機構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖；

其中，1、機架，11、z軸滑動導(dǎo)軌，12、z軸滑輪組，13、z軸移動系統(tǒng)，131、梯型螺桿，132、z軸步進電機，133、t型銅螺母，14、x軸滑動導(dǎo)軌，15、x軸滑輪組，16、x軸移動系統(tǒng)，161、x軸步進電機，162、x軸同步帶，17、y軸滑動導(dǎo)軌，18、y軸滑輪組，19、y軸移動系統(tǒng)，191、y軸步進電機，192、y軸同步帶，20、底座，21、打印底板，3、3d打印頭，4、送料機構(gòu)，5、控制器，6、拖鏈，7、接線盒。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式做進一步說明。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：如圖1和圖2所示，一種可自我復(fù)制的3d打印機，包括機架1、3d打印頭3、送料機構(gòu)4和控制器5，所述機架1為框型結(jié)構(gòu)，包括豎直設(shè)置的四個z軸滑動導(dǎo)軌11和設(shè)置在z軸滑動導(dǎo)軌11底部的底座20，所述底座20前后兩側(cè)設(shè)置有x軸滑動導(dǎo)軌14，所述x軸滑動導(dǎo)軌14上方設(shè)置有可沿x軸滑動導(dǎo)軌14運動的打印底板21，所述打印底板21下方還設(shè)置有x軸滑輪組15和x軸移動系統(tǒng)16，所述底座20靠近右側(cè)的兩個z軸滑動導(dǎo)軌11上均套設(shè)有z軸滑輪組12，所述z軸滑輪組12中間設(shè)置有y軸滑動導(dǎo)軌17，所述y軸滑動導(dǎo)軌17的兩側(cè)分別與z軸滑輪組12固定連接，所述y軸滑動導(dǎo)軌17與底座20相平行，所述底座20還垂直設(shè)有z軸移動系統(tǒng)13，所述z軸移動系統(tǒng)13與z軸滑輪組12相連接，所述y軸滑輪組12能夠在z軸移動系統(tǒng)13的作用下相對于z軸滑動導(dǎo)軌11做升降移動，所述y軸滑動導(dǎo)軌17外部設(shè)置有y軸移動系統(tǒng)19，所述y軸滑動導(dǎo)軌17套設(shè)有y軸滑輪組18，所述y軸滑輪組18能夠在y軸移動系統(tǒng)19的作用下沿y軸滑動導(dǎo)軌17前后運動，所述3d打印頭3與y軸滑輪組18固定連接，所述送料機構(gòu)4設(shè)置在3d打印機的送料處，所述控制器5設(shè)置在機架1一側(cè)。

3d打印機的機架1采用鋁合金搭建整體框架，保證了機械本體剛度的提高及機械傳動的可靠性和精度穩(wěn)定性，鋁型材的剪裁比較方便，只需要一臺小型切割機就可以輕松實現(xiàn)，底座20用彈性塑料鋁型材配件支撐，起到降低噪音的作用。

優(yōu)選的方案是，所述x軸移動系統(tǒng)13包括x軸步進電機161和x軸同步帶162組成，所述x軸同步帶162設(shè)置在打印底板21的底部中間，所述x軸滑輪組15共有兩組，所述x軸滑輪組15套設(shè)在所述x軸滑動導(dǎo)軌14的外側(cè)。

優(yōu)選的方案是，所述z軸移動系統(tǒng)13共有兩組，分別緊挨右側(cè)兩個z軸滑動導(dǎo)軌11設(shè)置，所述z軸移動系統(tǒng)13由梯型螺桿131和z軸步進電機132組成，所述z軸步進電機132設(shè)置于底座20，所述z軸步進電機132和y軸滑動導(dǎo)軌17相連接，所述梯型螺桿131緊挨底座20右側(cè)的z軸滑動導(dǎo)軌11豎直設(shè)置，所述y軸滑動導(dǎo)軌11通過z軸滑輪組12相對于z軸滑動導(dǎo)軌11做升降移動，所述z軸滑輪組12套設(shè)在梯型螺桿131外部，所述z軸輪滑組12與梯型螺桿131連接處的下方設(shè)置有t型銅螺母133。

梯形螺桿131采用螺距為2mm的梯形螺桿和銅螺母，具有自鎖性能和耐磨性，并且只需要少量潤滑脂潤滑。

優(yōu)選的方案是，所述y軸移動系統(tǒng)19由y軸步進電機191和y軸同步帶192組成，所述y軸同步帶192分別與y軸步進電機191和y軸滑輪組18相連接，所述y軸滑輪組18與3d打印頭3固定連接。

所述x軸步進電機161和y軸步進電機191采用42系列步進電機，電流在0.5-1.5a范圍內(nèi)，x和y軸采用同步帶驅(qū)動保證可靠傳動比。

優(yōu)選的方案是，所述x軸滑輪組15、y軸滑輪組18和z軸滑輪組12的形狀為t型，所述滑輪組共設(shè)置有三個滑輪，所述滑輪組的一側(cè)設(shè)有兩個滑輪，所述滑輪組的另一側(cè)設(shè)有一個滑輪，所述滑輪組中間貫穿有滑動導(dǎo)軌，所述滑輪組相對于滑動導(dǎo)軌進行運動，所述滑輪組為一體化塑包輪組合機構(gòu)，具有耐磨、壽命長和噪音低的特點。

優(yōu)選的方案是，所述3d打印機的橫向?qū)Ь€和縱向?qū)蛲鈧?cè)均采用拖鏈6進行保護。市面上可組裝3d打印機會裸露導(dǎo)線，存在安全隱患，本發(fā)明采用工業(yè)級設(shè)計大部分導(dǎo)線通過拖鏈進行導(dǎo)線保護，保證電路可靠性和美觀性。

優(yōu)選的方案是，所述3d打印機底座的一側(cè)還設(shè)置有接線盒7。

優(yōu)選的方案是，所述控制器5采用開源程序的控制系統(tǒng)和電氣控制電路，所述控制器包含控制盒，所述控制盒為自制3d打印機打印獲得。

所述控制器5采用開源程序的控制系統(tǒng)和電氣控制電路，控制盒通過自我打印獲得，采用12864液晶屏顯示，可以熱拔插tf存儲卡，并且可以實現(xiàn)和計算機通信，既可以進行計算機在線控制打印，也可以進行控制器離線控制打印，在線打印具有操作靈活性，離線打印可以實現(xiàn)無人值守不需要計算機控制，環(huán)保節(jié)約資源。電源為直流電源，其額定電壓為12v，額定電流為10a。

優(yōu)選的方案是，所述送料機構(gòu)4采用三角形穩(wěn)定支架，所述送料機構(gòu)包括支撐體，所述支撐體采用自制3d打印機打印獲得。

送料機構(gòu)4采用三角形穩(wěn)定支架，可以保證平穩(wěn)可持續(xù)送料，也是采用標準件和打印件組合，支撐體采用3d打印件，芯軸采用螺釘和螺母，轉(zhuǎn)動件采用深溝球軸承，成本低并且可以用打印機打印成型，適應(yīng)各種料輪型號保證其兼容性。

優(yōu)選的方案是，所述接線盒7也采用自制3d打印機打印獲得，采用25pin打印機線接口。

本發(fā)明中3d打印機的打印尺寸最大為400mm*400mm*400mm，相對于普通桌面3d打印機打印尺寸200mm*200mm*200mm，打印范圍有了明顯提升；機械系統(tǒng)完全自主研發(fā)，大部分由標準件、型材和3d打印件組成，只需要簡單工具就可以實現(xiàn)打印機的自我復(fù)制；控制軟件基于開源軟件進行優(yōu)化并進行了二次開發(fā)，可以實現(xiàn)脫機打印和電腦在線打印。

以上是本發(fā)明的較佳實施例而已，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實質(zhì)對以上實施例所做的任何簡單修改、等同變化與修飾，均屬于發(fā)明技術(shù)方案的范圍內(nèi)。