3d打印激光雕刻一體機(jī)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本實(shí)用新型涉及3D打印技術(shù)及激光雕刻技術(shù)領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002]3D打印(3D printing)為快速成型技術(shù)的一種，運(yùn)用粉末狀金屬或塑料等可粘合材料來構(gòu)造立體物體。激光雕刻加工是以數(shù)控技術(shù)為基礎(chǔ)，激光為加工媒介，利用加工材料在激光照射下瞬間熔化和氣化的物理變性，達(dá)到加工的目的。目前，3D打印技術(shù)包括熔融沉積式(FDM)、選擇性激光熔化成型(SLM)、選擇性激光燒結(jié)(SLS)、立體平板印刷(SLA)等眾多方案。市售常見的家庭桌面級(jí)3D打印機(jī)多基于FDM技術(shù)，功能單一，使用率低，對(duì)其精密的數(shù)字3D定位及運(yùn)動(dòng)控制系統(tǒng)產(chǎn)成資源浪費(fèi)。激光雕刻機(jī)控制原理與3D打印機(jī)類似，但不再產(chǎn)生Z向進(jìn)給，僅在XY平面內(nèi)運(yùn)動(dòng)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0003]本實(shí)用新型的技術(shù)目的是提供一種3D打印激光雕刻一體機(jī)，可實(shí)現(xiàn)基于熔融堆積快速成型工藝的3D打印功能，并擴(kuò)展激光灼燒雕刻功能，該一體機(jī)可在兩種工作模式之間自由切換，實(shí)現(xiàn)機(jī)電結(jié)構(gòu)的高效利用。
[0004]為實(shí)現(xiàn)上述技術(shù)目的，本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案為:
[0005]—種3D打印激光雕刻一體機(jī)，其特征在于，設(shè)有并聯(lián)臂機(jī)架、成型工作臺(tái)、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、熔融擠出裝置、激光雕刻裝置以及主控制盒:
[0006]所述并聯(lián)臂機(jī)架設(shè)有頂板、底板、支撐在頂板與底板之間的三組滑桿導(dǎo)軌以及懸空設(shè)置在三組滑桿導(dǎo)軌之間的安裝平臺(tái)，三組滑桿導(dǎo)軌豎直設(shè)置，排列呈正三角形，各滑桿導(dǎo)軌上均安裝有滑塊，所述滑塊通過并聯(lián)臂與安裝平臺(tái)連接，在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制下沿滑桿導(dǎo)軌上下移動(dòng)，一個(gè)滑塊由一個(gè)驅(qū)動(dòng)單元單獨(dú)控制;所述并聯(lián)臂的上端通過關(guān)節(jié)軸承與滑塊鉸接，下端通過球頭球窩結(jié)構(gòu)與安裝平臺(tái)連接；
[0007]所述成型工作臺(tái)設(shè)置在并聯(lián)臂機(jī)架的底板上，位于安裝平臺(tái)的下方；
[0008]所述熔融擠出裝置包括分別與主控制盒連接的遠(yuǎn)程送料單元和加熱擠出單元，熔融擠出裝置工作時(shí)，所述加熱擠出單元以可拆卸的方式固定安裝在所述安裝平臺(tái)上；
[0009]所述激光雕刻裝置包括激光控制盒和激光器，激光雕刻裝置工作時(shí)，激光器亦以可拆卸的方式固定安裝在所述安裝平臺(tái)上，通過激光器供電線與所述激光控制盒連接，所述激光控制盒內(nèi)設(shè)有邏輯控制模塊和穩(wěn)壓、穩(wěn)流模塊，所述邏輯控制模塊與所述主控制盒通過控制線連接，激光控制盒另接電源。
[0010]在上述方案基礎(chǔ)上，進(jìn)一步改進(jìn)或優(yōu)選的技術(shù)方案還包括:
[0011]所述遠(yuǎn)程送料單元包括擠出用步進(jìn)電機(jī)，所述步進(jìn)電機(jī)安裝在并聯(lián)臂機(jī)架的頂板上，通過送料喉管與加熱擠出單元連接;所述加熱擠出單元包括加熱棒、熱敏電阻、散熱風(fēng)扇與擠出噴嘴。所述主控制盒內(nèi)設(shè)有連接加熱棒的供電接口，連接驅(qū)動(dòng)單元的驅(qū)動(dòng)線接口，加熱棒電源線與供電接口固定連接，各驅(qū)動(dòng)單元與對(duì)應(yīng)的驅(qū)動(dòng)線接口固定連接;主控制盒操作面板上設(shè)有加熱棒控制線接口、散熱風(fēng)扇電源線接口、熱敏電阻接線接口、擠出用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)線接口，加熱棒控制線、散熱風(fēng)扇電源線、熱敏電阻接線與擠出用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)線均以熱插拔的方式與主控制盒操作面板上的相應(yīng)接口連接。
[0012]所述驅(qū)動(dòng)單元采用步進(jìn)電機(jī)通過皮帶輪與同步帶帶動(dòng)滑塊上下運(yùn)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)單元步進(jìn)電機(jī)安裝在并聯(lián)臂機(jī)架底板的下方。
[0013]所述激光控制盒與主控制盒通過兩根控制線連接，一根接地，激光控制盒通過響應(yīng)另一根控制線接收的高低電平實(shí)現(xiàn)激光雕刻裝置開與關(guān)的控制。
[0014]所述滑桿導(dǎo)軌由兩根平行的豎桿并列組成，滑塊兩端分別固定在兩豎桿上;所述并聯(lián)臂由兩根平行的單元臂并排組成，兩單元臂上端均設(shè)有連接滑塊的關(guān)節(jié)軸承，下端均設(shè)有球頭結(jié)構(gòu)，所述安裝平臺(tái)上對(duì)應(yīng)各球頭結(jié)構(gòu)設(shè)有六個(gè)窩形磁鐵構(gòu)成的球窩結(jié)構(gòu)，所述安裝平臺(tái)呈六角形。
[0015]有益效果:
[0016]本實(shí)用新型一體機(jī)既可作為熔融層積的3D打印機(jī)使用，打印工件、工藝品等，又可作為激光雕刻機(jī)使用，在木材、皮革、塑料等材質(zhì)上運(yùn)行雕刻，加工出用戶喜歡的圖案，實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)的多功能化，達(dá)成了機(jī)電結(jié)構(gòu)的高效利用。同時(shí)，通過對(duì)接口的進(jìn)一步合理配置，使本實(shí)用新型在兩種工作模式之間可自由切換，操作簡(jiǎn)便，且易于實(shí)現(xiàn)，例如在進(jìn)行3D打印機(jī)工作模式時(shí)，通過簡(jiǎn)單接換線和拆裝工作，即可作為激光雕刻機(jī)使用，反之亦然。
【附圖說明】
[0017]圖1是本實(shí)用新型一實(shí)施例中的整體結(jié)構(gòu)示意圖；
[0018]圖2是主控制盒及其面板接口的示意圖；
[0019]圖3是安裝平臺(tái)的俯視結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖4是并聯(lián)臂與安裝平臺(tái)的連接結(jié)構(gòu)示意圖；
[0021 ]圖5是3D打印工作模式的接線示意圖；
[0022]圖6是激光雕刻工作模式的接線示意圖；
[0023]圖中1.頂板，2.底板，3.第一滑桿導(dǎo)軌，4.第二滑桿導(dǎo)軌，5.第三滑桿導(dǎo)軌，6.第一滑塊，7.第二滑塊，8.第三滑塊，9.第一并聯(lián)臂，10.第二并聯(lián)臂，11.第三并聯(lián)臂，12.步進(jìn)電機(jī)，13.同步輪，14.同步帶，15.球頭結(jié)構(gòu)，16.六角安裝平臺(tái)，17.成型工作臺(tái)，18.電源開關(guān)，19.電源指示燈，20.顯示屏，21.操作旋鈕，22.加熱棒控制線接口，23.散熱風(fēng)扇電源線接口，24.熱敏電阻接線接口，25.擠出用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)線接口，26.激光控制線接口，27.DC插座，28.窩形磁鐵，29.噴嘴/激光預(yù)制孔，30.螺孔，31.送料喉管，32.擠出用步進(jìn)電機(jī)，33.擠出用步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)線，34.加熱棒控制線，35.散熱風(fēng)扇電源線，36.熱敏電阻接線，37.熔融擠出裝置，38.激光器供電線，39.激光控制盒，40.激光控制線，41.激光雕刻裝置。
【具體實(shí)施方式】
[0024]為了闡明本實(shí)用新型的技術(shù)方案及技術(shù)目的，下面結(jié)合附圖及具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型做進(jìn)一步的介紹。
[0025]如圖1至圖6所示，一種3D打印激光雕刻一體機(jī)，包括并聯(lián)臂機(jī)架、成型工作臺(tái)17、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)、熔融擠出裝置、激光雕刻裝置、主控制盒等組成部分。
[0026]所述并聯(lián)臂機(jī)架設(shè)有頂板1、底板2、支撐在頂板與底板之間的三組滑桿導(dǎo)軌以及工作時(shí)懸空設(shè)置在三組滑桿導(dǎo)軌之間的六角安裝平臺(tái)16。所述滑桿導(dǎo)軌由兩根平行的豎桿并列組成，所述三組滑桿導(dǎo)軌包括呈正三角形排列的第一導(dǎo)軌3、第二導(dǎo)軌4和第三導(dǎo)軌5，第一滑塊6、第二滑塊7、第三滑塊8分別安裝在相應(yīng)的導(dǎo)軌上，在驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)控制下沿滑桿導(dǎo)軌上下移動(dòng)，且一個(gè)滑塊由一個(gè)驅(qū)動(dòng)單元單獨(dú)控制。各滑塊均通過并聯(lián)臂與六角安裝平臺(tái)16連接，第一并聯(lián)臂9、第二并聯(lián)臂10、第三并聯(lián)臂11的上端分別通過關(guān)節(jié)軸承與對(duì)應(yīng)的滑塊連接，下端通過球頭球窩結(jié)構(gòu)與六角安裝平臺(tái)16連接。所述并聯(lián)臂由兩根平行的單元臂并排組成，兩單元臂上端均設(shè)有連接滑塊的關(guān)節(jié)軸承，下端均設(shè)有球頭結(jié)構(gòu)15，所述六角安裝平臺(tái)16上對(duì)應(yīng)設(shè)有六個(gè)強(qiáng)磁窩形磁鐵28構(gòu)成的球窩結(jié)構(gòu)，兩個(gè)窩形磁鐵為一組，對(duì)