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3d打印機(jī)運(yùn)動(dòng)軸空間結(jié)構(gòu)的制作方法

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3d打印機(jī)運(yùn)動(dòng)軸空間結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種3D打印機(jī)運(yùn)動(dòng)軸空間結(jié)構(gòu),包括外殼、以及設(shè)在外殼內(nèi)的X軸模塊和Z軸模塊,所述X軸模塊上安裝有打印頭,所述Z軸模塊包括第一傳動(dòng)絲杠、第二傳動(dòng)絲杠、與第一傳動(dòng)絲杠相配合的第一傳動(dòng)螺母、以及與第二傳動(dòng)絲杠相配合的第二傳動(dòng)螺母,所述第一傳動(dòng)螺母和第二傳動(dòng)螺母均與X軸模塊固定連接。該3D打印機(jī)中,將X軸模塊加載到運(yùn)動(dòng)量最小的Z軸模塊上,加大Z軸模塊中驅(qū)動(dòng)電機(jī)的負(fù)載,減少Y軸模塊中驅(qū)動(dòng)電機(jī)的負(fù)載,從而可以最大限度的提高X軸模塊中打印頭和Y軸模塊中打印臺(tái)的移動(dòng)加速度,進(jìn)而大大提高3D打印機(jī)的打印速度和打印效率。
【專利說(shuō)明】3D打印機(jī)運(yùn)動(dòng)軸空間結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種3D打印機(jī),特別是涉及一種3D打印機(jī)運(yùn)動(dòng)軸空間結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]3D打印機(jī)是基于3D打印技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生的一種打印設(shè)備,所謂3D打印機(jī)技術(shù)是一種工件的快速成型技術(shù),是以工件的數(shù)字模型文件為基礎(chǔ),運(yùn)用金屬或塑料等加熱軟化后具有帶粘性的材料,通過(guò)逐層打印的方式構(gòu)成工件的技術(shù)。3D打印機(jī)在打印過(guò)程中,要求打印頭能夠在空間三坐標(biāo)軸(X軸模塊、Y軸、Z軸)上任意移動(dòng),以應(yīng)對(duì)不同外部輪廓的工件。
[0003]目前,3D打印機(jī)的運(yùn)動(dòng)軸傳動(dòng)機(jī)構(gòu)大多是運(yùn)動(dòng)了傳統(tǒng)的三軸機(jī)床的傳動(dòng)機(jī)構(gòu),包括分別沿X、Y、Z三個(gè)方向的軸模塊,在打印時(shí),通過(guò)三軸聯(lián)動(dòng)實(shí)現(xiàn)打印頭的隨意移動(dòng)。同時(shí),有些3D打印機(jī)(如makerbot replicator〗)的運(yùn)動(dòng)軸結(jié)構(gòu)中,將打印頭安裝在X軸模塊上,再將X軸模塊安裝在Y軸模塊上,使X軸模塊能夠在Y軸上滑動(dòng),打印平臺(tái)由Z軸模塊驅(qū)動(dòng)。這樣的傳動(dòng)軸結(jié)構(gòu)中,由于X軸模塊安裝在Y軸模塊上,所以Y軸模塊中的驅(qū)動(dòng)電機(jī)要驅(qū)動(dòng)整個(gè)X軸模塊和整個(gè)打印頭;又因?yàn)榇蛴☆^在X軸和Y軸方向上移動(dòng)量最多,在Z軸方向上移動(dòng)量最少,故導(dǎo)致Y軸電機(jī)的負(fù)載較大,從而導(dǎo)致Y軸移動(dòng)加速度變小,致使整個(gè)打印流程速度慢,降低工作效率。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn),本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種Y軸移動(dòng)加速度大的3D打印機(jī)運(yùn)動(dòng)軸空間結(jié)構(gòu)。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的,本 實(shí)用新型提供一種3D打印機(jī)運(yùn)動(dòng)軸空間結(jié)構(gòu),包括外殼、以及設(shè)在外殼內(nèi)的X軸模塊和Z軸模塊,所述X軸模塊上安裝有打印頭,所述Z軸模塊包括第一傳動(dòng)絲杠、第二傳動(dòng)絲杠、與第一傳動(dòng)絲杠相配合的第一傳動(dòng)螺母、以及與第二傳動(dòng)絲杠相配合的第二傳動(dòng)螺母,所述第一傳動(dòng)螺母和第二傳動(dòng)螺母均與X軸模塊固定連接。
[0006]進(jìn)一步地,所述第一傳動(dòng)螺母固定在第一螺母安裝座中,所述第二傳動(dòng)螺母固定在第二螺母安裝座中,所述第一螺母安裝座和第二螺母安裝座分別固定在X軸模塊的兩端。
[0007]優(yōu)選地,所述第一傳動(dòng)螺母與第一螺母安裝座、第一螺母安裝座與X軸模塊、第二傳動(dòng)螺母與第二螺母安裝座、第二螺母安裝座與X軸模塊均通過(guò)緊固件相連接。
[0008]進(jìn)一步地,還包括Y軸模塊、以及與Y軸模塊相連接的打印平臺(tái),所述Y軸模塊位于外殼中。
[0009]進(jìn)一步地,所述Z軸模塊還包括一驅(qū)動(dòng)電機(jī),所述第一傳動(dòng)絲杠的下端設(shè)有第一同步輪,第二傳動(dòng)絲杠的下端設(shè)有第二同步輪,所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出軸上設(shè)有第三同步輪,所述第一同步輪、第二同步輪、以及第三同步輪位于同一平面內(nèi)、且通過(guò)一同步帶相連接。
[0010]優(yōu)選地,所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)為一步進(jìn)電機(jī)。
[0011]進(jìn)一步地,所述第一傳動(dòng)絲杠和第二傳動(dòng)絲杠的兩端均設(shè)有一軸承,該軸承與外殼固定連接。
[0012]優(yōu)選地,所述軸承通過(guò)緊固件固定在外殼上。
[0013]本實(shí)用新型涉及的3D打印機(jī)運(yùn)動(dòng)軸空間結(jié)構(gòu)具有以下有益效果:
[0014]該3D打印機(jī)中,將X軸模塊加載到運(yùn)動(dòng)量最小的Z軸模塊上,加大Z軸模塊中驅(qū)動(dòng)電機(jī)的負(fù)載,減少Y軸模塊中驅(qū)動(dòng)電機(jī)的負(fù)載,從而可以最大限度的提高X軸模塊中打印頭和Y軸模塊中打印臺(tái)的移動(dòng)加速度,進(jìn)而大大提高3D打印機(jī)的打印速度和打印效率。
[0015]上述說(shuō)明僅是本實(shí)用新型技術(shù)方案的概述,為了能夠更清楚了解本實(shí)用新型的技術(shù)手段,并可依照說(shuō)明書(shū)的內(nèi)容予以實(shí)施,以下以本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例并配合附圖對(duì)本專利進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1、圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0017]圖3為圖1中Z軸模塊的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0018]圖4為圖2中第一傳動(dòng)絲杠與X軸模塊的連接示意圖。
[0019]元件標(biāo)號(hào)說(shuō)明
[0020]I 外殼
[0021]2 X軸模塊
[0022]3 Z軸模塊
[0023]31第一傳動(dòng)絲杠
[0024]32第二傳動(dòng)絲杠
[0025]33第一傳動(dòng)螺母
[0026]34第二傳動(dòng)螺母
[0027]35驅(qū)動(dòng)電機(jī)
[0028]36第一同步輪
[0029]37第二同步輪
[0030]38第三同步輪
[0031]39 軸承
[0032]310同步帶
[0033]4 打印頭
[0034]5 第一螺母安裝座
[0035]6 第二螺母安裝座
[0036]7 Y軸模塊
[0037]8 打印平臺(tái)
【具體實(shí)施方式】
[0038]以下由特定的具體實(shí)施例說(shuō)明本實(shí)用新型的實(shí)施方式,熟悉此技術(shù)的人士可由本說(shuō)明書(shū)所揭露的內(nèi)容輕易地了解本實(shí)用新型的其他優(yōu)點(diǎn)及功效。
[0039]須知,本說(shuō)明書(shū)所附圖式所繪示的結(jié)構(gòu)、比例、大小等,均僅用以配合說(shuō)明書(shū)所揭示的內(nèi)容,以供熟悉此技術(shù)的人士了解與閱讀,并非用以限定本實(shí)用新型可實(shí)施的限定條件,故不具技術(shù)上的實(shí)質(zhì)意義,任何結(jié)構(gòu)的修飾、比例關(guān)系的改變或大小的調(diào)整,在不影響本實(shí)用新型所能產(chǎn)生的功效及所能達(dá)成的目的下,均應(yīng)仍落在本實(shí)用新型所揭示的技術(shù)內(nèi)容得能涵蓋的范圍內(nèi)。同時(shí),本說(shuō)明書(shū)中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中間”等的用語(yǔ),亦僅為便于敘述的明了,而非用以限定本實(shí)用新型可實(shí)施的范圍,其相對(duì)關(guān)系的改變或調(diào)整,在無(wú)實(shí)質(zhì)變更技術(shù)內(nèi)容下,當(dāng)亦視為本實(shí)用新型可實(shí)施的范疇。
[0040]如圖1、圖2和圖4所示,本實(shí)用新型提供一種3D打印機(jī)運(yùn)動(dòng)軸空間結(jié)構(gòu),包括外殼1、以及設(shè)在外殼I內(nèi)的X軸模塊2和Z軸模塊3,所述X軸模塊2上安裝有打印頭4,所述Z軸模塊3包括第一傳動(dòng)絲杠31、第二傳動(dòng)絲杠32、與第一傳動(dòng)絲杠31相配合的第一傳動(dòng)螺母33、以及與第二傳動(dòng)絲杠32相配合的第二傳動(dòng)螺母34,見(jiàn)圖3,所述第一傳動(dòng)螺母33和第二傳動(dòng)螺母34均與X軸模塊2固定連接。
[0041]該3D打印機(jī)中,通過(guò)第一傳動(dòng)絲杠31與第一傳動(dòng)螺母33、第二傳動(dòng)絲杠32與第二傳動(dòng)螺母34的配合傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)X軸模塊2在Z軸方向上的移動(dòng),即將打印頭4和X軸模塊2都加載到Z軸模塊3上,由于在打印過(guò)程中,Z軸方向上的移動(dòng)量最小,故采用上述結(jié)構(gòu)后,能夠有效減少Y軸模塊7中驅(qū)動(dòng)電機(jī)的負(fù)載,即通過(guò)熱熔堆積式3D打印機(jī)的成型原理,來(lái)合理分布各運(yùn)動(dòng)軸模塊的負(fù)載,從而可以在相同支撐結(jié)構(gòu)下,最大限度的提高X軸模塊2和Y軸模塊7的移動(dòng)加速度,進(jìn)而大大提高3D打印機(jī)的打印速度、打印效率、表面質(zhì)量、以及模型在細(xì)節(jié)處的精度。
[0042]進(jìn)一步地,所述第一傳動(dòng)螺母33固定在第一螺母安裝座5中,所述第二傳動(dòng)螺母34固定在第二螺母安裝座6中,所述第一螺母安裝座5和第二螺母安裝座6分別固定在X軸模塊2的兩端,即第一傳動(dòng)螺母33通過(guò)第一安裝座與X模塊的一端相連接,第二傳動(dòng)螺母34通過(guò)第二螺母安裝座6與X軸模塊2的另一端相連接。優(yōu)選地,所述第一傳動(dòng)螺母33與第一螺母安裝座5、第一螺母安裝座5與X軸模塊2、第二傳動(dòng)螺母34與第二螺母安裝座
6、第二螺母安裝座6與X軸模塊2均通過(guò)螺釘、螺栓等緊固件相連接。
[0043]進(jìn)一步地,見(jiàn)圖1和圖2,還包括Y軸模塊7、以及與Y軸模塊7相連接的打印平臺(tái)8,所述Y軸模塊7位于外殼I中,由Y軸模塊7驅(qū)動(dòng)打印平臺(tái)8。
[0044]進(jìn)一步地,所述Z軸模塊3還包括一驅(qū)動(dòng)電機(jī)35,所述第一傳動(dòng)絲杠31的下端設(shè)有第一同步輪36,第二傳動(dòng)絲杠32的下端設(shè)有第二同步輪37,所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)35的輸出軸上設(shè)有第三同步輪38,所述第一同步輪36、第二同步輪37、以及第三同步輪38位于同一平面內(nèi)、且通過(guò)一同步帶310相連接。
[0045]驅(qū)動(dòng)電機(jī)35轉(zhuǎn)動(dòng),通過(guò)第三同步輪38和同步帶310的作用帶動(dòng)第一同步輪36和第二同步輪37同步轉(zhuǎn)動(dòng),從而帶動(dòng)第一傳動(dòng)絲杠31和第二傳動(dòng)絲杠32同步傳動(dòng),實(shí)現(xiàn)3D打印機(jī)的Z軸雙絲杠同步傳動(dòng),進(jìn)而提高3D打印機(jī)的打印效率和質(zhì)量。另外,采用同步輪同步帶310的傳動(dòng)結(jié)構(gòu),其具有傳動(dòng)精度高、零背隙、使用壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn),可以很好的滿足3D打印機(jī)的傳動(dòng)要求和需求。同時(shí),在正常打印過(guò)程中,X軸模塊2與工作臺(tái)面嚴(yán)格平行,進(jìn)而無(wú)需用戶再調(diào)節(jié)X軸模塊2,即沒(méi)有機(jī)械知識(shí)的用戶也能正常使用該臺(tái)設(shè)備,擴(kuò)大該3D打印機(jī)的使用范圍,便于其推廣應(yīng)用。優(yōu)選地,所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)35為一步進(jìn)電機(jī),以步進(jìn)的方式同步驅(qū)動(dòng)第一傳動(dòng)絲杠31和第二傳動(dòng)絲杠32。
[0046]進(jìn)一步地,見(jiàn)圖1和圖3,所述第一傳動(dòng)絲杠31和第二傳動(dòng)絲杠32的兩端均設(shè)有一軸承39,該軸承39與外殼I固定連接,通過(guò)軸承39可將第一傳動(dòng)絲杠31和第二傳動(dòng)絲杠32支撐在外殼I上。優(yōu)選地,所述軸承39通過(guò)螺釘或螺栓等緊固件固定在外殼I上。
[0047]所以,本實(shí)用新型有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中的種種缺點(diǎn)而具高度產(chǎn)業(yè)利用價(jià)值。
[0048]以上對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例所提供的一種3D打印機(jī)運(yùn)動(dòng)軸空間結(jié)構(gòu)進(jìn)行了詳細(xì)介紹,對(duì)于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員,依據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的思想,在【具體實(shí)施方式】及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處,綜上所述,本說(shuō)明書(shū)內(nèi)容不應(yīng)理解為對(duì)本實(shí)用新型的限制,凡依本實(shí)用新型設(shè)計(jì)思想所做的任何改變都在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種3D打印機(jī)運(yùn)動(dòng)軸空間結(jié)構(gòu),包括外殼(I )、以及設(shè)在外殼(I)內(nèi)的X軸模塊(2)和Z軸模塊(3),所述X軸模塊(2)上安裝有打印頭(4),其特征在于:所述Z軸模塊(3)包括第一傳動(dòng)絲杠(31)、第二傳動(dòng)絲杠(32)、與第一傳動(dòng)絲杠(31)相配合的第一傳動(dòng)螺母(33)、以及與第二傳動(dòng)絲杠(32)相配合的第二傳動(dòng)螺母(34),所述第一傳動(dòng)螺母(33)和第二傳動(dòng)螺母(34)均與X軸模塊(2)固定連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3D打印機(jī)運(yùn)動(dòng)軸空間結(jié)構(gòu),其特征在于:所述第一傳動(dòng)螺母(33)固定在第一螺母安裝座(5)中,所述第二傳動(dòng)螺母(34)固定在第二螺母安裝座(6)中,所述第一螺母安裝座(5)和第二螺母安裝座(6)分別固定在X軸模塊(2)的兩端。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的3D打印機(jī)運(yùn)動(dòng)軸空間結(jié)構(gòu),其特征在于:所述第一傳動(dòng)螺母(33)與第一螺母安裝座(5)、第一螺母安裝座(5)與X軸模塊(2)、第二傳動(dòng)螺母(34)與第二螺母安裝座(6)、第二螺母安裝座(6)與X軸模塊(2)均通過(guò)緊固件相連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3D打印機(jī)運(yùn)動(dòng)軸空間結(jié)構(gòu),其特征在于:還包括Y軸模塊(7 )、以及與Y軸模塊(7 )相連接的打印平臺(tái)(8 ),所述Y軸模塊(7 )位于外殼(I)中。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3D打印機(jī)運(yùn)動(dòng)軸空間結(jié)構(gòu),其特征在于:所述Z軸模塊(3)還包括一驅(qū)動(dòng)電機(jī)(35),所述第一傳動(dòng)絲杠(31)的下端設(shè)有第一同步輪(36),第二傳動(dòng)絲杠(32 )的下端設(shè)有第二同步輪(37 ),所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)(35 )的輸出軸上設(shè)有第三同步輪(38 ),所述第一同步輪(36)、第二同步輪(37)、以及第三同步輪(38)位于同一平面內(nèi)、且通過(guò)一同步帶(310)相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的3D打印機(jī)運(yùn)動(dòng)軸空間結(jié)構(gòu),其特征在于:所述驅(qū)動(dòng)電機(jī)(35)為一步進(jìn)電機(jī)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的3D打印機(jī)運(yùn)動(dòng)軸空間結(jié)構(gòu),其特征在于:所述第一傳動(dòng)絲杠(31)和第二傳動(dòng)絲杠(32)的兩端均設(shè)有一軸承(39),該軸承(39)與外殼(I)固定連接。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的3D打印機(jī)運(yùn)動(dòng)軸空間結(jié)構(gòu),其特征在于:所述軸承(39)通過(guò)緊固件固定在外殼(I)上。
【文檔編號(hào)】F16H25/20GK203496289SQ201320650716
【公開(kāi)日】2014年3月26日 申請(qǐng)日期:2013年10月21日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月21日
【發(fā)明者】粟超, 張 育 申請(qǐng)人:上海唯思能機(jī)電科技有限公司
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