一种机械臂式3D打印机及3D打印系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种3D打印机，特别是一种机械臂式3D打印机及3D打印系统，属于3D打印技术领域。本实用新型专利技术的一种机械臂式3D打印机包括关节式的机械臂和装配于机械臂末端的喷嘴装置，所述喷嘴装置上连接有用于向喷嘴装置输送打印材料的送料机构；本实用新型专利技术的一种3D打印系统，包括上述3D打印机，还包括至少1个用于3D打印的工作台，每个工作台四周都设置有所述3D打印机。本实用新型专利技术的机械臂式3D打印机，通过关节式的机械臂使喷嘴装置在打印空间内的任意位置，能够打印较大的模型；本实用新型专利技术的3D打印系统，每个工作台四周都设置有本实用新型专利技术的3D打印机能够实现协作打印。

A mechanical arm 3D printer and 3D printing system

The utility model discloses a 3D printer, in particular to a mechanical arm type 3D printer and a 3D printing system, belonging to the technical field of 3D printing. A mechanical arm type 3D printer of the utility model comprises an articulated mechanical arm and a nozzle device fitted at the end of the mechanical arm. The nozzle device is connected with a feeding mechanism for conveying printing materials to the nozzle device; a 3D printing system of the utility model includes the above-mentioned 3D printer, and includes at least one nozzle device for conveying printing materials to the nozzle device. D printing worktable, each worktable is surrounded by 3D printers. The mechanical arm type 3D printer of the utility model enables the nozzle device to print large models at any position in the printing space through the joint type mechanical arm; the 3D printing system of the utility model has the 3D printer of the utility model arranged around each worktable to realize cooperative printing.

【技术实现步骤摘要】
一种机械臂式3D打印机及3D打印系统
本技术涉及一种3D打印机，特别是一种机械臂式3D打印机及3D打印系统，属于3D打印

技术介绍
3D打印技术是近年来快速发展的一类快速成型制造技术，其以计算机技术为基础，通过软件分层离散和数控成型系统，利用高能激光束、热熔喷嘴等方式将金属、陶瓷粉末、塑料及细胞组织等打印材料进行逐层堆积粘结成型的制造方法。目前，在3D打印
中使用最为广泛的是被称为熔融堆积成型，即FDM方式，其主要是将热塑性高分子线材输送到喷嘴装置，喷嘴装置高温将线材融化并连续挤出熔融高分子，并在精确定位下通过逐层堆积的方式在打印机工作台上构建三维形体。现有3D打印机主要有采用并联形式和直角坐标系形式，打印模型的大小受到机架自身的尺寸限制，即最大打印模型尺寸不能超过机架尺寸，而且多台3D打印机之间无能有效的形成协作模型，影响了打印效率与打印机自身的可扩展性。
技术实现思路
本技术的专利技术目的在于：针对上述存在的问题，提供一种机械臂式3D打印机及3D打印系统，本技术的机械臂式3D打印机，通过关节式的机械臂使喷嘴装置在打印空间内的任意位置，并且由于没有传统的3D打印机的机架的限制，能够打印较大的模型；本技术的3D打印系统，每个工作台四周都设置有本技术的3D打印机能够实现协作打印。本技术采用的技术方案如下：一种机械臂式3D打印机，包括关节式的机械臂和装配于机械臂末端的喷嘴装置，所述喷嘴装置上连接有用于向喷嘴装置输送打印材料的送料机构。采用本技术的3D打印机时，通过关节式的机械臂使喷嘴装置在打印空间内的任意位置，并且由于没有传统的3D打印机的机架的限制，能够打印较大的模型。本技术的一种机械臂式3D打印机，所述机械臂包括底座和依次串联的第一关节臂、第二关节臂、第三关节臂、第四关节臂，所述第一关节臂一端可旋转的装配于底座上，第二关节臂一端可摆动的装配于第一关节臂另一端，第三关节臂一端可摆动的装配于第二关节臂另一端，第四关节臂一端可摆动的装配于第三关节臂另一端，第四关节臂另一端装配所述喷嘴装置。本设计的机械臂的关节臂有4个，当然也可以有2、3、5或更多个。进一步的，所述第一关节臂一端套装于底座顶部，底座内固定装配有第一电机，该第一电机的转子与第一关节臂一端相连，实现第一关节臂一端可旋转的装配于底座上。进一步的，所述第二关节臂一端侧部固连有转轴，第二关节臂的转轴套装于第一关节臂另一端侧部，第一关节臂上固定装配有第二电机，该第二电机的转子与第二关节臂的转轴相连，实现第二关节臂一端可摆动的装配于第一关节臂另一端。进一步的，所述第三关节臂一端侧部固连有转轴，第三关节臂的转轴套装于第二关节臂另一端侧部，第二关节臂上固定装配有第三电机，该第三电机的转子与第三关节臂的转轴相连，实现第三关节臂一端可摆动的装配于第二关节臂另一端。进一步的，所述第四关节臂一端侧部固连有转轴，第四关节臂的转轴套装于第三关节臂另一端侧部，第三关节臂上固定装配有第四电机，该第四电机的转子与第四关节臂的转轴相连，实现第四关节臂一端可摆动的装配于第三关节臂另一端。进一步的，所述喷嘴装置可沿第四关节臂轴线转动的装配于第四关节臂另一端。能够更加灵活的调节喷嘴装置的方位。进一步的，所述喷嘴装置侧部固连有转轴，喷嘴装置的转轴套装于第四关节臂另一端端部，第四关节臂上固定装配有第五电机，该第五电机的转子与喷嘴装置的转轴相连，实现喷嘴装置可沿第四关节臂轴线转动的装配于第四关节臂另一端。进一步的，所述送料机构包括装配于机械臂上的：用于装配线材卷的轴杆、用于线材导向的导向套和用于输送线材的送丝器，所述送丝器通过线材导管与喷嘴装置相连。使用时，将缠绕有线材的线材卷套装于轴杆上，线材穿过导向套进入送丝器，送丝器将线材通过线材导管送入喷嘴装置内。可供选择的，所述第二关节臂上固设所述轴杆，第三关节臂或/和第四关节臂上固设所述导向套，第四关节臂上固设所述送丝器。一种3D打印系统，包括上述3D打印机，还包括至少1个用于3D打印的工作台，每个工作台四周都设置有所述3D打印机。综上所述，由于采用了上述技术方案，本技术的有益效果是：1、本技术的机械臂式3D打印机，相比传统3D打印机只能实现垂直方向的打印，本技术的3D打印机可驱动喷嘴装置呈任意空间角度，实现任意角度的3D打印，能够打印较大的模型。并且3D打印机的最大打印模型半径为各个关节臂之和，这就扩大了的3D打印范围。2、本技术的3D打印系统，每个工作台四周都设置有本技术的3D打印机能够实现协作打印，该3D打印系统可在每个工作台四周设置更多的3D打印机，而每台关节式3D打印机装不同口径的喷嘴装置，对同一个模型分别进行3D打印作业，可实现层次的精细化打印，实现多台3D打印机之间的协作打印。并且，单独的3D打印机检修时，也不会对打印系统造成影响。附图说明图1是本技术的机械臂式3D打印机的结构示意图;图2是图1中A处放大图;图3是本技术的3D打印系统的布局示意图。图中标记：1-第一关节臂、11-第一电机、2-第二关节臂、21-第二电机、3-第三关节臂、31-第三电机、4-第四关节臂、41-第四电机、5-喷嘴装置、51-第五电机、6-底座、71-轴杆、72-导向套、73-送丝器、74-线材导管、8-线材卷、81-线材、91-工作台、92-3D打印机。具体实施方式下面结合附图，对本技术作详细的说明。为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。如图1和图2所示，本实施例的一种机械臂式3D打印机，包括关节式的机械臂和装配于机械臂末端的喷嘴装置5，所述喷嘴装置5上连接有用于向喷嘴装置输送打印材料的送料机构。采用本技术的3D打印机时，通过关节式的机械臂使喷嘴装置在打印空间内的任意位置，并且由于没有传统的3D打印机的机架的限制，能够打印较大的模型。基于本实施例的进一步优化，在另一实施例中，如图1和图2所示，所述机械臂包括底座6和依次串联的第一关节臂1、第二关节臂2、第三关节臂3、第四关节臂4，所述第一关节臂1一端可旋转的装配于底座6上，第二关节臂2一端可摆动的装配于第一关节臂1另一端，第三关节臂3一端可摆动的装配于第二关节臂2另一端，第四关节臂4一端可摆动的装配于第三关节臂3另一端，第四关节臂4另一端装配所述喷嘴装置5。本设计的机械臂的关节臂有4个，当然也可以有2、3、5或更多个。进一步的，所述第一关节臂1一端套装于底座6顶部，底座6内固定装配有第一电机11，该第一电机11的转子与第一关节臂1一端相连，实现第一关节臂1一端可旋转的装配于底座6上。可供选择的，第一电机11的转子与第一关节臂1一端通过同步带、链条或齿轮相连传动。进一步的，所述第二关节臂2一端侧部固连有转轴，第二关节臂2的转轴套装于第一关节臂1另一端侧部，第一关节臂1上固定装配有第二电机21，该第二电机21的转子与第二关节臂2的转轴相连，实现第二关节臂2一端可摆动的装配于第一关节臂1另一端。可供选择的，第二电机21的转子与第二关节臂2的转轴通过同步带、链条或齿轮相连传动。进本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种机械臂式3D打印机，其特征在于：包括关节式的机械臂和装配于机械臂末端的喷嘴装置（5），所述喷嘴装置（5）上连接有用于向喷嘴装置输送打印材料的送料机构；所述送料机构包括装配于机械臂上的：用于装配线材卷的轴杆（71）、用于线材导向的导向套（72）和用于输送线材的送丝器（73），所述送丝器（73）通过线材导管（74）与喷嘴装置（5）相连。

【技术特征摘要】
1.一种机械臂式3D打印机，其特征在于：包括关节式的机械臂和装配于机械臂末端的喷嘴装置（5），所述喷嘴装置（5）上连接有用于向喷嘴装置输送打印材料的送料机构；所述送料机构包括装配于机械臂上的：用于装配线材卷的轴杆（71）、用于线材导向的导向套（72）和用于输送线材的送丝器（73），所述送丝器（73）通过线材导管（74）与喷嘴装置（5）相连。2.如权利要求1所述的一种机械臂式3D打印机，其特征在于：所述机械臂包括底座（6）和依次串联的第一关节臂（1）、第二关节臂（2）、第三关节臂（3）、第四关节臂（4），所述第一关节臂（1）一端可旋转的装配于底座（6）上，第二关节臂（2）一端可摆动的装配于第一关节臂（1）另一端，第三关节臂（3）一端可摆动的装配于第二关节臂（2）另一端，第四关节臂（4）一端可摆动的装配于第三关节臂（3）另一端，第四关节臂（4）另一端装配所述喷嘴装置（5）。3.如权利要求2所述的一种机械臂式3D打印机，其特征在于：所述第一关节臂（1）一端套装于底座（6）顶部，底座（6）内固定装配有第一电机（11），该第一电机（11）的转子与第一关节臂（1）一端相连，实现第一关节臂（1）一端可旋转的装配于底座（6）上。4.如权利要求2所述的一种机械臂式3D打印机，其特征在于：所述第二关节臂（2）一端侧部固连有转轴，第二关节臂（2）的转轴套装于第一关节臂（1）另一端侧部，第一关节臂（1）上固定装配有第二电机（21），该第二电机（21）的转子与第二关节臂（2）的转轴相连，实现第二关节臂（2）一...

【专利技术属性】
技术研发人员：武鹏飞，
申请(专利权)人：四川建筑职业技术学院，
类型：新型
国别省市：四川,51