双齿轮减速的3D打印机挤出装置及其工作方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种双齿轮减速的3D打印机挤出装置及其工作方法，所述双齿轮减速的3D打印机挤出装置包括罩壳、设在罩壳上的挤出机构和设在罩壳体内用于驱动挤出机构动作的减速机构，所述挤出机构包括两个挤出滚轮和两个挤出齿轮，两个挤出滚轮与两个挤出齿轮相对间隔设置，在该间隔内通过丝材，所述减速机构包括带轮、第一齿轮、与第一齿轮同轴的第二齿轮、与两个挤出齿轮同轴的第三齿轮和第四齿轮，所述带轮与第一齿轮通过第一皮带连接，所述第一齿轮与第三齿轮和第四齿轮通过第二皮带连接，所述带轮由电机驱动转动。本发明专利技术具有以下有益效果：本发明专利技术减小了打印行走机构的整体重量，使其运动速度更快，满足3D打印机的打印要求。

3D printer extrusion device with double gear deceleration and its working method

The invention provides a 3D printer extrusion device with double-gear deceleration and its working method. The extrusion device of the 3D printer with double-gear deceleration comprises a housing, an extrusion mechanism on the housing and a deceleration mechanism in the housing for driving the action of the extrusion mechanism. The extrusion mechanism comprises two extrusion rollers and two extrusion rollers. Two extrusion rollers are set at a relative interval with two extrusion gears through wire. The deceleration mechanism comprises a pulley, a first gear, a second gear coaxial with the first gear, a third gear coaxial with the two extrusion gears, and a fourth gear. The pulley is connected with the first gear through a first belt. The first gear is connected with the third gear and the fourth gear through a second belt, which is driven by a motor. The invention has the following beneficial effects: the whole weight of the printing walking mechanism is reduced, the movement speed is faster, and the printing requirement of the 3D printer is satisfied.

【技术实现步骤摘要】
双齿轮减速的3D打印机挤出装置及其工作方法
：本专利技术涉及一种双齿轮减速的3D打印机挤出装置及其工作方法。
技术介绍
：现在市面上的FDM式耗材挤出机，其电机的扭矩确定时，其传动部分机械结构都是不可调节的，即当其使用的电机的扭矩确定后，其送丝扭矩也随之确定，无法通过调整挤出机的结构来改变工作扭矩。3D打印机通过挤出机构将熔融材料挤成细丝状，而细丝的挤出形态与挤出机构有着很大的关系，并且会直接影响到打印的产品的好坏。当送丝扭矩过小时，会导致电机失步而剧烈抖动，从而使加热头出丝异常（具体表现为出丝过细，出丝不均匀，断断续续），严重影响了打印件的表面质量和打印精度。特别是在高速打印时，由于送丝要求速度较高，热熔腔体内部压力增加，导致所要求的送丝扭矩倍数增大，上述情况表现尤为明显。即现在市面上已有的FDM3D打印机其电机的扭矩确定时，其送丝扭矩也随之确定，但是送丝扭矩过小会导致电机失步而剧烈抖动，造成加热头出丝异常，虽然市面上有的挤出机通过改变电机电流等方法来调节扭矩，但实际上调节范围有限，当电流过大时，会造成电机发热，有可能导致电机因为失磁而失步。现有的FDM3D打印机的挤出机有单挤压轮式挤出机构，螺杆式挤出机构，其中螺杆式挤出机构使用传动的进给螺杆将聚合物材料进给到加热进料器中，所述加热进料器在高压下将熔融聚合物挤出通过喷嘴，虽然这种类型通常能够实现高挤出压力，但是重要的缺点在于它的重量，其限制了X-Y平面中的加速度，因此限制了总体打印速度。另一个缺点是螺杆挤出机构的大尺寸，这使其难以安装到3D打印机中。市面上更常见且应用较为广泛的挤出机构多为单挤压轮式挤出机构，挤压轮能够是有齿的，滚花的，滚铣的或以其他方式来处理的，以增加摩擦从而增加可以用于丝材的牵引力。对于高分辨率和更快的构建速度而言需要以更高的进给效率挤出更薄的熔融材料，高的分辨率以及高的挤出速度会导致相对于减少丝材的可夹持表面的面积，并因此导致丝材和进料装置之间产生滑移。由于挤出装置中的滑移，理论和实际的基础速度之间的差距增大导致打印成品差质量和构建中断。
技术实现思路
：本专利技术提供一种双齿轮减速的3D打印机挤出装置及其工作方法，该双齿轮减速的3D打印机挤出装置结构简单、设计合理，有利于保证挤出装置的基础精度和挤出压力均匀。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术双齿轮减速的3D打印机挤出装置，其特征在于：包括罩壳、设在罩壳上的挤出机构和设在罩壳体内用于驱动挤出机构动作的减速机构，所述挤出机构包括两个挤出滚轮和两个挤出齿轮，两个挤出滚轮与两个挤出齿轮相对间隔设置，在该间隔内通过丝材，所述减速机构包括带轮、第一齿轮、与第一齿轮同轴的第二齿轮、与两个挤出齿轮同轴的第三齿轮和第四齿轮，所述带轮与第一齿轮通过第一皮带连接，所述第一齿轮与第三齿轮和第四齿轮通过第二皮带连接，所述带轮由电机驱动转动。进一步的，上述罩壳呈矩形罩状壳体，所述挤出机构设在矩形罩状壳体的一表面上，所述减速机构设在矩形罩状壳体体内。进一步的，上述带轮与电机之间设有传送软轴。进一步的，上述两个挤出滚轮均为轴承，两个挤出滚轮之间的间距与两个挤出齿轮之间的间距相同，两个挤出滚轮与两个挤出齿轮对碾。进一步的，上述罩壳上设有进料槽和出料接口。本专利技术双齿轮减速的3D打印机挤出装置的工作方法，其特征在于：所述双齿轮减速的3D打印机挤出装置包括罩壳、设在罩壳上的挤出机构和设在罩壳体内用于驱动挤出机构动作的减速机构，所述挤出机构包括两个挤出滚轮和两个挤出齿轮，两个挤出滚轮与两个挤出齿轮相对间隔设置，在该间隔内通过丝材，所述减速机构包括带轮、第一齿轮、与第一齿轮同轴的第二齿轮、与两个挤出齿轮同轴的第三齿轮和第四齿轮，所述带轮与第一齿轮通过第一皮带连接，所述第一齿轮与第三齿轮和第四齿轮通过第二皮带连接，所述带轮由电机驱动转动；工作时，电机驱动带轮转动，所述带轮通过第一皮带带动第一齿轮转动，与第一齿轮同轴的第二齿轮通过第二皮带带动第三、四齿轮同步、同速转动，分别与第三、四齿轮同轴的挤出齿轮即对导入的丝材进行碾压挤推。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术结构设计简单、合理，解决普通FDM桌面3D打印机扭矩过低导致出丝过细，减小了打印行走机构的整体重量，使其运动速度更快，同时保证挤出装置的基础精度和挤出压力均匀的问题。满足3D打印机的打印要求，具有广阔的应用前景。附图说明：下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进一步详细的说明：图1是本专利技术主视构造示意图；图2是本专利技术立体构造示意图；图3是图1的后视构造示意图；图4是电机驱动原理图。具体实施方式：本专利技术双齿轮减速的3D打印机挤出装置包括罩壳1、设在罩壳1上的挤出机构2和设在罩壳体内用于驱动挤出机构2动作的减速机构3，所述挤出机构2包括两个挤出滚轮4和两个挤出齿轮5，两个挤出滚轮4与两个挤出齿轮5相对间隔设置，在该间隔内通过丝材6，所述减速机构3包括带轮7、第一齿轮8、与第一齿轮同轴的第二齿轮9、与两个挤出齿轮5同轴的第三齿轮10和第四齿轮11，所述带轮7与第一齿轮8通过第一皮带12连接，所述第一齿轮8与第三齿轮10和第四齿轮11通过第二皮带13连接，所述带轮7由电机14驱动转动。第一齿轮8的直径比第二齿轮9直径大，实现变速。进一步的，为了设计合理，上述罩壳1呈矩形罩状壳体，所述挤出机构2设在矩形罩状壳体的一表面上，所述减速机构3设在矩形罩状壳体体内。进一步的，上述带轮7与电机14之间设有传送软轴15。电机14的安装位置远离该罩壳，通过传送软轴15实现传动，上述带轮7可以是蜗轮或是转轮，该带轮7一端与软轴自由端铰接，而带轮7另一端设有与第一皮带连接的限位槽或齿，第一皮带12与第二皮带13可以为齿形皮带或V形皮带等。进一步的，上述两个挤出滚轮4均为轴承，两个挤出滚轮之间的间距与两个挤出齿轮之间的间距相同，两个挤出滚轮与两个挤出齿轮对碾。如图所示，丝材从挤出轮和滚动轴承之间的间隙进入，通过两个挤出轮增大了丝材的可加持面积，提供了大比例且稳定的扭矩输出，保证足够的挤出动力，使熔化的材料可以源源不断的挤出，保证了成型产品的表面质量，减小了丝材由于电机扭矩不足造成滑移率的可能。减少了电机失步的可能性，减低了电机的负荷，从而延长电机的寿命。进一步的，上述罩壳上设有进料槽16和出料接口17。第一齿轮的转动带动同轴的第二齿轮转动，通过皮带的张紧力带动第三、四齿轮转动，达到减速并增大扭矩的效果。挤压轮和滚动轴承之间形成间隙槽，帮助丝材找到其通过丝材通道的路径。所述两个挤压轮增加了可加持面积从而增大了驱动摩擦力。电机远离挤出机，减小对挤出机的压力。本专利技术双齿轮减速的3D打印机挤出装置的工作方法，所述双齿轮减速的3D打印机挤出装置包括罩壳、设在罩壳上的挤出机构和设在罩壳体内用于驱动挤出机构动作的减速机构，所述挤出机构包括两个挤出滚轮和两个挤出齿轮，两个挤出滚轮与两个挤出齿轮相对间隔设置，在该间隔内通过丝材，所述减速机构包括带轮、第一齿轮、与第一齿轮同轴的第二齿轮、与两个挤出齿轮同轴的第三齿轮和第四齿轮，所述带轮与第一齿轮通过第一皮带连接，所述第一齿轮与第三齿轮和第四齿轮通过第二皮带连接，所述带轮由电机驱动转动；工作时，电机驱动带轮转动，所述带轮通过第一皮带带动第一齿轮本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种双齿轮减速的3D打印机挤出装置，其特征在于：包括罩壳、设在罩壳上的挤出机构和设在罩壳体内用于驱动挤出机构动作的减速机构，所述挤出机构包括两个挤出滚轮和两个挤出齿轮，两个挤出滚轮与两个挤出齿轮相对间隔设置，在该间隔内通过丝材，所述减速机构包括带轮、第一齿轮、与第一齿轮同轴的第二齿轮、与两个挤出齿轮同轴的第三齿轮和第四齿轮，所述带轮与第一齿轮通过第一皮带连接，所述第一齿轮与第三齿轮和第四齿轮通过第二皮带连接，所述带轮由电机驱动转动。

【技术特征摘要】
1.一种双齿轮减速的3D打印机挤出装置，其特征在于：包括罩壳、设在罩壳上的挤出机构和设在罩壳体内用于驱动挤出机构动作的减速机构，所述挤出机构包括两个挤出滚轮和两个挤出齿轮，两个挤出滚轮与两个挤出齿轮相对间隔设置，在该间隔内通过丝材，所述减速机构包括带轮、第一齿轮、与第一齿轮同轴的第二齿轮、与两个挤出齿轮同轴的第三齿轮和第四齿轮，所述带轮与第一齿轮通过第一皮带连接，所述第一齿轮与第三齿轮和第四齿轮通过第二皮带连接，所述带轮由电机驱动转动。2.根据权利要求1所述的双齿轮减速的3D打印机挤出装置，其特征在于：所述罩壳呈矩形罩状壳体，所述挤出机构设在矩形罩状壳体的一表面上，所述减速机构设在矩形罩状壳体体内。3.根据权利要求1所述的双齿轮减速的3D打印机挤出装置，其特征在于：所述带轮与电机之间设有传送软轴。4.根据权利要求1所述的双齿轮减速的3D打印机挤出装置，其特征在于：所述两个挤出滚轮均为轴承，两个挤出滚轮之间的间距与两个挤...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭智强，张昊安，曾寿金，
申请(专利权)人：福建工程学院，
类型：发明
国别省市：福建,35