一种高速高精密3D打印机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种高速高精密3D打印机，主要涉及3D打印技术领域。包括X轴模组、Y轴模组、Z轴模组、挤出机构、平台机构和机器外壳，Z轴模组包括两个固定板，固定板上设有Z轴滚珠丝杠和两个Z轴立柱，Z轴立柱与机器外壳通过多个定位销销连接，Z轴立柱上安装有两个Z轴直线导轨，Z轴滚珠丝杠的丝母以及Z轴直线导轨的滑块均固定于平台机构上，Y轴模组固定于Z轴立柱顶端，X轴模组包括X轴立柱，X轴立柱沿Y轴方向与Y轴模组滑动连接，X轴立柱安装有X轴滚珠丝杠及两个X轴直线导轨，挤出机构安装于X轴滚珠丝杠的丝母以及两个X轴直线导轨的滑块上。本实用新型专利技术的有益效果在于：它的传动稳定机械强度高，显著提高精度和速度。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及3D打印
，具体是一种高速高精密3D打印机。
技术介绍
3D打印机，属于快速成形技术(rapid prototyping)的一种机器，它是以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层堆叠累积的方式来构造物体的打印机。过去其常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，现正逐渐用于一些产品的直接制造。特别是一些高价值应用(比如髋关节或牙齿，或一些飞机零部件)已经有使用这种技术打印而成的零部件，且正在向珠宝，鞋类，工业設計，建筑，工程和施工(AEC)，汽车，航空航天，牙科和医疗产业，教育，地理信息系统，土木工程，枪支及其他领域逐步渗透发展。现有技术的三维打印机主要分为熔融沉积成型(FDM)，选择性激光烧结(SLS)，立体平版印刷(SLA)和数字光处理(DLP)。现有技术基于Π)Μ的三维打印机在使用过常会遇到精度较低的问题。3D打印的尺寸稳定和表面质量一直是3D打印机技术的瓶颈。这主要是因为现有技术的3D打印机在X轴、Y轴、Z轴三个方向上的传动连接不稳定，导致喷头的空间定位偏差较大，同时，由于3D打印机的传动机架整体刚性欠佳，使其不能有效抑制住X轴、Y轴、Z轴三方向快速行进及定位时产生的作用力，从而产生轻微震动，进一步降低打印精度。导致打印制品具有尺寸与预设三维数据不一致(偏大或偏小)；垂直度不佳;直线度不好;圆度不理想;翘边；以及缩水严重，影响表面质量，降低表面光滑度等问题。导致了3D打印品的实用性不强，难以满足大部分高端工业品的质量要求，无法独立制造高端工业品，大大限制了3D打印的工业附加值。此外，较低的打印精度也影响了打印速度的提高。显而易见的，较高的打印速度势必会放大现有技术3D打印机对于传动稳定性差及刚性不足的缺陷，加剧打印中的震动，使喷头的定位更加失准。故在打印精度的制约下，导致打印速度亦迟迟驻足不前。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种高速高精密3D打印机，它在X轴、Y轴、Z轴三个方向上的传动稳定，机械强度高，不但打印精度显著提高，且能有效抑制打印中的抖动，有利于打印速度的提高。本技术为实现上述目的，通过以下技术方案实现:—种高速高精密3D打印机，包括三维运动机架、挤出机构、平台机构和机器外壳，所述机器外壳将三维运动机架、挤出机构、平台机构包覆在内，所述三维运动机架包括X轴模组、Y轴模组和Z轴模组，所述Z轴模组包括两个对称且水平设置的固定板，所述固定板上沿Z轴竖直的转动连接有Z轴滚珠丝杠，两个所述Z轴滚珠丝杠的转速同步，所述固定板的两端均沿Z轴方向竖直的设有Z轴立柱，所述Z轴立柱与机器外壳通过多个定位销销连接，每个所述Z轴立柱上均沿Z轴竖直的安装有两个Z轴直线导轨，所述Z轴滚珠丝杠上的丝母以及Z轴直线导轨上的滑块均固定于平台机构上，所述Y轴模组固定安装于Z轴立柱的顶端，所述X轴模组包括X轴立柱，所述X轴立柱设置于Y轴模组上且沿Y轴方向与Y轴模组滑动连接，所述X轴立柱上沿X轴安装有X轴滚珠丝杠及两个上下对称的X轴直线导轨，所述挤出机构安装于X轴滚珠丝杠的丝母以及两个X轴直线导轨的滑块上。所述固定板的底侧固定连接有开口向上的U型夹板，所述Z轴滚珠丝杠的底端连接有与其轴心线相对应的Z轴带轮，所述Z轴带轮固定于U型夹板的槽底，两个所述Z轴带轮上缠绕有与其相配合使用的Z轴同步带，其中一个所述Z轴带轮上安装有Z轴电机。所述平台机构包括自上而下依次设置的打印平台、大平台、保温棉板、平台底封板，所述打印平台与大平台可拆卸连接，所述大平台的两侧与Z轴滚珠丝杠上的丝母以及Z轴直线导轨上的滑块销连接，所述大平台的底面设有凹槽，所述凹槽内设有电热片，所述大平台、保温棉板和平台底封板依次固定连接。所述Y轴模组包括两个对称设置的Y轴立柱，所述Y轴立柱的两端分别与同侧的两个Z轴立柱的顶端固定连接，所述Y轴立柱的一端设有第一固定夹板且另一端设有第二固定夹板，两个第一固定夹板之间固定连接有连接固定板，所述Y轴立柱上沿Y轴方向设有Y轴直线导轨，同一 Y轴立柱两端的第一固定夹板与第二固定夹板之间沿Y轴方向安装有Y轴滚珠丝杠，同侧的Y轴直线导轨的滑块以及Y轴滚珠丝杠的丝母均固定于Y轴铝块上，所述Y轴滚珠丝杠与第一固定夹板相邻的一端连接有Y轴带轮，所述Y轴带轮上安装有Y轴电机，两个所述Y轴带轮之间缠绕有与其相配合使用的Y轴同步带。所述X轴立柱的两端分别固定安装于两个Y轴铝块上，所述X轴立柱为U型钢板且其两端均设有第三固定夹板，所述X轴滚珠丝杠的两端分别与两个第三固定夹板轴向转动连接，其中一个第三固定夹板上固定有X轴电机，所述X轴电机的输出端与X轴滚珠丝杠的一端连接，所述X轴直线导轨上下对称的安装于X轴立柱的槽底，X轴滚珠丝杠的丝母以及两个X轴直线导轨的滑块均固定于X轴铝块上，所述挤出机构与X轴铝块固定安装。所述挤出机构包括大铝块以及安装在大铝块上并依次连接的42步进电机、送丝盒、喉管、加热铝块和喷嘴，所述大铝块上还安装有风扇，所述大铝块固定安装于X轴铝块上。所述机器外壳包括框架以及固定在框架上的顶板、侧板、门板和角轮，所述顶板、侧板、门板共同围合为一个闭合的矩形柜壳，所述侧板包括自内而外依次连接的内侧夹板、保温棉夹层和外侧封板。所述顶板、门板、外侧封板均为钣金件，所述门板上设有透明观察区。所述机器外壳内还设有空气过滤器。对比现有技术，本技术的有益效果在于:1、所述Z轴模组采用了 4个Z轴立柱，使整个机架的刚性及稳定性显著提高，有效抵抗打印时机械传动的作用力，使其能够抑制高速打印的所带来的抖动，提高打印精度。每个Z轴立柱上配置2个Z轴滑轨，并通过两个Z轴滚珠丝杠进行传动定位，不但显著缩小与预设Z轴数据的偏差，而且使平台机构的各方向受理均衡，使其在进行打印工作时几乎无抖动，在Z轴上的定位更加精准、稳定，更能适应高速打印对传动稳定及机架刚性的需求。每个Z轴立柱均设有多个定位销，保证了其上Z轴直线导轨定位的精准，提高打印成线的直线度和稳定性，提高了 Z轴模组的整体精度。X轴模组采用两个X轴直线导轨，使挤出机构的安装基础更加稳固，受力均匀，降低晃动及角度倾斜情况，机械强度更高，有利于打印精度及打印速度的提高。2、所述Z轴模组的两个Z轴滚珠丝杠通过Z轴同步带实现同步传动，保证传动的一致性，增加空间定位的精准度。3、打印平台与大平台为可拆卸连接，采用抽拉式设置，使取下模型的操作更加方便快捷，有利于对模型的保护，增加了实用性。所述大平台采用内埋式结构设有电热片，提高了加热效率，且保温棉板的设置使温度的控制更加柔和均匀。4、所述Y轴采用双联动设计，通过设置于X轴模组两端的传动机构共同定位)(模组在Y轴方向上的位置，传动精度更高，连接更加稳定，能有效降低抖动，提高打印精度。两个Y轴滚珠丝杠通过Y轴同步带实现同步传动，保证传动的一致性。5、所述侧板内设有保温棉夹层，有效降低热量损失，使打印过程中的温度更加恒定，有利于对打印质量的控制。6、所述空气过滤器设置于机器外壳内，能将打印过程中产生的有害物质以及空气污染物吸附过滤，提高打印附近区域的环境质量。7、所述顶板、门板、外侧封板均为钣金件，且共同围合为一个闭合的矩形柜壳，防止烫伤的同时，增加了保温性，使挤出更加顺畅。所述透明观察本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高速高精密3D打印机，包括三维运动机架、挤出机构(1)、平台机构(5)和机器外壳(6)，所述机器外壳(6)将三维运动机架、挤出机构(1)、平台机构(5)包覆在内，所述三维运动机架包括X轴模组(2)、Y轴模组(3)和Z轴模组(4)，其特征在于：所述Z轴模组(4)包括两个对称且水平设置的固定板(41)，所述固定板(41)上沿Z轴竖直的转动连接有Z轴滚珠丝杠(42)，两个所述Z轴滚珠丝杠(42)的转速同步，所述固定板(41)的两端均沿Z轴方向竖直的设有Z轴立柱(43)，所述Z轴立柱(43)与机器外壳(6)通过多个定位销(7)销连接，每个所述Z轴立柱(43)上均沿Z轴竖直的安装有两个Z轴直线导轨(44)，所述Z轴滚珠丝杠(42)上的丝母以及Z轴直线导轨(44)上的滑块均固定于平台机构(5)上，所述Y轴模组(3)固定安装于Z轴立柱(43)的顶端，所述X轴模组(2)包括X轴立柱(21)，所述X轴立柱(21)设置于Y轴模组(3)上且沿Y轴方向与Y轴模组(3)滑动连接，所述X轴立柱(21)上沿X轴安装有X轴滚珠丝杠(22)及两个上下对称的X轴直线导轨(23)，所述挤出机构(1)安装于X轴滚珠丝杠(22)的丝母以及两个X轴直线导轨(23)的滑块上。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张文义，
申请(专利权)人：芜湖市爱三迪电子科技有限公司，
类型：新型
国别省市：安徽;34