一种基于FDM技术的多喷头全自动3D打印机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种基于FDM技术的多喷头全自动3D打印机，其特征在于该打印机包括执行机构、传动机构、驱动机构、支撑机构、料盘装置机构和底座；所述执行机构包括三个扫描头工作台；所述传动机构包括X向传动机构、三个Y向传动机构和Z向传动机构；所述料盘装置机构包括三个料盘和三个丝料挂钩。该打印机的扫描头只沿Y方向进行喷丝打印，工作台根据零件的需求可在X轴方向进行运动，并与扫描头一起构成了X‑Y平面的运动系统；每固化一层，Z轴带动工作台下降一个层片的厚度，然后喷头喷丝打印，在设定空间内，可在打印机底座搭建一个喷头或多个喷头交替打印，空间不干涉，实现喷头全自动化与模型的多彩色打印功能。

A multi nozzle automatic 3D printer based on FDM Technology

The utility model discloses an automatic 3D printer multi nozzle based on FDM technology, which is characterized in that the printer comprises an actuating mechanism, driving mechanism, driving mechanism, supporting mechanism, tray mechanism and the base; the actuating mechanism comprises a three scanning head table; the transmission mechanism comprises a transmission mechanism to X three, Y to Z to the transmission mechanism and transmission mechanism; the material disc device mechanism comprises three tray and three silk hook. The scan head of the printer only along the Y direction of jet printing, the table can move in the direction of X axis according to the spare parts demand, and with the scan head motion system X together constitute the Y plane; each curing layer, Z axis drive the workbench to drop a layer thickness, and then spray head jet printing, set in space, can build a head or a plurality of nozzles alternately printed in the printer base space without interference, multi color printing function model and automatic sprinkler.

【技术实现步骤摘要】
一种基于FDM技术的多喷头全自动3D打印机
本技术涉及3D打印
，具体是一种基于FDM技术的多喷头全自动3D打印机。
技术介绍
基于FDM技术的传统3D打印设备是单喷头打印或双喷头打印。单喷头打印机成型时间长、打印速度慢，只可打印单一色彩模型。双喷头打印机包含主、副喷头，主喷头打印模型，副喷头打印支撑，而后处理中支撑是被去除掉的，因此双喷头打印机仍无法实现多彩色打印。另外，即使利用不同颜色材料实现模型各组成部分的打印，并通过粘贴达到多彩色模型制作的目的，也会由于过程繁琐、达不到全自动化的效果而无法满足市场需求。申请号201520136145.4公开了一种多喷头3D打印机，在打印机上设置有至少一个粗加工喷头、一个精加工喷头、一个支撑喷头，将这些不同型号的喷头装置在一台打印机上面，多种喷头可以使用多种颜色的打印材料进行3D打印。该3D打印机可做到精粗加工，彩色打印，但是所有喷头需装在一个本体上，打印空间小、结构复杂。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本技术拟解决的技术问题是，提供一种基于FDM技术的多喷头全自动3D打印机。该打印机的扫描头只沿Y方向进行喷丝打印，工作台根据零件的需求可在X轴方向进行运动，并与扫描头一起构成了X-Y平面的运动系统；每固化一层，Z轴带动工作台下降一个层片的厚度，然后喷头喷丝打印，在设定空间内，可在打印机底座搭建一个喷头或多个喷头交替打印，空间不干涉，实现喷头全自动化与模型的多彩色打印功能。本技术解决所述技术问题的技术方案是，提供一种基于FDM技术的多喷头全自动3D打印机，其特征在于该打印机包括执行机构、传动机构、驱动机构、支撑机构、料盘装置机构和底座；所述执行机构包括第一扫描头、第二扫描头、第三扫描头和工作台；所述传动机构包括X向传动机构、第一Y向传动机构、第二Y向传动机构、第三Y向传动机构和Z向传动机构；所述驱动机构包括X向伺服电机、第一Y向伺服电机、第二Y向伺服电机、第三Y向伺服电机和Z向伺服电机；所述支撑机构包括X向安装底板、第一Y向安装底板、第二Y向安装底板、第三Y向安装底板、第一Z向直线导轨安装底板、Z向安装底板、第二Z向直线导轨安装底板、第一支撑板、第二支撑板和第三支撑板；所述料盘装置机构包括第一料盘、第二料盘、第三料盘、第一丝料挂钩、第二丝料挂钩和第三丝料挂钩；所述第一扫描头包括喷头和喷嘴，喷嘴安装在喷头上；所述第二扫描头、第三扫描头与第一扫描头的结构和安装方式完全相同；所述第一扫描头与第一Y向传动机构连接；所述第二扫描头与第二Y向传动机构连接；第三扫描头与第三Y向传动机构连接；所述工作台分别与X向传动机构与Z向传动机构连接；所述X向传动机构垂直搭建在Z向传动机构上，包括第一X向直线导轨、第二X向直线导轨、X向滚珠丝杠和X向联轴器；所述第一X向直线导轨、第二X向直线导轨和X向滚珠丝杠均与X向安装底板连接；所述第一Y向传动机构与第一Y向安装底板连接，包括第一Y向滚珠丝杠和第一Y向联轴器；所述第二Y向传动机构、第三Y向传动机构与第一Y向传动机构的结构和安装方式完全相同，第二Y向传动机构与第二Y向安装底板连接，第三Y向传动机构与第三Y向安装底板连接；所述Z向传动机构包括第一Z向直线导轨、第二Z向直线导轨、Z向滚珠丝杠和Z向联轴器；所述第一Z向直线导轨紧固在第一Z向直线导轨安装底板上；第二Z向直线导轨紧固在第二Z向直线导轨安装底板上；所述Z向滚珠丝杠与Z向安装底板连接；所述X向伺服电机通过X向联轴器与X向滚珠丝杠连接；所述第一Y向伺服电机通过第一Y向联轴器与第一Y向滚珠丝杠连接；所述第二Y向伺服电机与第二Y向传动机构连接；所述第三Y向伺服电机与第三Y向传动机构连接；所述Z向伺服电机通过Z向联轴器与Z向滚珠丝杠连接；所述第一Y向安装底板的左右两端分别与第一Z向直线导轨安装底板和第一支撑板的上端连接；所述第二Y向安装底板的左右两端分别与Z向安装底板和第二支撑板的上端连接；所述第三Y向安装底板的左右两端分别与第二Z向直线导轨安装底板和第三支撑板的上端连接；所述第一Z向直线导轨安装底板、Z向安装底板和第二Z向直线导轨安装底板的下端安装于底座上；所述第一支撑板、第二支撑板和第三支撑板的下端安装于底座上；所述第一料盘位于第一Z向直线导轨安装底板的中心位置；所述第二料盘位于第一支撑板的中心位置；所述第三料盘位于第三支撑板的中心位置；所述第一丝料挂钩、第二丝料挂钩和第三丝料挂钩分别位于第一料盘、第二料盘和第三料盘的上方位置；所述第一料盘包括固定夹、紧固螺母、丝料盘和料盘安装轴；所述料盘安装轴与Z向安装底板连接，丝料盘安装在料盘安装轴上，通过固定夹卡住，利用紧固螺母锁紧；所述第二料盘与第三料盘与第一料盘的结构和安装方式完全相同。与现有技术相比，本技术有益效果在于：1、该打印机克服了传统3D纯色打印的缺陷。可根据意愿在Y方向扩展2个及以上的喷头结构，不仅实现多喷头交替全自动的三维打印，也可选择不同颜色的丝材，实现多彩色模型的制作。该打印机结构简单、成本低廉、操作简便。2、该打印机的扫描头只沿Y方向进行喷丝打印，仅有1个自由度，运动过程、运动方式、运动路线较为简单；在设定空间内，可在打印机底座搭建一个喷头或多个喷头交替打印，空间不干涉，每个喷头都是一个独立的单元，实施送丝、熔融、出丝、走轨迹各成型步骤都更为简单。工作台运动路线包括X、Z两个方向，打印时，工作台沿Z方向每次下降一个打印层面的厚度，因此竖直方向的运动形式是直线下降的单向运动，而X方向的运动是与Z方向独立的往复运动，所以该打印机的运动惯量较小，工作台行程范围较大，打印区域较广。3、该打印机的各支撑板间距相当，有足够的空间位置放置打印所需料盘，设计的丝料盘安装机构，解决了多喷头3D打印机成型材料放置的难题。在支撑板上部，对应于丝料盘安装机构设计有丝料挂钩，它可对送入喷头的丝料进行约束，避免了材料的打结、缠绕。4、该打印机采用滚珠丝杠传动机构，较于使用齿形带传动的3D打印机具有运动平稳、传动效率高、定位精确、承载能力强、结构简单紧凑的特点。打印机Y方向传动机构仅使用滚珠丝杠副，没有使用导轨副，因此其Y方向的传动系统部件少，连接方便，结构简单。5、该打印机的驱动机构采用伺服电机，较于使用步进电机的3D打印机具有控制精度高、运行性能稳定的特点。附图说明图1为本技术基于FDM技术的多喷头全自动3D打印机一种实施例的整体结构的等轴测示意图；图2本技术基于FDM技术的多喷头全自动3D打印机一种实施例的主视结构示意图；具体实施方式下面给出本技术的具体实施例。具体实施例仅用于进一步详细说明本技术，不限制本申请权利要求的保护范围。本技术提供了一种基于FDM技术的多喷头全自动3D打印机(简称打印机，参见图1-2)包括执行机构1、传动机构2、驱动机构3、支撑机构4、料盘装置机构5和底座6；所述执行机构1包括第一扫描头101、第二扫描头102、第三扫描头103和工作台104；所述传动机构2包括X向传动机构201、第一Y向传动机构202、第二Y向传动机构203、第三Y向传动机构204和Z向传动机构205；所述驱动机构3包括X向伺服电机301、第一Y向伺服电机302、第二Y向伺服电机303、第三Y向伺服电本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于FDM技术的多喷头全自动3D打印机，其特征在于该打印机包括执行机构、传动机构、驱动机构、支撑机构、料盘装置机构和底座；所述执行机构包括第一扫描头、第二扫描头、第三扫描头和工作台；所述传动机构包括X向传动机构、第一Y向传动机构、第二Y向传动机构、第三Y向传动机构和Z向传动机构；所述驱动机构包括X向伺服电机、第一Y向伺服电机、第二Y向伺服电机、第三Y向伺服电机和Z向伺服电机；所述支撑机构包括X向安装底板、第一Y向安装底板、第二Y向安装底板、第三Y向安装底板、第一Z向直线导轨安装底板、Z向安装底板、第二Z向直线导轨安装底板、第一支撑板、第二支撑板和第三支撑板；所述料盘装置机构包括第一料盘、第二料盘、第三料盘、第一丝料挂钩、第二丝料挂钩和第三丝料挂钩；所述第一扫描头包括喷头和喷嘴，喷嘴安装在喷头上；所述第二扫描头、第三扫描头与第一扫描头的结构和安装方式完全相同；所述第一扫描头与第一Y向传动机构连接；所述第二扫描头与第二Y向传动机构连接；第三扫描头与第三Y向传动机构连接；所述工作台分别与X向传动机构与Z向传动机构连接；所述X向传动机构垂直搭建在Z向传动机构上，包括第一X向直线导轨、第二X向直线导轨、X向滚珠丝杠和X向联轴器；所述第一X向直线导轨、第二X向直线导轨和X向滚珠丝杠均与X向安装底板连接；所述第一Y向传动机构与第一Y向安装底板连接，包括第一Y向滚珠丝杠和第一Y向联轴器；所述第二Y向传动机构、第三Y向传动机构与第一Y向传动机构的结构和安装方式完全相同，第二Y向传动机构与第二Y向安装底板连接，第三Y向传动机构与第三Y向安装底板连接；所述Z向传动机构包括第一Z向直线导轨、第二Z向直线导轨、Z向滚珠丝杠和Z向联轴器；所述第一Z向直线导轨紧固在第一Z向直线导轨安装底板上；第二Z向直线导轨紧固在第二Z向直线导轨安装底板上；所述Z向滚珠丝杠与Z向安装底板连接；所述X向伺服电机通过X向联轴器与X向滚珠丝杠连接；所述第一Y向伺服电机通过第一Y向联轴器与第一Y向滚珠丝杠连接；所述第二Y向伺服电机与第二Y向传动机构连接；所述第三Y向伺服电机与第三Y向传动机构连接；所述Z向伺服电机通过Z向联轴器与Z向滚珠丝杠连接；所述第一Y向安装底板的左右两端分别与第一Z向直线导轨安装底板和第一支撑板的上端连接；所述第二Y向安装底板的左右两端分别与Z向安装底板和第二支撑板的上端连接；所述第三Y向安装底板的左右两端分别与第二Z向直线导轨安装底板和第三支撑板的上端连接；所述第一Z向直线导轨安装底板、Z向安装底板和第二Z向直线导轨安装底板的下端安装于底座上；所述第一支撑板、第二支撑板和第三支撑板的下端安装于底座上；所述第一料盘位于第一Z向直线导轨安装底板的中心位置；所述第二料盘位于第一支撑板的中心位置；所述第三料盘位于第三支撑板的中心位置；所述第一丝料挂钩、第二丝料挂钩和第三丝料挂钩分别位于第一料盘、第二料盘和第三料盘的上方位置；所述第一料盘包括固定夹、紧固螺母、丝料盘和料盘安装轴；所述料盘安装轴与Z向安装底板连接，丝料盘安装在料盘安装轴上，通过固定夹卡住，利用紧固螺母锁紧；所述第二料盘与第三料盘与第一料盘的结构和安装方式完全相同。...

【技术特征摘要】
1.一种基于FDM技术的多喷头全自动3D打印机，其特征在于该打印机包括执行机构、传动机构、驱动机构、支撑机构、料盘装置机构和底座；所述执行机构包括第一扫描头、第二扫描头、第三扫描头和工作台；所述传动机构包括X向传动机构、第一Y向传动机构、第二Y向传动机构、第三Y向传动机构和Z向传动机构；所述驱动机构包括X向伺服电机、第一Y向伺服电机、第二Y向伺服电机、第三Y向伺服电机和Z向伺服电机；所述支撑机构包括X向安装底板、第一Y向安装底板、第二Y向安装底板、第三Y向安装底板、第一Z向直线导轨安装底板、Z向安装底板、第二Z向直线导轨安装底板、第一支撑板、第二支撑板和第三支撑板；所述料盘装置机构包括第一料盘、第二料盘、第三料盘、第一丝料挂钩、第二丝料挂钩和第三丝料挂钩；所述第一扫描头包括喷头和喷嘴，喷嘴安装在喷头上；所述第二扫描头、第三扫描头与第一扫描头的结构和安装方式完全相同；所述第一扫描头与第一Y向传动机构连接；所述第二扫描头与第二Y向传动机构连接；第三扫描头与第三Y向传动机构连接；所述工作台分别与X向传动机构与Z向传动机构连接；所述X向传动机构垂直搭建在Z向传动机构上，包括第一X向直线导轨、第二X向直线导轨、X向滚珠丝杠和X向联轴器；所述第一X向直线导轨、第二X向直线导轨和X向滚珠丝杠均与X向安装底板连接；所述第一Y向传动机构与第一Y向安装底板连接，包括第一Y向滚珠丝杠和第一Y向联轴器；所述第二Y向传动机构、第三Y向传动机构与第一Y向传动机构的结构和安装方式完全相同，第二Y向传动机构与第二Y向安装底板连接，第...

【专利技术属性】
技术研发人员：马玉琼，郑红伟，王铁成，王伟，毕海霞，李世杰，师占群，张艳蕊，郑培飞，
申请(专利权)人：河北工业大学，
类型：新型
国别省市：天津,12