一种基于FDM技术的五轴联动3D打印机制造技术

本实用新型专利技术的基于FDM技术的五轴联动3D打印机，包括底座、三维空间移动装置、原材料输送装置、可A、B轴旋转打印工作平台、以及用于控制所述三维空间移动装置、所述原材料输送装置和所述可A、B轴旋转打印工作平台的协调运动的控制系统。该3D打印机增加的A、B轴的运动使得打印平台实现旋转，不仅达到了五轴联动的效果而且大大简化了机器的结构，避免材料的浪费和减少后期处理。

A five axis linkage 3D printer based on FDM Technology

The utility model is based on a five axis 3D printer based on FDM technology, including a base, a three-dimensional space mobile device, a raw material conveying device, a A, a B axis rotary printing work platform, and the coordination of the three dimensional space mobile device, the material conveying device, and the A, B axis rotary printing work platform. A control system for motion. The A and B axis movement of the 3D printer makes the printing platform rotated. It not only achieves the effect of five axis linkage, but also greatly simplifies the structure of the machine, avoids the waste of materials and reduces the post processing.

【技术实现步骤摘要】
一种基于FDM技术的五轴联动3D打印机
本技术涉及3D打印机，具体涉及一种基于FDM技术的五轴联动3D打印机。
技术介绍
3D打印机以其生产产品过程简单、产品快速成型、可应用于太空探索等诸多优点得到众多专家与学者的着力关注。而3D打印机打印产品存在浪费材料、打印速度缓慢的等缺点。现今，3D打印机都是采用分层加工、叠加成型的方法去打印产品，因此当打印例如茶杯的杯子把手时需要层层打印支撑层，这样不仅浪费材料而且当产品后期处理时也要把支撑层去除。现在的大部分打印机都着眼于三轴联动，这样打印机生产产品浪费材料、成型较缓慢、后期处理成本高。因此3D打印机在三轴联动打印方面的功能、结构、性能等方面仍需进一步改进。改进了的机械臂式的3D打印机，可以打印悬空零件；但是针对复杂的悬空零件，仍然需要添加支撑材料，打印精度较低。
技术实现思路
为解决上述问题，本技术提供一种基于FDM技术的五轴联动3D打印机，可实现任意复杂零件的打印，且零件打印精度得到大大提高。本技术所要解决的技术问题是提供一种新型打印方式，从结构简单、易实现、造价低出发，结合“多轴联动，快速成型”的创新理念，突破“三轴联动”的普遍现状。本技术解决上述技术问题的技术方案如下。基于FDM技术的五轴联动3D打印机，包括底座、三维空间移动装置、原材料输送装置、可A、B轴旋转打印工作平台、以及用于控制所述三维空间移动装置、所述原材料输送装置和所述可A、B轴旋转打印工作平台的协调运动的控制系统；三维空间移动装置设置在底座上，原材料输送装置位于三维空间移动装置上，可A、B轴旋转打印工作平台位于底座旁边；三维空间移动装置包括旋转电机、旋转柱、升降电机、竖直丝杠、旋转臂；旋转电机带动着旋转柱的旋转，升降电机安置在旋转柱上，升降电机带动着竖直丝杠旋转，旋转臂设置在竖直丝杠上；可A、B轴旋转打印工作平台包括可A轴旋转装置、可B轴旋转装置和打印平面；可A轴旋转装置包括A轴旋转轴，可B轴旋转装置包括B轴支架和B轴旋转轴，B轴旋转轴处于B轴支架之间，B轴支架在A轴旋转轴上，随A轴旋转轴转动，打印平面在B轴旋转轴上，随B轴旋转轴转动；原材料输送装置包括材料箱、输送电机和热熔打印头，用于将原材料从材料箱引出来，经过输送电机的运动把原材料提供给热熔打印头。进一步，所述三维空间移动装置的旋转柱的靠近底座的侧面固定有一个L型柱体，在该L型柱体的一端的一个侧面上安置旋转电机，另一个侧面上设有大旋转障碍物感应器，L型柱体的另一端设置用于安置竖直丝杠的竖直丝杠底座。进一步，所述三维空间移动装置的旋转臂包括一旋转臂柱体，所述旋转臂柱体的下端设有一旋转臂障碍物感应器，所述旋转臂柱体一端设有一旋转臂旋转电机，所述旋转臂柱体另一端设有一外延臂，所述外延臂的一面设有一外延臂障碍物感应器。进一步，所述原材料输送装置中的材料箱挂在旋转柱的上端，输送电机安置在底座的一根输送电机柱上，热熔打印头设置在旋转臂的最外端。本技术中，所述可A、B轴旋转打印工作平台设置用于将A轴旋转轴处于其中的两个对称支架，A轴旋转轴通过A轴旋转皮带连接着A轴旋转电机，A轴旋转电机通过A轴旋转皮带传动带动着A轴旋转轴的转动实现可A、B轴旋转打印工作平台的A轴转动。所述可A、B轴旋转打印工作平台中，B轴旋转轴通过B轴旋转皮带连接着B轴旋转电机，B轴旋转电机安置在打印平面底面，B轴旋转电机通过B轴旋转皮带传动带动着B轴旋转轴的转动实现可A、B轴旋转打印工作平台的B轴转动。本技术的有益效果是：1）基于FDM技术的五轴联动3D打印机，其增加的A、B轴的运动使得打印平台实现旋转，不仅达到了五轴联动的效果而且大大简化了机器的结构，避免材料的浪费和减少后期处理。2）多个障碍物感应器的应用和相应的设置，可使机器每次打印东西前都可以调整位置，打印东西过程中对机器部分装置的移动起到限位的作用。3）打印原材料以可控的速度经过固定的路线可以准确到达热熔打印头，保证原材料的供给。附图说明图1为本技术的整体三维结构图；图2为三维空间移动装置的结构图；图3为不包括可A、B轴旋转打印工作平台装置的本技术的整体三维结构图；图4为可A、B轴旋转打印工作平台的结构图。附图中，各标记所代表的零部件如下：1、底座，2、三维空间移动装置，4、可A、B轴旋转打印工作平台，5、旋转电机，6、旋转柱，7、L型柱体，8、大旋转障碍物感应器，9、皮带，10、竖直丝杠底座，11、升降电机，12、竖直丝杠，13、旋转臂，14、旋转臂柱体，15、旋转臂障碍物感应器，16、旋转臂旋转电机，17、外延臂，18、外延臂障碍物感应器，19、二级皮带，20、材料箱，21、输送电机，22、热熔打印头，23、底板，24、可A轴旋转装置，25、可B轴旋转装置，26、打印平面，27、A轴旋转电机，28、两个对称支架，29、A轴旋转轴，30、A轴旋转皮带，31、B轴旋转电机，32、B轴支架，33、B轴旋转轴，34、B轴旋转皮带。具体实施方式以下结合附图对本技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本技术，并非用于限定本技术的范围。如图1所示，包括底座1、三维空间移动装置2、原材料输送装置（包括材料箱20、输送电机21和热熔打印头22）、可A、B轴旋转打印工作平台4和控制系统；三维空间移动装置2在底座1上，可A、B轴旋转打印工作平台4在底座1前方并且与处于同一高度；控制系统通过读取储存装置的结果来控制三维空间移动装置2、原材料输送装置和可A、B轴旋转打印工作平台4的协调运动。在所述三维空间移动装置2上设有障碍物感应器，在相对位置上设有与其对应的障碍物。与大旋转障碍物感应器8对应的障碍物设在底座1上；与旋转臂障碍物感应器15对应的障碍物设在旋转柱6上；与外延臂障碍物感应器18对应的障碍物设在旋转臂柱体14上；三个障碍物感应器通过感应障碍物来使机器复位，保证了机器精准而正常的使用。如图2所示，所述三维空间移动装置包括旋转电机5、旋转柱6和三个障碍物感应器（大旋转障碍物感应器8、旋转臂障碍物感应器15与外延臂障碍物感应器18）。旋转柱6的靠近底座的侧面固定有一个L型柱体7，L型柱体7的一端的一个侧面上设有旋转电机5，另一个侧面上设有大旋转障碍物感应器8，旋转电机5通过旋转皮带9带动着旋转柱6的旋转；L型柱体7的另一端设置用于安置竖直丝杠的竖直丝杠底座10。旋转柱6的顶端设有与竖直丝杠底座10对应的升降电机11，升降电机11带动着竖直丝杠12旋转，竖直丝杠12上设有旋转臂13，升降电机11旋转时可带动旋转臂13上下移动。升降电机11旋转带动旋转臂13上下移动即是五轴联动3D打印机的z轴运动。旋转臂13包括一旋转臂柱体14，旋转臂柱体14的下端设有一旋转臂障碍物感应器15，旋转臂柱体14一端设有一旋转臂旋转电机16，旋转臂柱体14另一端设有一外延臂17，外延臂17的一面设有一外延臂障碍物感应器18。旋转臂柱体14与外延臂17相连接处没有限制外延臂17在X、Y面上的左右摆动，旋转臂旋转电机16通过二级皮带19传动带动着外延臂17在X、Y面上的左右摆动，即是五轴联动3D打印机的X、Y轴运动。如图3所示，原材料输送装置包括材料箱20、输送电机21和热熔打印头22。所述材料箱20本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于FDM技术的五轴联动3D打印机，其特征在于：包括底座、三维空间移动装置、原材料输送装置、可A、B轴旋转打印工作平台、以及用于控制所述三维空间移动装置、所述原材料输送装置和所述可A、B轴旋转打印工作平台的协调运动的控制系统；三维空间移动装置设置在底座上，原材料输送装置位于三维空间移动装置上，可A、B轴旋转打印工作平台位于底座旁边；三维空间移动装置包括旋转电机、旋转柱、升降电机、竖直丝杠、旋转臂；旋转电机带动着旋转柱的旋转，升降电机安置在旋转柱上，升降电机带动着竖直丝杠旋转，旋转臂设置在竖直丝杠上；可A、B轴旋转打印工作平台包括可A轴旋转装置、可B轴旋转装置和打印平面；可A轴旋转装置包括A轴旋转轴，可B轴旋转装置包括B轴支架和B轴旋转轴，B轴旋转轴处于B轴支架之间，B轴支架在A轴旋转轴上，随A轴旋转轴转动，打印平面在B轴旋转轴上，随B轴旋转轴转动；原材料输送装置包括材料箱、输送电机和热熔打印头，用于将原材料从材料箱引出来，经过输送电机的运动把原材料提供给热熔打印头。

【技术特征摘要】
1.基于FDM技术的五轴联动3D打印机，其特征在于：包括底座、三维空间移动装置、原材料输送装置、可A、B轴旋转打印工作平台、以及用于控制所述三维空间移动装置、所述原材料输送装置和所述可A、B轴旋转打印工作平台的协调运动的控制系统；三维空间移动装置设置在底座上，原材料输送装置位于三维空间移动装置上，可A、B轴旋转打印工作平台位于底座旁边；三维空间移动装置包括旋转电机、旋转柱、升降电机、竖直丝杠、旋转臂；旋转电机带动着旋转柱的旋转，升降电机安置在旋转柱上，升降电机带动着竖直丝杠旋转，旋转臂设置在竖直丝杠上；可A、B轴旋转打印工作平台包括可A轴旋转装置、可B轴旋转装置和打印平面；可A轴旋转装置包括A轴旋转轴，可B轴旋转装置包括B轴支架和B轴旋转轴，B轴旋转轴处于B轴支架之间，B轴支架在A轴旋转轴上，随A轴旋转轴转动，打印平面在B轴旋转轴上，随B轴旋转轴转动；原材料输送装置包括材料箱、输送电机和热熔打印头，用于将原材料从材料箱引出来，经过输送电机的运动把原材料提供给热熔打印头。2.根据权利要求1所述的3D打印机，其特征在于：所述三维空间移动装置的旋转柱的靠近底座的侧面固定有一个L型柱体，在该L型柱体的一端的一个侧面上安置旋转...

【专利技术属性】
技术研发人员：卢健，魏德强，周远畅，黄秋庆，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：新型
国别省市：广西,45