协同并行多喷头的3D打印装置制造方法及图纸

本申请公开了一种协同并行多喷头的3D打印装置，涉及3D打印领域。3D打印装置包括：主体支架、打印平台、Y轴丝杠和多个3D打印单元。每一3D打印单元具有对应的安装架以及安装于其上的Y向运动机构、Z向运动机构、X向运动机构及挤出机构，以实现挤出机构沿Y轴、Z轴及X轴的运动。本申请采用多个3D打印单元共用Y轴丝杠及打印平台，每一3D打印单元具有独立的Y向运动机构、Z向运动机构、X向运动机构及挤出机构，能够实现单独打印零件或与分区域共同打印零件。通过对零件的分区域同时打印可以大大的减小大型零件的成型时间，提升打印效率。使得本申请便于市场化应用，加速了FFF 3D打印机的发展。

3D Printing Device with Collaborative Parallel Multi-nozzle

This application discloses a collaborative parallel multi-nozzle 3D printing device, which relates to the field of 3D printing. The three-dimensional printing device includes a main support, a printing platform, a Y-axis screw and a number of three-dimensional printing units. Each 3D printing unit has a corresponding mounting frame, Y-direction motion mechanism, Z-direction motion mechanism, X-direction motion mechanism and extrusion mechanism installed on it to realize the movement of extrusion mechanism along Y-axis, Z-axis and X-axis. This application uses multiple 3-D printing units to share Y-axis screw and printing platform. Each 3-D printing unit has independent Y-direction motion mechanism, Z-direction motion mechanism, X-direction motion mechanism and extrusion mechanism. It can print parts separately or jointly with sub-regions. It can greatly reduce the forming time of large parts and improve the printing efficiency by printing parts in different areas at the same time. This application is convenient for market application and accelerates the development of FFF 3D printer.

【技术实现步骤摘要】
协同并行多喷头的3D打印装置
本申请涉及3D打印领域，特别是涉及一种协同并行多喷头的3D打印装置。
技术介绍
3D打印(3DP)即快速成型技术的一种，它是一种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，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。其中，FFF(熔丝制造法)是一种对丝材进行加热熔化，再由喷嘴挤出并逐层叠加，形成所需零件的增材制造方法。由于原理的限制，零件必须逐层扫描叠加，对于大型零件的打印会消耗太多的时间，使得打印效率低下。受效率的制约使FFF3D打印机很难真正的市场化应用，阻碍了FFF3D打印机的发展。
技术实现思路
本申请的目的在于克服上述问题或者至少部分地解决或缓减解决上述问题。本申请提供了一种协同并行多喷头的3D打印装置，包括：主体支架，设置在底部，用于支撑所述3D打印装置中的其他零件；打印平台，支撑在所述主体支架处，用作打印支撑；Y轴丝杠，数量为两个，两个Y轴丝杠对应于所述主体支架的两侧，每侧的主体支架的两端对应设有一个Y轴丝杆支撑座，每一Y轴丝杠沿所述主体支架的竖向设置并通过对应的Y轴丝杆支撑座安装在所述主体支架处；和多个3D打印单元，沿所述Y轴丝杠垂直叠加布置，每一3D打印单元用于单独打印零件或与其他3D打印单元共同打印零件，每一3D打印单元具有对应的安装架以及安装于其上的Y向运动机构、Z向运动机构、X向运动机构及挤出机构，所述Y向运动机构与所述安装架相连，所述X向运动机构通过所述安装架与所述Z向运动机构相连，所述挤出机构与所述X向运动机构相连，所述Y向运动机构用于带动对应的3D打印单元沿所述Y轴丝杠往复运动，所述Z向运动机构用于带动所述X向运动机构及所述挤出机构沿Z轴往复运动，所述X向运动机构用于带动所述挤出机构沿X轴往复运动，所述挤出机构用于打印；其中，所述主体支架的水平方向定义为X轴，所述主体支架的竖直方向定义为Y轴，垂直于所述主体支架的方向定义为Z轴。可选地，所述安装架包括：Z轴支架，数量为两个并对应于两个Y轴丝杠，每一Z轴支架用于对应安装Y向运动机构和Z向运动机构，所述每一Z轴支架通过所述Y向运动机构可相对于其对应的Y轴丝杠滑动；连接横梁，设置在两个Z轴支架上部位置处并与它们垂直，且与所述两个Z轴支架形成门框型结构；和X轴支架，垂直于所述两个Z轴支架，通过所述Z向运动机构沿所述两个Z轴支架的轴向滑动。可选地，所述Y向运动机构的数量为两个，对应于两个Y轴丝杆，所述Y向运动机构包括：Y轴伺服电机，固定在对应的Z轴支架处，用于提供运动动力；同步轮，对应设置在所述Y轴伺服电机的输出轴及所述Y轴丝杠处；同步带，绕过所述同步轮并与所述同步轮形成带传动结构；和丝杆旋转螺母，安装所述Y轴丝杆处并与其相啮合，所述丝杆旋转螺母与所述Z轴支架及所述Y轴丝杠处的同步轮固定连接；其中，所述Y轴伺服电机输出动力，经所述同步轮及所述同步带传动，带动所述丝杆旋转螺母相对所述所述Y轴丝杆沿Y轴运动，进而使得其对应的3D打印单元沿Y轴往复运动。可选地，所述Y向运动机构还包括：Y轴导轨，固定在所述主体支架处，且与对应的Y轴丝杆垂直叠加设置，用于提供导向；和Y轴滑块，固定在对应的Z轴支架下部，可相对所述Y轴导轨滑动。可选地，所述Z向运动机构的数量为两个，对应于两个Z轴支架，所述Z向运动机构包括：Z轴伺服电机，固定在对应的Z轴支架的顶端，用于提供运动动力；Z轴联轴器，固定在所述Z轴伺服电机的输出轴处；Z轴丝杆支撑座及Z轴丝杆固定座，分别固定在对应的Z轴支架的上部和下部位置处，用做支撑；Z轴丝杆，安装在所述Z轴丝杆支撑座及所述Z轴丝杆固定座处并通过所述Z轴联轴器与所述Z轴伺服电机相连；和Z轴丝杆螺母，安装在所述Z轴丝杆上并与其相啮合，所述Z轴丝杆螺母还与所述X轴支架固定连接；其中，所述Z轴伺服电机输出动力，带动所述Z轴丝杆转动，使得所述Z轴丝杆螺母相对所述Z轴丝杆沿Z轴运动，进而带动所述X轴支架、所述X向运动机构及所述挤出机构沿Z轴往复运动。可选地，所述Z向运动机构还包括：直线导轨，设置在对应的Z轴支架的内侧，并相对Z轴支架的轴线平行，用于提供运动导向；和Z轴滑块，固定在对应的Z轴丝杆螺母与所述X轴支架之间，可相对所述直线导轨滑动。可选地，所述X向运动机构包括：X轴电机，固定在所述X轴支架处，用于提供运动动力；X轴联轴器，固定在所述X轴伺服电机的输出轴处；X轴丝杆固定座及X轴丝杆支撑座，分别固定在对应的X轴支架的左端和右端位置处，用做支撑；X轴丝杆，安装在所述X轴丝杆支撑座及所述X轴丝杆固定座处并通过所述X轴联轴器与所述X轴伺服电机相连；和X轴丝杆滑块，具有内螺纹，其安装在所述X轴丝杆上并与所述X轴丝杆相啮合，所述X轴丝杆滑块还与所述挤出机构固定连接；其中，所述X轴伺服电机输出动力，带动所述X轴丝杆转动，使得所述X轴丝杆滑块相对所述X轴丝杆沿X轴运动，进而带动所述挤出机构沿X轴往复运动。可选地，所述X向运动机构还包括X轴导轨，数量为两个，设置在所述X轴支架的上端和下端处，并相对所述X轴支架的轴线平行，用于提供运动导向，所述X轴丝杆滑块可相对所述X轴导轨滑动。可选地，所述挤出机构包括：挤出机固定块，与所述X向运动机构固定连接；挤出机，固定连接在所述挤出机固定块的下方；挤出电机，安装在所述挤出机处，用于提供挤出动力；散热风扇，安装在所述挤出机的侧部处；散热器，安装在所述挤出机的下方；加热块，位于所述散热器的下方，与所述挤出机相连，其内设有料管；和喷嘴，固定连接在所述加热块处，并与所述料管相连通。本申请的协同并行多喷头的3D打印装置，采用多个3D打印单元共用Y轴丝杠及打印平台，每一3D打印单元具有独立的Y向运动机构、Z向运动机构、X向运动机构及挤出机构，能够实现单独打印零件或与分区域共同打印零件。通过对零件的分区域同时打印可以大大的减小大型零件的成型时间，提升打印效率。使得本申请便于市场化应用，加速了FFF3D打印机的发展。根据下文结合附图对本申请的具体实施例的详细描述，本领域技术人员将会更加明了本申请的上述以及其他目的、优点和特征。附图说明后文将参照附图以示例性而非限制性的方式详细描述本申请的一些具体实施例。附图中相同的附图标记标示了相同或类似的部件或部分。本领域技术人员应该理解，这些附图未必是按比例绘制的。附图中：图1是根据本申请一个实施例的协同并行多喷头的3D打印装置的示意性立体图；图2是图1所示协同并行多喷头的3D打印装置的示意性主视图；图3是图2所示协同并行多喷头的3D打印装置的剖开X轴支架后的示意性结构图；图4是图1所示A的示意性局部放大视图；图5是图1所示B的示意性局部放大视图。1003D打印装置，1013D打印单元，IY向运动机构，IIZ向运动机构，IIIX向运动机构，VI挤出机构，1主体支架、2Y轴丝杆支撑座、3Y轴丝杆、4丝杆旋转螺母、5Y轴伺服电机、6Z轴丝杆支撑座、7Z轴支架、8Z轴丝杆、9Z轴丝杆螺母、10X轴支架、11Z轴丝杆固定座、12Z轴联轴器、13Z轴伺服电机、14直线导轨、15打印平台、16X轴电机、17挤出电机、18挤出机、19散热器、20散热风扇、21加热块、22喷嘴、23同步带、24同步轮、25Z轴滑块、26X轴丝杆、27X轴导轨、28挤出机固定块、29X轴本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种协同并行多喷头的3D打印装置(100)，其特征在于，包括：主体支架(1)，设置在底部，用于支撑所述3D打印装置中的其他零件；打印平台(15)，支撑在所述主体支架处，用作打印支撑；Y轴丝杠(3)，数量为两个，两个Y轴丝杠对应于所述主体支架的两侧，每侧的主体支架的两端对应设有一个Y轴丝杆支撑座(2)，每一Y轴丝杠沿所述主体支架的竖向设置并通过对应的Y轴丝杆支撑座安装在所述主体支架处；和多个3D打印单元(101)，沿所述Y轴丝杠垂直叠加布置，每一3D打印单元用于单独打印零件或与其他3D打印单元共同打印零件，每一3D打印单元具有对应的安装架以及安装于其上的Y向运动机构(I)、Z向运动机构(II)、X向运动机构(III)及挤出机构(VI)，所述Y向运动机构与所述安装架相连，所述X向运动机构通过所述安装架与所述Z向运动机构相连，所述挤出机构与所述X向运动机构相连，所述Y向运动机构用于带动对应的3D打印单元沿所述Y轴丝杠往复运动，所述Z向运动机构用于带动所述X向运动机构及所述挤出机构沿Z轴往复运动，所述X向运动机构用于带动所述挤出机构沿X轴往复运动，所述挤出机构用于打印；其中，所述主体支架的水平方向定义为X轴，所述主体支架的竖直方向定义为Y轴，垂直于所述主体支架的方向定义为Z轴。...

【技术特征摘要】
1.一种协同并行多喷头的3D打印装置(100)，其特征在于，包括：主体支架(1)，设置在底部，用于支撑所述3D打印装置中的其他零件；打印平台(15)，支撑在所述主体支架处，用作打印支撑；Y轴丝杠(3)，数量为两个，两个Y轴丝杠对应于所述主体支架的两侧，每侧的主体支架的两端对应设有一个Y轴丝杆支撑座(2)，每一Y轴丝杠沿所述主体支架的竖向设置并通过对应的Y轴丝杆支撑座安装在所述主体支架处；和多个3D打印单元(101)，沿所述Y轴丝杠垂直叠加布置，每一3D打印单元用于单独打印零件或与其他3D打印单元共同打印零件，每一3D打印单元具有对应的安装架以及安装于其上的Y向运动机构(I)、Z向运动机构(II)、X向运动机构(III)及挤出机构(VI)，所述Y向运动机构与所述安装架相连，所述X向运动机构通过所述安装架与所述Z向运动机构相连，所述挤出机构与所述X向运动机构相连，所述Y向运动机构用于带动对应的3D打印单元沿所述Y轴丝杠往复运动，所述Z向运动机构用于带动所述X向运动机构及所述挤出机构沿Z轴往复运动，所述X向运动机构用于带动所述挤出机构沿X轴往复运动，所述挤出机构用于打印；其中，所述主体支架的水平方向定义为X轴，所述主体支架的竖直方向定义为Y轴，垂直于所述主体支架的方向定义为Z轴。2.根据权利要求1所述的3D打印装置，其特征在于，所述安装架包括：Z轴支架(7)，数量为两个并对应于两个Y轴丝杠，每一Z轴支架用于对应安装Y向运动机构(I)和Z向运动机构(II)，所述每一Z轴支架通过所述Y向运动机构可相对于其对应的Y轴丝杠滑动；连接横梁(32)，设置在两个Z轴支架上部位置处并与它们垂直，且与所述两个Z轴支架形成门框型结构；和X轴支架(10)，垂直于所述两个Z轴支架，通过所述Z向运动机构沿所述两个Z轴支架的轴向滑动。3.根据权利要求2所述的3D打印装置，其特征在于，所述Y向运动机构(I)的数量为两个，对应于两个Y轴丝杆，所述Y向运动机构包括：Y轴伺服电机(5)，固定在对应的Z轴支架处，用于提供运动动力；同步轮(24)，对应设置在所述Y轴伺服电机的输出轴及所述Y轴丝杠处；同步带(23)，绕过所述同步轮并与所述同步轮形成带传动结构；和丝杆旋转螺母(4)，安装所述Y轴丝杆处并与其相啮合，所述丝杆旋转螺母与所述Z轴支架及所述Y轴丝杠处的同步轮固定连接；其中，所述Y轴伺服电机输出动力，经所述同步轮及所述同步带传动，带动所述丝杆旋转螺母相对所述所述Y轴丝杆沿Y轴运动，进而使得其对应的3D打印单元沿Y轴往复运动。4.根据权利要求3所述的3D打印装置，其特征在于，所述Y向运动机构(I)还包括：Y轴导轨(33)，固定在所述主体支架处，且与对应的Y轴丝杆垂直叠加设置，用于提供导向；和Y轴滑块(34)，固定在对应的Z轴支架下部，可相对所述Y轴导轨滑动...

【专利技术属性】
技术研发人员：张亚娟，韩松，王念才，曹世敏，黄连兵，刘扬，杨传哲，安康，苟云飞，
申请(专利权)人：北京矩阵空间科技有限公司，
类型：发明
国别省市：北京,11