一种3D增材运动系统及其方法技术方案

本发明专利技术公开一种3D增材运动系统及其方法，包括打印平台正上方安装有镜像分布沿着X方向移动的X方向滑块，X方向滑块上安装有喷头支架，X方向滑块还支撑盘，喷头支架上固定安装有喷头，喷头内缠绕有电加热丝，支撑盘上端设有卷辊，卷辊上裹卷有纤维复合条；本发明专利技术每层打印均采用两个镜像分布的喷头同时向打印中心位置移动，在喷头移动过程中，根据事先设定好的位置进行纤维复合条喷出进行打印，相对于现有，每层均由单个喷头进行打印，提高打印效率。

A 3D additive motion system and its method

【技术实现步骤摘要】
一种3D增材运动系统及其方法
本专利技术属于3D增材打印领域，具体涉及一种3D增材运动系统及其方法。
技术介绍
增材制造技术(也称3D打印技术)近年来得到了迅速的发展，根据成型工艺技术特点可将增材制造技术分为：激光选区烧结(SLS、SLM)、激光立体成型(SLA)、激光数字化处理技术(DLP)、熔丝沉积工艺(FDM)等。在众多的增材制造成型工艺中，熔丝沉积工艺因其具有线材成本低廉、设备原理简单的特点，深受用户的欢迎，目前熔丝沉积工艺的打印机已经在医疗卫生、动漫创作、模具设计等领域得到应用。随着人们对熔丝沉积工艺的深入认识，也对该工艺提出了更高的要求，如：更高的成型效率等。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种3D增材运动系统及其方法，解决了现有技术中3D增材运动成型效率低问题。本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：一种3D增材运动系统，包括底座，底座上端设有对称分布的底端部滑轨，底端部滑轨上安装有滑动的打印平台，所述打印平台正上方安装有镜像分布沿着X方向移动的X方向滑块，X方向滑块正下方均安装喷头支架，喷头支架上固定安装有喷头，喷头内缠绕有电加热丝。所述底座上安装有平台驱动电机，平台驱动电机输出端设有平台驱动螺纹杆，其中平台驱动电机与平台驱动螺纹杆之间通过螺纹配合连接。所述喷头支架上端设有旋转电机，旋转电机上端设有旋转轴，旋转轴上端设有支撑盘，支撑盘上端设有轴向分布的卷辊，卷辊上裹卷有纤维复合条，支撑盘上开设有与卷辊一一对应穿孔，穿孔下端设有夹紧套，夹紧套内设有弹性卡片。所述支撑盘下端设有与夹紧套一一对应伸缩杆，伸缩杆上套设有弹簧，伸缩杆底端设有夹条，夹条一端设有对称分布的弧形弹性片。所述喷头支架上端设有电动缸支撑块，电动缸支撑块上设有电动缸，电动缸的收缩杆顶端设有挤压转盘支撑块，挤压转盘支撑块一端开设有活动槽，活动槽内转动安装有挤压转盘支撑轴，挤压转动支撑轴上固定安装有挤压转盘，挤压转盘支撑轴与挤压转盘驱动电机输出端固定连接，其中挤压转盘驱动电机固定安装在挤压转盘支撑块侧壁。进一步地，所述喷头支架正下方安装有刮取仓，刮取仓仓口前端设有刮刀。进一步地，所述刮取仓内攘嵌有电加热丝，电加热丝对余量纤维复合材料进行融化，X方向滑块上设有余量储液罐，余量储液罐与刮取仓之间通过连通管连通，刮取仓内设有高粘度泵，通过高粘度泵将刮取仓内融化的纤维复合材料进行抽送至余量储液罐内，完成对余量纤维复合材料进行收集。进一步地，所述刮取仓上端设有对称分布的升降套，其中喷头支架上设有刮取仓升降电机，刮取仓升降电机输出端设有升降螺杆，升降螺杆与任一升降套之间通过螺纹配合连接，同时喷头支架下端设有升降导柱，升降导柱与另一个升降套之间滑动连接。进一步地，所述打印平台上端固定安装有Z轴导轨，Z轴导轨上安装有沿着Z轴导轨上下滑动的上端支撑平台，同时打印平台上端固定安装有Z轴驱动电机，Z轴驱动电机输出端设有Z轴螺纹杆，Z轴螺纹杆与上端支撑平台通过螺纹配合连接。进一步地，所述上端支撑平台下端安装有Y轴导轨，Y轴导轨上安装有沿着Y轴导轨滑动的X方向支撑平台，同时上端支撑平台下端固定安装有Y轴驱动电机，Y轴驱动电机输出端设有Y轴螺纹杆，Y轴螺纹杆与X方向支撑平台通过螺纹配合连接。进一步地，所述X方向支撑平台下端安装有X轴导轨，其中X方向滑块沿着X轴导轨滑动，X方向支撑平台下端固定安装有对称分布的X轴驱动电机，X轴驱动电机输出端设有X轴螺纹杆，X轴螺纹杆分别与对应的X方向滑块通过螺纹配合连接。一种3D增材运动系统，其使用方法，包括以下步骤：第一步，所述Z轴驱动电机通过Z轴螺纹杆驱动上端支撑平台沿着Z轴方向移动，实现上端支撑平台高度位置调节，即实现调节喷头至指定高度位置；第二步，所述Y轴驱动电机通过Y轴螺纹杆驱动X方向支撑平台沿着Y轴方向移动，实现X方向支撑平台的Y方向位置调节；以及X轴驱动电机通过X轴螺纹杆驱动X方向滑块沿着X轴方向移动，实现X方向滑块的X方向位置调节，使喷头到达指定位置，准备进行打印；第三步，所述纤维复合条伸入至喷头内，电加热丝将纤维复合条融化，融化后的纤维复合条从喷头喷出，进行3D打印，本专利技术每层打印均采用两个镜像分布的喷头同时向打印中心位置移动，在喷头移动过程中，根据事先设定好的位置进行纤维复合条喷出进行打印；第四步，当需要更换所述纤维复合条时，电动缸的收缩杆驱动挤压转盘支撑块运动至喷头正上方，同时旋转电机通过旋转轴驱动支撑盘转动，使目标卷辊对应的纤维复合条前端处于喷头正上方，使挤压转盘支撑块以及弧形弹性片处于喷头正上方时，挤压转盘支撑块挤压弧形弹性片，使弧形弹性片撑开，此时弧形弹性片对之间的纤维复合条进行松弛，在此期间，挤压转盘挤压纤维复合条，此时启动挤压转盘驱动电机，挤压转盘驱动电机驱动挤压转盘转动，挤压转盘通过摩擦力使纤维复合条均速向下延伸，当纤维复合条延伸至喷头内部时，电加热丝将纤维复合条融化，融化后的纤维复合条从喷头喷出，进行3D打印，由于纤维复合条均速向下延伸，即喷头单位时间内喷出的融化纤维复合条量为一定的，即实现喷头喷出均匀；第五步，所述3D打印过程中，通过刮刀进行刮除，使打印层处于设定值，刮除的余量纤维复合材料进入至刮取仓内；第六步，所述刮取仓内电加热丝对余量纤维复合材料进行融化，高粘度泵将刮取仓内融化的纤维复合材料进行抽送至余量储液罐内，完成对余量纤维复合材料进行收集；第七步，当所述喷头无需喷出融化纤维复合条时，关闭喷头和挤压转盘驱动电机，实现喷头停止喷出。本专利技术的有益效果：1、本专利技术每层打印均采用两个镜像分布的喷头同时向打印中心位置移动，在喷头移动过程中，根据事先设定好的位置进行纤维复合条喷出进行打印，相对于现有，每层均由单个喷头进行打印，提高成型效率；2、本专利技术由于支撑盘上设有多个卷辊，此时多个卷辊之间裹卷的纤维复合条不局限于同一类型纤维复合条，若多个卷辊之间裹卷的同一类型纤维复合条，可以理解为用作打印过程中，同一类型纤维复合条进行补充，若多个卷辊之间裹卷的不同类型纤维复合条时，可以理解为用作打印过程中，根据实际打印需求进行切换不同类型纤维复合条，实现多材料打印。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本专利技术实施例的整体结构示意图；图2是本专利技术实施例的不同视角结构示意图；图3是本专利技术实施例的局部结构示意图；图4是本专利技术实施例的局部结构示意图；图5是本专利技术实施例的A处放大结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种3D增材运动系统，包括底座(1)，底座(1)上端设有对称分布的底端部滑轨(11)，底端部滑轨(11)上安装有滑动的打印平台(12)，其特征在于，所述打印平台(12)正上方安装有镜像分布沿着X方向移动的X方向滑块(2)，X方向滑块(2)正下方均安装喷头支架(20)，喷头支架(20)上固定安装有喷头(21)，喷头(21)内缠绕有电加热丝；/n所述底座(1)上安装有平台驱动电机(13)，平台驱动电机(13)输出端设有平台驱动螺纹杆(14)，其中平台驱动电机(13)与平台驱动螺纹杆(14)之间通过螺纹配合连接；/n所述喷头支架(20)上端设有旋转电机(22)，旋转电机(22)上端设有旋转轴(23)，旋转轴(23)上端设有支撑盘(24)，支撑盘(24)上端设有轴向分布的卷辊(25)，卷辊(25)上裹卷有纤维复合条(3)，支撑盘(24)上开设有与卷辊(25)一一对应穿孔(241)，穿孔(241)下端设有夹紧套(26)，夹紧套(26)内设有弹性卡片；/n所述支撑盘(24)下端设有与夹紧套(26)一一对应伸缩杆(27)，伸缩杆(27)上套设有弹簧(28)，伸缩杆(27)底端设有夹条(29)，夹条(29)一端设有对称分布的弧形弹性片(291)；/n所述喷头支架(20)上端设有电动缸支撑块(4)，电动缸支撑块(4)上设有电动缸(41)，电动缸(41)的收缩杆顶端设有挤压转盘支撑块(42)，挤压转盘支撑块(42)一端开设有活动槽(421)，活动槽(421)内转动安装有挤压转盘支撑轴，挤压转动支撑轴上固定安装有挤压转盘(43)，挤压转盘支撑轴与挤压转盘驱动电机(44)输出端固定连接，其中挤压转盘驱动电机(44)固定安装在挤压转盘支撑块(42)侧壁。/n...

【技术特征摘要】
1.一种3D增材运动系统，包括底座(1)，底座(1)上端设有对称分布的底端部滑轨(11)，底端部滑轨(11)上安装有滑动的打印平台(12)，其特征在于，所述打印平台(12)正上方安装有镜像分布沿着X方向移动的X方向滑块(2)，X方向滑块(2)正下方均安装喷头支架(20)，喷头支架(20)上固定安装有喷头(21)，喷头(21)内缠绕有电加热丝；
所述底座(1)上安装有平台驱动电机(13)，平台驱动电机(13)输出端设有平台驱动螺纹杆(14)，其中平台驱动电机(13)与平台驱动螺纹杆(14)之间通过螺纹配合连接；
所述喷头支架(20)上端设有旋转电机(22)，旋转电机(22)上端设有旋转轴(23)，旋转轴(23)上端设有支撑盘(24)，支撑盘(24)上端设有轴向分布的卷辊(25)，卷辊(25)上裹卷有纤维复合条(3)，支撑盘(24)上开设有与卷辊(25)一一对应穿孔(241)，穿孔(241)下端设有夹紧套(26)，夹紧套(26)内设有弹性卡片；
所述支撑盘(24)下端设有与夹紧套(26)一一对应伸缩杆(27)，伸缩杆(27)上套设有弹簧(28)，伸缩杆(27)底端设有夹条(29)，夹条(29)一端设有对称分布的弧形弹性片(291)；
所述喷头支架(20)上端设有电动缸支撑块(4)，电动缸支撑块(4)上设有电动缸(41)，电动缸(41)的收缩杆顶端设有挤压转盘支撑块(42)，挤压转盘支撑块(42)一端开设有活动槽(421)，活动槽(421)内转动安装有挤压转盘支撑轴，挤压转动支撑轴上固定安装有挤压转盘(43)，挤压转盘支撑轴与挤压转盘驱动电机(44)输出端固定连接，其中挤压转盘驱动电机(44)固定安装在挤压转盘支撑块(42)侧壁。


2.根据权利要求1所述的一种3D增材运动系统，其特征在于，所述喷头支架(20)正下方安装有刮取仓(5)，刮取仓(5)仓口前端设有刮刀(51)。


3.根据权利要求2所述的一种3D增材运动系统，其特征在于，所述刮取仓(5)内攘嵌有电加热丝，电加热丝对余量纤维复合材料进行融化，X方向滑块(2)上设有余量储液罐(56)，余量储液罐(56)与刮取仓(5)之间通过连通管(57)连通，刮取仓(5)内设有高粘度泵，通过高粘度泵将刮取仓(5)内融化的纤维复合材料进行抽送至余量储液罐(56)内，完成对余量纤维复合材料进行收集。


4.根据权利要求3所述的一种3D增材运动系统，其特征在于，所述刮取仓(5)上端设有对称分布的升降套(52)，其中喷头支架(20)上设有刮取仓升降电机(53)，刮取仓升降电机(53)输出端设有升降螺杆(54)，升降螺杆(54)与任一升降套(52)之间通过螺纹配合连接，同时喷头支架(20)下端设有升降导柱，升降导柱与另一个升降套(52)之间滑动连接。


5.根据权利要求4所述的一种3D增材运动系统，其特征在于，所述打印平台(12)上端固定安装有Z轴导轨(6)，Z轴导轨(6)上安装有沿着Z轴导轨(6)上下滑动的上端支撑平台(61)，同时打印平台(12)上端固定安装有Z轴驱动电机(62)，Z轴驱动电机(62)输出端设有Z轴螺纹杆(63)，Z轴螺纹杆(63)与上端支撑平台(61)通过螺纹配合连接。


6.根据权利要求5所述的一种3D增材运动系统，其特征在于，所述上端支撑平台(61...

【专利技术属性】
技术研发人员：李艳梅，王利萍，陈小童，龙显杏，许伟喜，
申请(专利权)人：肇庆学院，肇庆市端州区喜迎门科技信息咨询服务有限公司，广东嘉裕龙食品机械制造有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44