用于三维传动的框架系统、三维传动系统及基于该系统的3D打印设备技术方案

本实用新型专利技术提供一种用于三维传动的框架系统、三维传动系统及基于该系统的3D打印设备，所述3D打印设备由固定安装机构、三维传动系统和打印材料输出装置构成；固定安装机构用于固定三维传动系统整体的空间位置；三维传动系统由用于三维传动的框架系统和驱动系统构成；用于三维传动的框架系统包括传动方向两两正交的第一传动架、第二传动架和第三传动架；每个传动架包括矩形刚性框架和丝杠螺母副；驱动系统包括驱动电机和传动连接部件；驱动电机通过传动连接部件与三个丝杠螺母副连接；打印材料输出装置固定安装在三维传动系统的第三传动架底端。本实用新型专利技术的3D打印设备可广泛应用于各种领域的增材制造，能够实现迅速、高效、稳定的三维打印。

Frame system, 3D transmission system and 3D printing equipment based on the system for 3D transmission

【技术实现步骤摘要】
用于三维传动的框架系统、三维传动系统及基于该系统的3D打印设备
本技术涉及一种增材制造设备，具体涉及一种用于三维传动的框架系统、三维传动系统及基于该系统的3D打印设备。
技术介绍
增材制造(AdditiveManufacturing，AM)俗称3D打印，融合了计算机辅助设计、材料加工与成形技术、以数字模型文件为基础，通过软件与数控系统将专用的金属材料、非金属材料以及医用生物材料，按照挤压、烧结、熔融、光固化、喷射等方式逐层堆积，制造出实体物品的制造技术。相对于传统的、对原材料去除－切削、组装的加工模式不同，是一种“自下而上”通过材料累加的制造方法，从无到有。这使得过去受到传统制造方式的约束，而无法实现的复杂结构件制造变为可能。近二十年来，AM技术取得了快速的发展，“快速原型制造(RapidPrototyping)”、“三维打印(3DPrinting)”、“实体自由制造(SolidFree-formFabrication)”之类各异的叫法分别从不同侧面表达了这一技术的特点。当代建筑用量最大、范围最广、最经济的建筑材料-混凝土的发展虽然只有不到200年的历史，却已成为当代社会使用量巨大的建筑工程材料，为人类社会的发展与前进做出了不可取代的贡献。然而随着工程建设的不断加快，混凝土在生产应用方面的高能耗、高污染的弊端也逐渐显露出来，严重阻碍了其发展。为适应绿色制造发展需求，混凝土需要不断地注入新鲜的血液。3D打印作为第三次工业革命的重要标志，广泛应用于各个研究领域，对传统社会生产产生巨大冲击，成为改变未来的创造性技术。现有技术中，用于胶凝材料3D打印的设备普遍在稳定性和精确性方面存在不足，使胶凝材料3D打印的规模化推广受到制约。
技术实现思路
本技术的目的在于：提供一种传动结构具有高稳定性的料3D打印设备。本技术的上述目的通过以下技术方案实现：首先，本技术提供一种用于三维传动的框架系统，它包括传动方向两两正交的第一传动架、第二传动架和第三传动架；其中，每个所述的传动架至少包括矩形刚性框架和丝杠螺母副；所述第一传动架的矩形刚性框架，沿其两条平行边设有平行的Y向导轨，每条所述的Y向导轨上分别设有与导轨配合的滑块Y，每条所述Y向导轨外侧均设有丝杠螺母副Y，其螺母与滑块Y固定连接，用于在丝杠旋转时带动所述滑块Y沿所述Y向导轨滑动；所述第二传动架的矩形刚性框架平行于所述第一传动架的矩形刚性框架；所述第二传动架的矩形刚性框架，沿其两条平行边设有平行的X向导轨，每条所述的X向导轨上分别设有与导轨配合的滑块X，任一所述X向导轨外侧设有丝杠螺母副X，其螺母与滑块X固定连接，用于在丝杠旋转时带动所述滑块X沿所述X向导轨滑动，未设导轨的两边分别固定连接一个所述的滑块Y；所述第三传动架的矩形刚性框架垂直于所述第一和第二传动架的矩形刚性框架；所述第三传动架的矩形刚性框架，沿其垂直于所述第一和第二传动架矩形刚性框架的两条平行边设有平行的Z向导轨，每个所述的Z向导轨上分别设有与导轨配合的滑块Z；两条所述的Z向导轨之间设有平行于Z向导轨的丝杠螺母副Z；所述丝杠螺母副Z的两端分别固定在所述第三传动架矩形刚性框架未设导轨的两个边上，其螺母与两个所述的滑块Z固定连接，用于在丝杠旋转时带动所述滑块Z沿所述Z向导轨滑动；两个所述的滑块Z与两个所述的滑块X之间全部固定连接形成刚体。基于本技术所述的用于三维传动的框架系统的结构，与所述第三传动架连接的装置可在以Y向导轨、X向导轨和Z向导轨为长、宽和高的立体空间范围内实现向任意位置的稳定移动。本技术的方案中，所述的Y向导轨、X向导轨和Z向导轨的具体形式没有特别限制，可以是现有技术中可用于固定、引导移动装置并减少其摩擦的各种装置；例如可以是固定安装在所述刚性框架表面的直线槽或脊，也可以是沿所述刚性框架的边独立安装的光轴。本技术不同的实施方式中，可以采用不同形式的所述导轨，相应地，所述的滑块Y、滑块X和滑块Z均为与导轨相配合的形状和结构。本技术优选的方案中，所述的Y向导轨和X向导轨均为固定安装在所述刚性框架上表面的直线槽或脊；所述的Z向导轨为沿所述刚性框架的边独立安装的光轴。在此基础上，本技术进一步提供一种三维传动系统，由本技术所述的用于三维传动的框架系统和驱动系统构成；所述的驱动系统包括至少3组驱动电机和传动连接部件；所述的至少3组驱动电机通过所述的传动连接部件分别与所述的丝杠螺母副Y、丝杠螺母副X和丝杠螺母副Z连接，用于分别驱动三个所述的丝杠螺母副的转动。本技术的三维传动系统中，所述的传动连接部件包括但不限于联轴器和/或同步带轮。本技术一种具体实施方式中，所述的驱动系统包括4组驱动电机和4组传动连接部件；所述的传动连接部件为联轴器；其中2组所述的驱动电机分别通过2个所述的联轴器连接在2个所述的丝杠螺母副Y上，1组所述的驱动电机通过1个所述的联轴器连接在所述的丝杠螺母副X上，1组所述的驱动电机通过1个所述的联轴器连接在所述的丝杠螺母副Z上。本技术另一种具体实施方式中，所述的驱动系统包括3组驱动电机和传动连接部件；所述的传动连接部件为3个联轴器和2副同步带轮；其中1组所述的驱动电机通过1个所述的联轴器连接2副所述的同步带轮，所述的2副同步带轮分别连接2个所述的丝杠螺母副Y；1组所述的驱动电机通过1个所述的联轴器连接在所述的丝杠螺母副X上，1组所述的驱动电机通过1个所述的联轴器连接在所述的丝杠螺母副Z上。基于所述的三维传动系统，本技术进一步提供一种3D打印设备，它由固定安装机构、本技术所述的三维传动系统和打印材料输出装置构成；所述的固定安装机构用于固定所述的三维传动系统整体的空间位置；所述的打印材料输出装置固定安装在所述三维传动系统的第三传动架底端，用于在打印传动过程中输出打印材料。本技术的方案中，所述的固定安装机构的具体形式没有特别限制，只要能够将所述的三维传动系统空间位置固定且不妨碍打印材料的输出，现有技术中的各种固定安装机构均可用于本技术的3D打印设备。本技术的一种具体实施方式中，所述的固定安装机构是设置在所述三维传动系统下方的刚性支撑架；所述的刚性支撑架顶部与所述的三维传动系统第一传动架底表面固定连接，且高度大于所述打印材料输出装置在所述三维传动系统上纵向移动的最大距离；所述的打印材料输出装置依靠所述三维传动系统的传动在所述的刚性支撑架范围内实现3D打印。本技术的另一种具体实施方式中，所述的固定安装机构是设置在所述三维传动系统上方的刚性悬吊架；所述的刚性悬吊架与所述的三维传动系统第一传动架底表面固定连接，悬吊高度大于所述打印材料输出装置在所述三维传动系统上纵向移动的最大距离；所述的打印材料输出装置依靠所述三维传动系统的传动在所述的刚性悬吊架下方实现3D打印。本技术的方案中，所述的打印材料输出装置可以是现有的多种可用于增材制造的打印头、料斗等装置。本技术优选的打印材料输出装置设有螺旋本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于三维传动的框架系统，其特征在于：它包括传动方向两两正交的第一传动架、第二传动架和第三传动架；其中，每个所述的传动架至少包括矩形刚性框架和丝杠螺母副；/n所述第一传动架的矩形刚性框架，沿其两条平行边设有平行的Y向导轨，每条所述的Y向导轨上分别设有与导轨配合的滑块Y，每条所述Y向导轨外侧均设有丝杠螺母副Y，其螺母与滑块Y固定连接，用于在丝杠旋转时带动所述滑块Y沿所述Y向导轨滑动；/n所述第二传动架的矩形刚性框架平行于所述第一传动架的矩形刚性框架；所述第二传动架的矩形刚性框架，沿其两条平行边设有平行的X向导轨，每条所述的X向导轨上分别设有与导轨配合的滑块X，任一所述X向导轨外侧设有丝杠螺母副X，其螺母与滑块X固定连接，用于在丝杠旋转时带动所述滑块X沿所述X向导轨滑动，未设导轨的两边分别固定连接一个所述的滑块Y；/n所述第三传动架的矩形刚性框架垂直于所述第一和第二传动架的矩形刚性框架；所述第三传动架的矩形刚性框架，沿其垂直于所述第一和第二传动架矩形刚性框架的两条平行边设有平行的Z向导轨，每个所述的Z向导轨上分别设有与导轨配合的滑块Z；两条所述的Z向导轨之间设有平行于Z向导轨的丝杠螺母副Z；所述丝杠螺母副Z的两端分别固定在所述第三传动架矩形刚性框架未设导轨的两个边上，其螺母与两个所述的滑块Z固定连接，用于在丝杠旋转时带动所述滑块Z沿所述Z向导轨滑动；两个所述的滑块Z与两个所述的滑块X之间全部固定连接形成刚体。/n...

【技术特征摘要】
1.一种用于三维传动的框架系统，其特征在于：它包括传动方向两两正交的第一传动架、第二传动架和第三传动架；其中，每个所述的传动架至少包括矩形刚性框架和丝杠螺母副；
所述第一传动架的矩形刚性框架，沿其两条平行边设有平行的Y向导轨，每条所述的Y向导轨上分别设有与导轨配合的滑块Y，每条所述Y向导轨外侧均设有丝杠螺母副Y，其螺母与滑块Y固定连接，用于在丝杠旋转时带动所述滑块Y沿所述Y向导轨滑动；
所述第二传动架的矩形刚性框架平行于所述第一传动架的矩形刚性框架；所述第二传动架的矩形刚性框架，沿其两条平行边设有平行的X向导轨，每条所述的X向导轨上分别设有与导轨配合的滑块X，任一所述X向导轨外侧设有丝杠螺母副X，其螺母与滑块X固定连接，用于在丝杠旋转时带动所述滑块X沿所述X向导轨滑动，未设导轨的两边分别固定连接一个所述的滑块Y；
所述第三传动架的矩形刚性框架垂直于所述第一和第二传动架的矩形刚性框架；所述第三传动架的矩形刚性框架，沿其垂直于所述第一和第二传动架矩形刚性框架的两条平行边设有平行的Z向导轨，每个所述的Z向导轨上分别设有与导轨配合的滑块Z；两条所述的Z向导轨之间设有平行于Z向导轨的丝杠螺母副Z；所述丝杠螺母副Z的两端分别固定在所述第三传动架矩形刚性框架未设导轨的两个边上，其螺母与两个所述的滑块Z固定连接，用于在丝杠旋转时带动所述滑块Z沿所述Z向导轨滑动；两个所述的滑块Z与两个所述的滑块X之间全部固定连接形成刚体。


2.根据权利要求1所述的框架系统，其特征在于：所述的Y向导轨和X向导轨均为固定安装在所述刚性框架上表面的直线槽或脊；所述的Z向导轨为沿所述刚性框架的边独立安装的光轴。


3.一种三维传动系统，由权利要求1所述的用于三维传动的框架系统和驱动系统构成；所述的驱动系统包括至少3组驱动电机和传动连接部件；所述的至少3组驱动电机通过所述的传动连接部件分别与所述的丝杠螺母副Y、丝杠螺母副X和丝杠螺母副Z连接，用于分别驱动三个所述的丝杠螺母副的转动。


4.根据权利要求3所述的三维传动系统，其特征在于：所述的传动连接部件包括但不限于联轴器和/或同步带轮。


5.根据权利要求4所述的三维传动系统，其特征在于：所述的驱动系统包括4组驱动电机和4组传动连接部件；所述的传动连接部件为联轴器；其中2组所述的驱动电机分别通过2个所述的联轴器连接在2个所述的丝杠螺母副Y上，1组所述的驱动电机通过1个所述的联轴器连接在所述的丝杠螺母副X上，1组所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张卉伊，
申请(专利权)人：北京耐尔得智能科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京;11