一种自动换丝的3D打印机制造技术

一种自动换丝的3D打印机，包括打印机框架、挤出机、六合一自动切丝打印头、打印头驱动系统、控制模块和供电模块，所述挤出机设置在打印机框架顶部上，所述六合一自动切丝打印头设置在打印机效应器上，所述打印机效应器可上下滑动的安装在打印机框架上，用于放置打印产品的热床设置在六合一自动切丝打印头的下方；六个挤出机分别将各自的打印丝送至六合一自动切丝打印头的相应位置处，当需要换丝时，上移六合一自动切丝打印头，微型直流减速电机驱动剪切轴将上一个打印丝切断。本发明专利技术提供了一种自动换丝的3D打印机，能够高效快速的完成打印丝的快速无残留更换，并且能够实现单头多色多材料打印，大大提高了自动换丝的效率和适应性。

A 3D printer with automatic wire change

【技术实现步骤摘要】
一种自动换丝的3D打印机
本专利技术涉及3D打印
，尤其是涉及一种自动换丝的3D打印机。
技术介绍
3D打印又被称为增材制造技术，是一种快速成型技术，利用数字建模软件，通过打印喷嘴将原材料逐层堆积成型，从而实现三维蓝图文件到实物的转变。与原来的2D印刷技术类似，只是打印材料有所区别，普通的打印机使用的是墨水和纸张，而3D打印机使用的原材料是塑料、金属、陶瓷、木屑、砂砾等粉末状可粘合性材料。3D打印具有相当可观的想象空间，可应用领域十分广泛，像传统制造业，以及汽车、消费电子、医疗器械、建筑工程等。这些领域都可以通过与3D打印结合，从而获得更好的发展。据前瞻产业研究院《中国3D打印产业市场需求与投资潜力分析报告》预计到2020年，全球3D打印市场规模将达354亿美元。与传统的制造技术相比，3D打印技术拥有制造快速，精度高，成本低的优势，大大缩短了加工时效，降低了人力成本，提高了在异型产品制造业的竞争力。而现有的3D打印机，一般仅能实现单色单打，市场上的多色打印一般都是多头多色和单头混色，前者一般支持两种打印丝，后者容易造成在换丝后与其他材料的混合，造成色彩不纯和材料与材料的分界面不清等问题。
技术实现思路
为了克服现有3D打印机存在换丝需人工干预、混色打印材料易混合的缺陷，本专利技术提供了一种自动换丝的3D打印机，能够高效快速的完成打印丝的快速无残留更换，并且能够实现单头多色多材料打印，大大提高了自动换丝的效率和适应性。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种自动换丝的3D打印机，包括打印机框架以及安装在打印机框架上的挤出机、六合一自动切丝打印头、打印头驱动系统、控制模块和供电模块，所述挤出机设置在打印机框架顶部上，所述六合一自动切丝打印头设置在打印机效应器上，所述打印机效应器可上下滑动的安装在打印机框架上，用于放置打印产品的热床设置在六合一自动切丝打印头的下方；所述挤出机、六合一自动切丝打印头、打印头驱动系统均与控制模块连接；所述打印机框架包括三根互呈120度的竖直杆件，所述打印头驱动系统包括三个打印头驱动单元，三个打印头驱动单元分别设置在三根竖直杆件上，所述打印机效应器包括安装平台和三个连杆组，三个连杆组互呈120度布置在安装平台一周，并分别与三个打印头驱动单元连接，六合一自动切丝打印头的几何中轴线始终和打印机平面垂直；所述六合一自动切丝打印头包括一个六转一接头、六个快速气动接头、一个剪切连接块、一个微型直流减速电机、一个剪切轴和一个加热头，所述六转一接头上部与六个快速气动接头通过螺纹连接，所述剪切连接块通过轴孔与所述六转一接头紧配相连，所述剪切轴通过轴孔与所述剪切连接块滑配相连，所述微型直流减速电机通过直流减速电机支架安装在剪切连接块上，并通过联轴器与所述剪切轴相连，所述加热头与所述六转一接头下部通过螺纹连接；所述挤出机设置六个，其出丝端分别通过一根进料管与六个快速气动接头连接，其进丝端分别连接一种颜色的打印丝盘；六个挤出机分别将各自的打印丝送至六合一自动切丝打印头的相应位置处，通过控制模块控制三个打印头驱动单元驱动六合一自动切丝打印头上下移动，当需要换丝时，上移六合一自动切丝打印头，微型直流减速电机驱动剪切轴将上一个打印丝切断，完成切断后，剪切轴复位，上一个打印丝通过相应的挤出机回抽，然后通过控制模块控制下一个挤出机将需要的打印丝送至加热头，最后六合一自动切丝打印头下移至换丝之前的位置高度。进一步，所述六转一接头内设有进丝通道，其下部侧壁设有剪切孔，所述剪切孔与进丝通道交汇处连通，所述剪切连接块上设有轴孔和侧壁安装孔，所述六转一接头的下部穿过剪切连接块的轴孔并与加热头螺纹连接，加热头设有中轴孔，该中轴孔与六转一接头的进丝通道交汇处连通，剪切连接块上的侧壁安装孔与剪切孔正对布置，剪切轴同时穿过侧壁安装孔和剪切孔，并伸入六转一接头的进丝通道交汇处。再进一步，每个打印头驱动单元包括一个闭环步进电机、一条线性滑轨、一个滑块、一条同步带、一个同步轮和一个涨紧同步轮，所述闭环步进电机通过直型步进电机支架安装在相应的竖直杆件上，所述闭环步进电机与该竖直杆件支撑面呈直角布置，所述同步轮通过紧配与闭环步进电机的输出轴相连，所述涨紧同步轮通过轴承可转动的安装在三角压板上，该三角压板设置在竖直杆件的上部，所述涨紧同步轮与同步轮通过同步带连接，所述线性滑轨安装在相应的竖直杆件内侧上，所述同步带通过皮带压板与鱼眼轴承板连接，所述鱼眼轴承板通过内六角螺柱与滑块相连，所述滑块与线性滑轨形成上下滑动副，该滑块与相应一侧的连杆组连接。再进一步，所述控制模块包括单片机、直流电机驱动器和步进电机驱动器，所述单片机分别与直流电机驱动器和步进电机驱动器连接，所述直流电机驱动器与所述微型直流减速电机连接，所述步进电机驱动器与所述闭环步进电机连接。更进一步，所述供电模块包括24V开关电源、5V稳压模块和第二稳压模块，所述5V稳压模块与所述单片机电连接，所述第二稳压模块为直流电机驱动器和步进电机驱动器供电，所述24V开关电源为步进电机驱动器、加热头和热床供电。本专利技术的有益效果主要表现在：能够高效快速的完成打印丝的快速无残留更换，并且能够实现单头多色多材料打印，并且有有线、无线、SD卡三种数据导入方式，大大提高了自动换丝的效率和适应性。附图说明图1是本专利技术的结构示意图。图2是六合一自动切丝打印头的爆炸图。图3是六合一自动切丝打印头的结构示意图。图4是打印头驱动系统的结构示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。参照图1～图4，一种自动换丝的3D打印机，包括打印机框架以及安装在打印机框架上的打印头驱动系统2、六个挤出机1、六合一自动切丝打印头4、控制模块和供电模块，所述打印头驱动系统2安装在打印机框架3上，六个挤出机1设置在打印机框架3顶部，所述六合一自动切丝打印头4设置在打印机效应器上，所述打印机效应器可上下滑动的安装在打印机框架上，用于放置打印产品的热床设置在六合一自动切丝打印头的下方，所述供电模块设置在打印机框架3侧面上，所述控制模块设置在打印机框架3上部；所述六合一自动切丝打印头包括一个加热头32、一个六转一接头30、六个快速气动接头29、一个剪切连接块31、一个微型直流减速电机26、一个直流减速电机支架27、一个剪切轴28、八个内六角螺柱和一个联轴器33，所述六转一接头30上部与六个快速气动接头29通过螺纹连接，所述剪切连接块31通过轴孔与所述六转一接头30紧配相连，所述剪切轴28通过轴孔与所述剪切连接块31滑配相连，所述微型直流减速电机26通过联轴器33与所述剪切轴28相连，所述微型直流减速电机26与所述直流减速电机支架27和所述剪切连接块31通过八个内六角螺柱连接，所述加热头32与所述六转一接头30下部通过螺纹连接。所述六转一接头30内设有进丝通道，其下部侧壁设有剪切孔，所述剪切孔与进丝通道交汇处连通，所述剪切连接块31上设有轴孔和侧壁安装孔，所述六转一接头30的下部穿过剪切本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自动换丝的3D打印机，其特征在于：包括打印机框架以及安装在打印机框架上的挤出机、六合一自动切丝打印头、打印头驱动系统、控制模块和供电模块，所述挤出机设置在打印机框架顶部上，所述六合一自动切丝打印头设置在打印机效应器上，所述打印机效应器可上下滑动的安装在打印机框架上，用于放置打印产品的热床设置在六合一自动切丝打印头的下方；所述挤出机、六合一自动切丝打印头、打印头驱动系统均与控制模块连接；/n所述打印机框架包括三根互呈120度的竖直杆件，所述打印头驱动系统包括三个打印头驱动单元，三个打印头驱动单元分别设置在三根竖直杆件上，所述打印机效应器包括安装平台和三个连杆组，三个连杆组互呈120度布置在安装平台一周，并分别与三个打印头驱动单元连接，六合一自动切丝打印头的几何中轴线始终和打印机平面垂直；/n所述六合一自动切丝打印头包括一个六转一接头、六个快速气动接头、一个剪切连接块、一个微型直流减速电机、一个剪切轴和一个加热头，所述六转一接头上部与六个快速气动接头通过螺纹连接，所述剪切连接块通过轴孔与所述六转一接头紧配相连，所述剪切轴通过轴孔与所述剪切连接块滑配相连，所述微型直流减速电机通过直流减速电机支架安装在剪切连接块上，并通过联轴器与所述剪切轴相连，所述加热头与所述六转一接头下部通过螺纹连接；所述挤出机设置六个，其出丝端分别通过一根进料管与六个快速气动接头连接，其进丝端分别连接一种颜色的打印丝盘；/n六个挤出机分别将各自的打印丝送至六合一自动切丝打印头的相应位置处，通过控制模块控制三个打印头驱动单元驱动六合一自动切丝打印头上下移动，当需要换丝时，上移六合一自动切丝打印头，微型直流减速电机驱动剪切轴将上一个打印丝切断，完成切断后，剪切轴复位，上一个打印丝通过相应的挤出机回抽，然后通过控制模块控制下一个挤出机将需要的打印丝送至加热头，最后六合一自动切丝打印头下移至换丝之前的位置高度。/n...

【技术特征摘要】
1.一种自动换丝的3D打印机，其特征在于：包括打印机框架以及安装在打印机框架上的挤出机、六合一自动切丝打印头、打印头驱动系统、控制模块和供电模块，所述挤出机设置在打印机框架顶部上，所述六合一自动切丝打印头设置在打印机效应器上，所述打印机效应器可上下滑动的安装在打印机框架上，用于放置打印产品的热床设置在六合一自动切丝打印头的下方；所述挤出机、六合一自动切丝打印头、打印头驱动系统均与控制模块连接；
所述打印机框架包括三根互呈120度的竖直杆件，所述打印头驱动系统包括三个打印头驱动单元，三个打印头驱动单元分别设置在三根竖直杆件上，所述打印机效应器包括安装平台和三个连杆组，三个连杆组互呈120度布置在安装平台一周，并分别与三个打印头驱动单元连接，六合一自动切丝打印头的几何中轴线始终和打印机平面垂直；
所述六合一自动切丝打印头包括一个六转一接头、六个快速气动接头、一个剪切连接块、一个微型直流减速电机、一个剪切轴和一个加热头，所述六转一接头上部与六个快速气动接头通过螺纹连接，所述剪切连接块通过轴孔与所述六转一接头紧配相连，所述剪切轴通过轴孔与所述剪切连接块滑配相连，所述微型直流减速电机通过直流减速电机支架安装在剪切连接块上，并通过联轴器与所述剪切轴相连，所述加热头与所述六转一接头下部通过螺纹连接；所述挤出机设置六个，其出丝端分别通过一根进料管与六个快速气动接头连接，其进丝端分别连接一种颜色的打印丝盘；
六个挤出机分别将各自的打印丝送至六合一自动切丝打印头的相应位置处，通过控制模块控制三个打印头驱动单元驱动六合一自动切丝打印头上下移动，当需要换丝时，上移六合一自动切丝打印头，微型直流减速电机驱动剪切轴将上一个打印丝切断，完成切断后，剪切轴复位，上一个打印丝通过相应的挤出机回抽，然后通过控制模块控制下一个挤出机将需要的打印丝送至加热头，最后六合一自动切丝打印头下移至换丝之前的位置高度。

【专利技术属性】
技术研发人员：杨金林，阮智力，茹李波，吴昊，朱敏，
申请(专利权)人：浙江理工大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33