一种FDM型3D打印机的进料机构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种FDM型3D打印机的进料机构，包括机架、驱动轮、压紧轮和压紧轮移动机构，驱动轮和压紧轮至少具有两组，驱动轮由一第一驱动电机驱动且可转动安装于机架上，其中，第一驱动电机为带编码器的直流电机或交流电机，压紧轮移动机构包括压紧轮安装座、直线移动机构、以及两端分别与压紧轮安装座、直线移动机构连接的弹簧，压紧轮可转动安装于压紧轮安装座上，压紧轮安装座活动安装于机架上，直线移动机构设于机架上，料丝穿于驱动轮和压紧轮间，直线移动机构在一动力机构的驱动下施加新增作用力于弹簧，使压紧轮与驱动轮对其间穿过的料丝的夹持力得以调节，而非固定不变，以适应各种工况的加工。

【技术实现步骤摘要】
一种FDM型3D打印机的进料机构
本技术涉及3D打印设备领域，特别是一种FDM型3D打印机的进料机构。
技术介绍
区别于传统模具成型技术，3D打印技术是一种以数字模型文件为基础，按照程序将成型材料逐层堆叠成物体的快速成型技术。熔融沉积成型技术（FDM技术）作为3D打印技术的一种，主要是通过FDM型3D打印机的打印喷头将送料机构送来的热塑性丝状材料（以下统称为料丝）高温熔融并挤出固化，堆叠成实物，其具有可成型材料多样、成型的实物强度高等优点，成型的实物可直接充当产品出售，缺点是打印速度较慢，导致工时耗费成本高，无法应用于大规模、大批量生产中。FDM型3D打印机的进料机构，是影响其打印速度的关键因素之一。现有FDM型3D打印机的进料机构，大都如中国专利申请号201810841882.2公开的专利文件中所述，包括安装于基座上的由驱动电机驱动旋转的驱动轮、以及与驱动轮配合进料的压紧轮，压紧轮安装于一摆臂的一端，摆臂铰接安装于基座上，摆臂的另一端与固定于基座上的压簧连接，压簧的弹力使摆臂上的压紧轮始终压向、靠近驱动轮，工作时，料丝穿过并夹持于驱动轮和压紧轮间，驱动轮旋转，驱动轮与料丝间的摩擦力使料丝前进，实现进料。该FDM型3D打印机的进料机构，一方面，由于驱动驱动轮的驱动电机大都采用步进电机，特别是42步进电机，该步进电机因其脉冲驱动特性及物理构造方面的特点，力学特性呈现出“转速越高，输出扭矩衰减”的线性结构，转速到达300-400RPM时，驱动轮已经无法正常带动料丝前进供料，这就注定其无法进行高速打印；另一方面，由于压簧是固定的，其一端固定在基座上，致使在压簧的作用下，驱动轮和压紧轮间的夹持力基本上较固定，无法调节，这又使得其1、无法适应各种不同材料的料丝的打印。驱动轮和压紧轮间夹持力过大，打印碎性料丝时，碎性料丝易断裂，驱动轮和压紧轮间夹持力过小，快速打印过程中，驱动轮对料丝的摩擦力又无法带动料丝，而引起打滑，料丝出现推动力不足，而难以实现快速打印的问题。2、无法实现高速打印。装料丝的过程中，需人为将压簧压住，使压紧轮远离驱动轮，考虑到人为所能提供的使压紧轮、驱动轮分离的最大力量，压簧的力度设计有限，从而以致驱动轮和压紧轮间的夹持力始终无法突破一定范围，相对较小，高速打印过程中，驱动轮和压紧轮间相对较小的夹持力将导致料丝打滑，而呈现供料不足，成型的实物出现断裂纹，打印失败的现象。3、无法通过增加压紧轮和驱动轮的组数，如采用两组压紧轮和驱动轮，来增大料丝与驱动轮间的摩擦力，以满足高速打印的进料。一些专利文件中指出，在同一摆臂上可设置两压紧轮，对应地，基座上设置两驱动轮，构成两组压紧轮和驱动轮，增大料丝与驱动轮的接触面，从而增大料丝与驱动轮间的摩擦力，使其满足高速打印的要求，然而，不难发现，虽然料丝与驱动轮的接触面增大了两倍，但由于现有FDM型3D打印机的进料机构中，压簧的力度固定不变，该力度经摆臂、两压紧轮传递至两驱动轮上时，力分解且部分相消，每组压紧轮和驱动轮间夹持力相对缩小两倍以及两倍以上，总的来说，料丝与驱动轮的摩擦力不但没有增大，反而减小了，其实质是增大了料丝打滑的机率。4、操作繁琐，工作效率低。FDM型3D打印机不再使用时，剩余未用完的料丝仍夹持于进料机构的驱动轮和压紧轮间，长时间受力，料丝内部易裂纹，甚至断裂，或者出现较深的压印，该情况下，继续使用易对FDM型3D打印机造成不良影响，故FDM型3D打印机每次使用前，都需要对进料机构驱动轮和压紧轮间前次未用完的料丝进行专门处理，费时费力。
技术实现思路
本技术的目的在于提供一种FDM型3D打印机的进料机构。为实现本技术的目的，现详细说明其技术方案：一种FDM型3D打印机的进料机构，包括机架、驱动轮、压紧轮和压紧轮移动机构，一驱动轮和一压紧轮为一组，驱动轮和压紧轮至少具有两组，所有组驱动轮和压紧轮的进丝路径在同一直线上，所有驱动轮由一第一驱动电机驱动且可转动安装于机架上，其中，第一驱动电机为带编码器的直流电机或交流电机，第一压紧轮移动机构包括压紧轮安装座、直线移动机构、以及两端分别与压紧轮安装座、直线移动机构连接的弹簧，所有压紧轮可转动安装于压紧轮安装座上，压紧轮安装座活动安装于机架上，直线移动机构设于机架上，料丝穿于驱动轮和压紧轮间，直线移动机构在一动力机构的驱动下施加新增作用力于弹簧，并依次传递该新增作用力于压紧轮安装座、压紧轮，使压紧轮与驱动轮对其间穿过的料丝的夹持力得以调节，进料时，驱动轮和压紧轮夹紧料丝，主动转动的驱动轮带动料丝前进。进一步地，压紧轮安装座滑动安装于机架上。本技术，可在机架上设置滑道，压紧轮安装座安装于机架的滑道上，也可在压紧轮安装座上设置滑道，如直线孔道，在用两个定位销穿过压紧轮安装座的直线孔道，定位销与机架固定。进一步地，压紧轮安装座摆动安装于机架上。在压紧轮安装座上开设一通孔，压紧轮安装座的该通孔穿过一固定于机架上的固定销上，压紧轮安装座可绕固定销摆动设置。进一步地，驱动直线移动机构的动力机构为驱动电机。本技术，驱动直线移动机构的动力机构可以是操作人员，也可以是驱动电机，为实现操作的省时省力，高效准确，较佳地，驱动直线移动机构的动力机构为驱动电机。本技术FDM型3D打印机的进料机构，驱动驱动轮转动的第一驱动电机采用带编码器的直流电机或交流电机，因直流电机或交流电机具有高速运转下扭矩平缓衰弱的特性，即高速下直流电机或交流电机仍具有相对较大的扭矩，这使得由第一驱动电机驱动转动的驱动轮在高速转运下，仍能保证由其带动向前的料丝的出丝量，从而满足高速打印下对料丝的出丝速度、出丝量的要求。同时，本技术通过弹簧的一端连接直线移动机构，直线移动机构在动力机构的驱动下施加新增作用力于弹簧，同时依次传递该新增作用力于压紧轮安装座、压紧轮，使弹簧的力度、驱动轮和压紧轮对其间穿过的料丝的夹持力可调，而非固定不变，因不受现有技术中人为所能提供的使压紧轮、驱动轮分离的最大力量的限制要求，驱动轮和压紧轮对其间穿过的料丝的夹持力不仅可调，且可调节范围较大，在驱动轮和压紧轮的数量为两组以上时，直线移动机构在动力机构的驱动下作用，可使每组驱动轮和压紧轮对其间穿过的料丝的夹持力均足够大，相比现有驱动轮和压紧轮对其间穿过的料丝的夹持力恒定不变且不够大的结构，其通过增加驱动轮和压紧轮的组数，实质性地增大料丝与驱动轮间的摩擦力，避免高速打印时料丝打滑，结合驱动驱动轮转动的第一驱动电机采用带编码器的直流电机或交流电机的结构，本技术可为3D高速打印提供高速、稳定的进料，为实现3D高速打印提供必要条件。另，因驱动轮和压紧轮对其间穿过的料丝的夹持力可调，本实新型还可适应各种不同材料的料丝的打印，同时在直线移动机构的作用下，本实新型甚至还可使压紧轮直接远离或靠近压紧轮，以便可在压紧轮与驱动轮完全分开的状态下，将料丝穿过压紧轮与驱动轮间以进行装丝，装丝操作更简单，且停机后，可使压紧轮与驱动轮完全分开，压紧轮与驱动轮对其间穿过的料丝无夹持力，而避免料丝夹持于压紧轮与驱动轮间，料丝及打印机受损。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种FDM型3D打印机的进料机构，其特征在于：包括机架、驱动轮、压紧轮和压紧轮移动机构，一驱动轮和一压紧轮为一组，驱动轮和压紧轮至少具有两组，所有组驱动轮和压紧轮的进丝路径在同一直线上，所有驱动轮由一第一驱动电机驱动且可转动安装于机架上，其中，第一驱动电机为带编码器的直流电机或交流电机，第一压紧轮移动机构包括压紧轮安装座、直线移动机构、以及两端分别与压紧轮安装座、直线移动机构连接的弹簧，所有压紧轮可转动安装于压紧轮安装座上，压紧轮安装座活动安装于机架上，直线移动机构设于机架上，料丝穿于驱动轮和压紧轮间，直线移动机构在一动力机构的驱动下施加新增作用力于弹簧，并依次传递该新增作用力于压紧轮安装座、压紧轮，使压紧轮与驱动轮对其间穿过的料丝的夹持力得以调节，进料时，驱动轮和压紧轮夹紧料丝，主动转动的驱动轮带动料丝前进。/n

【技术特征摘要】
1.一种FDM型3D打印机的进料机构，其特征在于：包括机架、驱动轮、压紧轮和压紧轮移动机构，一驱动轮和一压紧轮为一组，驱动轮和压紧轮至少具有两组，所有组驱动轮和压紧轮的进丝路径在同一直线上，所有驱动轮由一第一驱动电机驱动且可转动安装于机架上，其中，第一驱动电机为带编码器的直流电机或交流电机，第一压紧轮移动机构包括压紧轮安装座、直线移动机构、以及两端分别与压紧轮安装座、直线移动机构连接的弹簧，所有压紧轮可转动安装于压紧轮安装座上，压紧轮安装座活动安装于机架上，直线移动机构设于机架上，料丝穿于驱动轮和压紧轮间，直线移动机构在一动力机构的驱动下施加新增作用力于弹簧，并依次传递该新增作用力于压紧轮安装座、压紧轮，使压紧轮与驱动轮对其间穿过的料丝的夹持力得以调节，进料时，驱动轮和压紧轮夹紧料丝，主动转动的驱动轮带动料丝前进。


2.根据权利要求1所述的FDM型3D打印机的进料机构，其特征在于：直线移动机构包括安装于机架上由动力机构驱动可转动的丝杆、以及套设于丝杆上与丝杆螺纹配合的第一移动块，弹簧的两端分别与压紧轮安装座的基座和直线移动机构的第一移动块连接。


3.根据权利要求1所述的FDM型3D打印机的进料机构，其特征在于：直线移动机构包括安装于机架上由动力机构驱动传动的第一齿轮组、以及与第一齿轮组传动连接的齿轮条，齿轮条可直线滑动安装于机架上，弹簧的两端分别与压紧轮安装座的基座和直线移动机构的齿...

【专利技术属性】
技术研发人员：阙锦山，
申请(专利权)人：阙锦山，
类型：新型
国别省市：福建;35