3D打印设备及其运行过程制造技术

一种3D打印设备及其运行过程，属于增材制造技术领域，用于解决大型产品一次成型难的问题，包括第一运动机构、第二运动机构、第三运动机构、第四运动机构、第五运动机构、铺料机构和打印机构；所述铺料机构设置在第四运动机构末端；所述打印机构设置在所述第五运动机构末端；所述第二运动机构和第三运动机构可以沿第一运动方向运动，所述第四运动机构和第五运动机构可以沿第二运动方向运动和第三运动方向运动，所述第一运动方向、第二运动方向和第三运动方向形成两两相互垂直的两个三轴运动方向。同时通过第一运动方向的设置，实现了分区铺料、分区打印，通过分区铺料与打印突破了3D打印受限于工作空间不能一次成型较大型产品的问题。

【技术实现步骤摘要】
3D打印设备及其运行过程
本专利技术涉及三维打印
，更具体地，涉及一种增材制造技术用设备及其运行方法。
技术介绍
增材制造(3DP)打印技术的工作原理是由铺料机构铺设一层原材料，再由打印机构打印一层产品轮廓形状，如此循环往复，层层叠加，形成整个产品的打印。此技术的优势是可以实现复杂结构产品的一次成型，目前可一次成型的产品尺寸受限于打印设备的结构，无法一次成型较大尺寸的产品，或者说不能在一定成本和相同打印设备结构复杂程度的前提下，无法一次成型较大尺寸的产品，也即造成了较大尺寸产品一次成型难、一次成型成本高、一次成型用打印设备结构复杂等。
技术实现思路
有鉴于以上现有结构的3D打印设备打印较大尺寸产品一次成型难、一次成型成本高、一次成型设备结构复杂的问题，有必要提出一种3D打印设备及其运行方法，所述3D打印设备通过将打印机构和铺料机构设置在三轴运动系统中的方式，解决了较大尺寸和大尺寸产品一次成型的问题。一种3D打印设备，包括第一运动机构、第二运动机构、第三运动机构、第四运动机构、第五运动机构、铺料机构和打印机构，所述第二运动机构和第三运动机构可以沿第一运动方向运动，所述第四运动机构和第五运动机构可以沿第二运动方向运动和第三运动方向运动，所述第一运动方向、第二运动方向和第三运动方向形成两两相互垂直的两个三轴运动方向，也即所述第一运动机构、第二运动机构和第四运动机构组成第一三轴运动系统，所述第一运动机构、第三运动机构和第五运动机构组成第二三轴运动系统；所述铺料机构设置在第四运动机构末端，也即所述铺料机构位于第一三轴运动系统中，实现所述铺料机构在三个方向上的自由运动；所述打印机构设置在所述第五运动机构末端，也即所述打印机构位于第一三轴运动系统中，实现所述打印机构在三个方向上的自由运动。进一步地，所述3D打印设备还包括框架，所述第一运动机构设置在所述框架上，所述3D打印设备的工作空间设置在所述框架的中部。更进一步地，所述第一运动机构包括成对设置搭设在所述框架上的第一横梁和设置在每个所述第一横梁上的第一导轨；所述第二运动机构和所述第三运动机构通过所述第一导轨与所述第一运动机构相连，实现所述第二运动机构和所述第三运动机构沿所述第一导轨往复运动。更进一步地，所述第二运动机构包括搭设在所述第一横梁的第一导轨上的第二横梁和设置在所述第二横梁侧面的第二导轨，所述第二导轨沿所述第二横梁通长设置；所述第三运动机构包括搭设在所述第一横梁的第一导轨上的第三横梁和设置在所述第三横梁侧面的第三导轨，所述第三导轨沿所述第三横梁通长设置。也即所述第二运动机构和第三运动机构平行的设置在所述第一导轨上，所述第二导轨和所述第三导轨相对设置，也即所述第二导轨和所述第三导轨面对面设置。更进一步地，所述第四运动机构通过所述第二导轨与所述第二运动机构相连，实现第四运动机构沿所述第二运动机构长度方向做往复运动；所述第五运动机构通过所述第三导轨与所述第三运动机构相连，实现第五运动机构沿所述第三运动机构长度方向做往复运动。更进一步地，为了方便第四运动机构和第五运动机构与所述第二导轨和第三导轨相连，所述第二导轨和第三导轨上分别设有用于连接所述第四运动机构和所述第五运动机构的转接件四和转接件五；所述转接件四的一端与所述第二导轨相连，且所述转接件四可以在所述第二导轨上往复运动；所述转接件五的一端与所述第三导轨相连，且所述转接件五可以在所述第三导轨上往复运动。所述转接件四的另一端连接所述第四运动机构；所述转接件五的另一端连接所述第五运动机构。更进一步地，所述第四运动机构包括与所述转接件四连接的主轴四和设置在所述主轴四上的第四导向件；所述第五运动机构包括与所述转接件五连接的主轴五和设置在所述主轴五上的第五导向件，从而实现了铺料机构和打印机构在三维空间内的自由运动。作为本技术方案的一种优化，所述3D打印设备还包括加料机构，在所述第二横梁相对与第二导轨的另一个面上还设有第六导轨，所述第六导轨与加料机构相连，也即所述加料机构可以沿所述第六导轨做往复运动，从而实现了实时向铺料机构加料的目的。进一步地，所述3D打印设备还包括储料斗，所述储料斗设置在所述加料机构上方，所述储料斗将混合均匀的原材料按需加入所述加料机构。具体地，所述储料斗通过支架设置在所述3D打印设备上，且位于储料斗上方。更进一步地，所述3D打印设备还包括混料机构，所述混料机构设置在距离储料斗最近的位置处，以实现混合均匀的原材料输送路径最短；所述混料机构与所述储料斗之间设有上料机构，所述上料机构可以将混料机构中混合均匀的原材料输送到储料斗中，以方便储料斗向加料机构按需加料。作为本技术方案的另一种优化，所述第一运动机构的第一横梁设置为阶梯结构，在较高的阶梯面上设置第一导轨，用以连接所述第三运动机构；在较低的阶梯面上设置第七导轨，用以连接所述第二运动机构；通过设置不同的导轨，可以更好的提高所述3D打印设备的打印精度和运行精度。作为本技术方案的另一种优化，所述主轴四与所述铺料机构之间还设有旋转机构，所述旋转机构可以使所述铺料机构绕所述主轴四的中轴线自转，从而实现双向铺料。本专利技术技术方案的有益效果：通过设置两个独立的三轴运动系统，使得铺料机构和打印机构能够分别独立的在工作空间上方自由移动，从而实现了工作空间不动的情况下的3D打印；同时通过第一运动方向的设置，实现了分区铺料、分区打印，通过分区铺料与打印突破了3D打印受限于工作空间不能一次成型较大型产品的问题。附图说明图1是一种3D打印设备结构示意图；图2是另一种第一运动机构结构示意图；图3是一种3D打印设备运行方式示意图；其中，1-框架；2-工作空间；3-铺料机构；4-旋转机构；5-打印机构；6-第一横梁；7-第一导轨；8-第七导轨；9-第三横梁；10-第三导轨；11-第二横梁；12-第二导轨；13-第六导轨；14-主轴五；15-主轴四；16-混料机构；17-上料机构；18-储料斗；19-加料机构；20-清扫机构；21-清洗机构；22-第一横梁低阶面。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术的技术方案，结合以下附图对
技术实现思路
的技术方案进行详细说明，显而易见地，以下描述是本专利技术的一些典型实施方式，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，还可以根据这些实施方式获得其他的解决方案。一种3D打印设备，包括第一运动机构、第二运动机构、第三运动机构、第四运动机构、第五运动机构、铺料机构和打印机构，所述第二运动机构和第三运动机构可以沿第一运动方向运动，所述第四运动机构和第五运动机构可以沿第二运动方向运动和第三运动方向运动，所述第一运动方向、第二运动方向和第三运动方向形成两两相互垂直的三轴运动方向，也即所述第一运动机构、第二运动机构和第四运动机构组成第一三轴运动系统，所述第一运动机构、第三运动机构和第五运动机构组成第二三轴运动系统；所述铺料机构设置在第四运动机构末端，也即所述铺料机构位于第一三轴运动系统中，实现所述铺料机构在三个本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种3D打印设备，其特征在于，包括第一运动机构、第二运动机构、第三运动机构、第四运动机构、第五运动机构、铺料机构和打印机构；所述铺料机构设置在第四运动机构末端；所述打印机构设置在所述第五运动机构末端；所述第二运动机构和第三运动机构可以沿第一运动方向运动，所述第四运动机构和第五运动机构可以沿第二运动方向运动和第三运动方向运动，所述第一运动方向、第二运动方向和第三运动方向形成两两相互垂直的两个三轴运动方向。/n

【技术特征摘要】
1.一种3D打印设备，其特征在于，包括第一运动机构、第二运动机构、第三运动机构、第四运动机构、第五运动机构、铺料机构和打印机构；所述铺料机构设置在第四运动机构末端；所述打印机构设置在所述第五运动机构末端；所述第二运动机构和第三运动机构可以沿第一运动方向运动，所述第四运动机构和第五运动机构可以沿第二运动方向运动和第三运动方向运动，所述第一运动方向、第二运动方向和第三运动方向形成两两相互垂直的两个三轴运动方向。


2.如权利要求1所述的3D打印设备，其特征在于，还包括框架，所述框架由四个立柱组成，所述第一运动机构设置在所述框架上。


3.如权利要求2所述的3D打印设备，其特征在于，所述第一运动机构包括成对设置搭设在所述框架上的第一横梁和设置在每个所述第一横梁上的第一导轨；所述第二运动机构和所述第三运动机构通过所述第一导轨与所述第一运动机构相连。


4.如权利要求3所述的3D打印设备，其特征在于，所述第二运动机构包括搭设在所述第一横梁的第一导轨上的第二横梁和设置在所述第二横梁侧面的第二导轨，所述第二导轨沿所述第二横梁通长设置；所述第三运动机构包括搭设在所述第一横梁的第一导轨上的第三横梁和设置在所述第三横梁侧面的第三导轨，所述第三导轨沿所述第三横梁通长设置。


5.如权利要求4所述的3D打印设备，其特征在于，所述第四运动机构通过所述第二导轨与所述第二运动机构相连，实现第四运动机构沿所述第二运动机构长度方向做往复运动；所述第五运动机构通过所述第三导轨与所述第三运动机构相连，实现第五运动机构沿所述第三运动机构长度方向做往复运动。


6.如权利要求5所述的3D打印设备，其特征在于，所述第二导轨和第三导轨上分别设有用于连接所述第四运动机构和所述第五运动机构的转接件四和转接件五，所述转接件四的另一端连接所述第四运动机构；所述转接件五的另一端连接所述第五运动机构；所述第四运动机构包括与所述转接件四连接的主轴四和设置在所述主轴四上的第四导向件；所述第五运动机构包括与所述转接件五连接的主轴五和设置在所述主轴五上的第五导向件。


7.如权利要求6所述的3D打印设备，其特征在于，所述主轴四与所述铺料机构之间还设有旋转机构。


8.如权利要求7所述的3D打印设备，其特征在于，所述第一运动机构的第一横梁设置为阶梯结构，第一横梁高阶面设有所述第一导轨，第一横梁低阶面设有第七导轨，所述第二运动机构与所述第七导轨相连，所述第三运动机构与所述第一导轨相连。


9.如权利要求1-8任一所述的3D打印设备，其特征在于，所述3D打印设备还包括加料机构，所述加料机构通过设置在所述第二横梁上的第六导轨连接于所述第二横梁上。


10.如权利要求9所述的3D打印设备，其特征在于，所述3D打印设备还包括混料机构、上料机构和储料斗，所述混料机构和所述储料斗通过所述上料机构连接，实现将混合均匀的原材料从混料机构输送至储料斗；所述储料斗的出料口与所述加料机构的进料口对应，以实现向加料机构中补充原材料。


11.一种3D打印设备的运行过程，采用如权利要求6或7所述的3D打印设备，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：何捷军，周志军，彭凡，刘轶，马睿，高荟卓，
申请(专利权)人：共享智能铸造产业创新中心有限公司，
类型：发明
国别省市：宁夏;64