大型龙门架快速叠加成型三维打印机制造技术

本实用新型专利技术公开了大型龙门架快速叠加成型三维打印机，采用龙门架式结构，包括Y轴、Z轴、X轴机构、打印头和控制器。Y轴、Z轴、X轴机构均采用双齿条驱动模块，包括两组直线导轨、两组齿条、主齿轮、从齿轮、电机和安装座。工作时，控制器通过Y轴机构的电机直接驱动主齿轮，从而带动从齿轮转动，或者通过链条、链轮带动第一传动轴和第二传动轴转动，从而驱动从齿轮转动，由于主齿轮与从齿轮旋转方向相反，因此能在两侧的齿条上同向运动，从而带动安装座在直线导轨上来回移动；Z轴、X轴机构的移动原理与Y轴机构相同，最终，打印头在X、Y、Z方向的移动中到达指定位置进行打印。本实用新型专利技术还具有结构简单、操作方便、容易实施的优点。容易实施的优点。容易实施的优点。

【技术实现步骤摘要】
大型龙门架快速叠加成型三维打印机


[0001]本技术涉及打印机设备领域，尤其涉及一种用于打印大型工件的大型龙门架快速叠加成型三维打印机。

技术介绍

[0002]目前市面上的3D打印供应商打印尺寸较小，打印速度比较慢，效率比较低，FDM技术主要应用一些日常简单教育或工艺模型制作，在创客教育应用较为普遍，但FDM熔融技术在工业领域普及开展较落后，FDM技术使用材料PLA是使用可再生的植物资源(如玉米)所提出的淀粉原料制成，具有良好的生物可降解性。因此，现有技术需要进一步改进和完善。
[0003]本专利技术主要通过增材制造技术熔融沉积制造工艺(FDM)，使用市场上现有的聚乳酸生物可降解材料，实现具有较高强度、低成本的打印耗材，相对市场使用线材加工出来的二次材料，成本更底。具有良好的机器性能，热塑性，本专利技术通过改造技术结构，能够生产巨大模型，在家具或超大模型生产中具有较大应用场景。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种大型龙门架快速叠加成型三维打印机。
[0005]本技术的目的通过下述技术方案实现：
[0006]大型龙门架快速叠加成型三维打印机，所述打印机采用龙门架式结构设计，包括Y轴机构、Z轴机构、X轴机构、打印头、以及控制器。所述Y轴机构架设在地面上，其驱动端与Z轴机构连接并带着Z轴机构在Y轴方向上来回移动。所述Z轴机构安装在Y轴机构上，采用龙门架式结构设计。所述X轴机构安装在Z轴机构的驱动端，由Z轴机构带着X轴机构上下移动。所述打印头安装在X轴机构的驱动端，由X轴机构驱动打印头在X轴方向来回移动。所述控制器分别与Y轴机构、Z轴机构、X轴机构和打印头连接。
[0007]具体的，所述Y轴机构、Z轴机构、X轴机构均采用相同的双齿条驱动模块，包括第一直线导轨、第二直线导轨、第一齿条、第二齿条、主齿轮、从齿轮、电机以及安装座。所述第一直线导轨与第二直线导轨互相平行设置。所述第一齿条和第二齿条均设置在两直线导轨之间，且互相平行设置。所述安装座跨设在两直线导轨上，可沿直线导轨来回滑动。所述主齿轮和从齿轮均安装在安装座底部，且主齿轮与从齿轮啮合。所述主齿轮与第一齿条啮合。所述从齿轮与第二齿条啮合。所述电机设置在安装座上，与控制器电连接，其输出轴与主齿轮传动连接，驱动主齿轮和从齿轮在两齿条上移动，从而带动安装座在直线导轨上滑动。
[0008]作为本技术的优选方案，所述电机与主齿轮的传动连接包括第一传动轴、第二传动轴、链轮、以及链条。所述第一传动轴和第二传动轴均垂直于安装座并贯穿安装座。所述主齿轮分别安装在第一传动轴和第二传动轴的一端。所述链轮分别安装在第一传动轴和第二传动轴的另一端上。所述链条设置在链轮上，并与电机的输出轴连接，由电机带动链条、链轮转动，从而驱动第一传动轴、第二传动轴及主齿轮旋转。
[0009]作为本技术的优选方案，所述Y轴机构设为两组，互相平行设置。
[0010]作为本技术的优选方案，所述Z轴机构设为两组，垂直于Y轴机构设置，其底部固定在Y轴机构的安装座上。
[0011]作为本技术的优选方案，所述X轴机构设为一组，横跨在两组Z轴机构之间，其两端分别固定在Z轴机构的安装座上。
[0012]进一步的，所述Z轴机构还包括用于增强其支撑性及稳定性的第一支撑杆和第二支撑杆。所述第一支撑杆垂直Y轴设置，Z轴机构的双齿条驱动模块安装在第一支撑杆的一侧面上。所述第二支撑杆倾斜设置，其一端固定在Z轴机构的安装座上，另一端与第一支撑杆的另一侧面固定连接。
[0013]作为本技术的优选方案，所述电机采用步进电机或伺服电机。
[0014]作为本技术的优选方案，所述第一支撑杆上还设有不规则形状的第一镂空。
[0015]作为本技术的优选方案，所述第二支撑杆上还设有不规则形状的第二镂空。
[0016]作为本技术的优选方案，所述第一支撑杆和第二支撑杆均采用铝合金材料制成。
[0017]本技术的工作过程和原理是：工作时，控制器通过Y轴机构的电机直接驱动主齿轮，从而带动从齿轮转动，或者通过链条、链轮带动第一传动轴和第二传动轴转动，从而驱动从齿轮转动，由于主齿轮与从齿轮旋转方向相反，因此能在两侧的齿条上同向运动，从而带动安装座在直线导轨上来回移动；Z轴机构和X轴机构的移动原理与Y轴机构相同，最终，打印头在X、Y、Z方向的移动中到达指定位置进行打印，从而打印出大型的工件。本技术还具有结构简单、操作方便、容易实施的优点。
[0018]与现有技术相比，本技术还具有以下优点：
[0019](1)本技术所提供的大型龙门架快速叠加成型三维打印机通过增材制造技术熔融沉积制造工艺(FDM)，使用市场上现有的聚乳酸生物可降解材料，实现具有较高强度、低成本的打印耗材，相对市场使用线材加工出来的二次材料，成本更底。
[0020](2)本技术所提供的大型龙门架快速叠加成型三维打印机具有良好的机器性能，热塑性，本专利技术通过改造技术结构，能够生产巨大模型，在家具或超大模型生产中具有较大应用场景。
[0021](3)本技术所提供的大型龙门架快速叠加成型三维打印机实现模型大尺寸的快速打印，实现巨大模型打印需求，满足家具生产需要，通过熔融沉积制造工艺(FDM)，使用改进过后的打印机构及配套软件，实现打印机的快速打印，提高生产效率，增加尺寸要求其结构包括机器机构、运动控制系统、送丝机构、通过成门式设计，导轨传动结构，增加马达功率，超大的外观设计，提高设备打印尺寸。
[0022](4)本技术所提供的大型龙门架快速叠加成型三维打印机以地平或外加平台生产方式，可实现无缝接的大模型生产工艺，也可以外接自动带实现自动生产，突破了现在3D打印机的打印局限，没办法实现大模型生产或实现自动化的难题。
附图说明
[0023]图1是本技术所提供的大型龙门架快速叠加成型三维打印机的结构示意图。
[0024]图2是本技术所提供的大型龙门架快速叠加成型三维打印机的主视图。
[0025]图3是本技术所提供的大型龙门架快速叠加成型三维打印机的俯视图。
[0026]图4是本技术所提供的大型龙门架快速叠加成型三维打印机的右视图。
[0027]图5是本技术所提供的大型龙门架快速叠加成型三维打印机的立体图。
[0028]图6是本技术所提供的双齿条驱动模块的结构示意图。
[0029]图7是本技术所提供的双齿条驱动模块(双主齿轮)的结构示意图。
[0030]图8是本技术所提供的双齿条驱动模块(双主齿轮)的侧视图。
[0031]上述附图中的标号说明：
[0032]1‑
Y轴机构，2
‑
Z轴机构，3
‑
X轴机构，4
‑
第一直线导轨，5
‑
第二直线导轨，6
‑
第一齿条，7
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.大型龙门架快速叠加成型三维打印机，其特征在于，所述打印机采用龙门架式结构设计，包括Y轴机构、Z轴机构、X轴机构、打印头、以及控制器；所述Y轴机构架设在地面上，其驱动端与Z轴机构连接并带着Z轴机构在Y轴方向上来回移动；所述Z轴机构安装在Y轴机构上，采用龙门架式结构设计；所述X轴机构安装在Z轴机构的驱动端，由Z轴机构带着X轴机构上下移动；所述打印头安装在X轴机构的驱动端，由X轴机构驱动打印头在X轴方向来回移动；所述控制器分别与Y轴机构、Z轴机构、X轴机构和打印头连接；所述Y轴机构、Z轴机构、X轴机构均采用相同的双齿条驱动模块，包括第一直线导轨、第二直线导轨、第一齿条、第二齿条、主齿轮、从齿轮、电机、以及安装座；所述第一直线导轨与第二直线导轨互相平行设置；所述第一齿条和第二齿条均设置在两直线导轨之间，且互相平行设置；所述安装座跨设在两直线导轨上，可沿直线导轨来回滑动；所述主齿轮和从齿轮均安装在安装座底部，且主齿轮与从齿轮啮合；所述主齿轮与第一齿条啮合；所述从齿轮与第二齿条啮合；所述电机设置在安装座上，与控制器电连接，其输出轴与主齿轮传动连接，驱动主齿轮和从齿轮在两齿条上移动，从而带动安装座在直线导轨上滑动。2.根据权利要求1所述的大型龙门架快速叠加成型三维打印机，其特征在于，所述电机与主齿轮的传动连接包括第一传动轴、第二传动轴、链轮、以及链条；所述第一传动轴和第二传动轴均垂直于安装座并贯穿安装座；所述主齿轮分别安装在第一传动轴和第二传动轴的一端；所述链轮分别安装在第一传动轴和第二传动轴...

【专利技术属性】
技术研发人员：白崇庆，杨青雯，胡亮，贺礼，钟云腾，
申请(专利权)人：佛山市南海区广工大数控装备协同创新研究院，
类型：新型
国别省市：