一种3D打印免支撑托台工作方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种3D打印免支撑托台工作方法及其装置，属于3D打印技术领域。为了免除或部分免除FDM3D打印工件的悬空部位需要设置的附加支撑，采用一个可动托台，可以保证在没有附加支撑的状态下实现工件悬空部位最底层的完整打印，并且可以根据需要，实现对工件悬空部位任意形状的最底层进行完整打印。空部位任意形状的最底层进行完整打印。空部位任意形状的最底层进行完整打印。

【技术实现步骤摘要】
一种3D打印免支撑托台工作方法及其装置


[0001]本专利技术涉及3D打印
，涉及一种3D打印免支撑托台工作方法及其装置。

技术介绍

[0002]3D打印是快速成型技术的一种，又称增材制造，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。在3D打印过程中，所需要制造的工件有内部空腔，或者悬挑结构时，需要用支撑材质来打印附加在工件结构上的支撑结构，工件打印完成以后，再清除这些附加的支撑结构，当工件形状复杂时，其所必须的支撑结构就很难去除，甚至容易损坏工件本身。
[0003]目前，利用传统3D打印的方式进行无支撑或少支撑的3D打印的需求日渐增多，如何免支撑3D打印复杂工件是一项难以解决的技术问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术的第一目的在于提供一种3D打印免支撑托台装置的工作方法。为了免除或部分免除FDM3D打印工件的悬空部位需要设置的附加支撑，采用一个可动托台，可以保证在没有附加支撑的状态下实现工件悬空部位最底层的完整打印，并且可以根据需要，实现对工件悬空部位任意形状的最底层进行完整打印。在悬空部位底层完整打印后，在完整打印的底层上，进行后续的逐层打印。
[0005]本专利技术的第二目的在于提供一种3D打印免支撑托台装置。
[0006]本专利技术实现第一专利技术目的采用的技术方案是：一种3D打印免支撑托台装置的工作方法，其特征在于，按下述步骤实施：步骤1：用建模软件创建磁性零件的三维模型；步骤2：用切片软件对磁性零件进行切片处理，不需要对工件悬空或大角度倾角部位增加支撑，需要区分工件悬空或大角度倾角部位最底部一层，将程序导入3D打印机控制系统；步骤3：启动3D打印机，进行正常逐层打印工作；步骤4：当3D打印机的打印喷头工作到准备打印工件悬空或大角度倾角部位最底部一层时，暂停打印并调用3D打印免支撑托台装置，装置与3D打印机的打印喷头随动，并且通过控制系统中的程序控制托台电动机正转与反转，升降电动机转动带动托台升降；横向与纵向电动机带动齿轮与曲柄转动，实现托台工作平台任意角度变换；步骤5：托台随喷头移动，打印出工件悬空或大角度倾角部位最底部一层；步骤6：完整打印完工件悬空或大角度倾角部位最底部一层后，调走装置，喷头继续正常逐层打印；步骤7：每当遇到工件悬空或大角度倾角部位最底部一层时，重复步骤4、步骤5和步骤6，直至该零件打印完成。
[0007]本专利技术实现第二专利技术目的采用的技术方案是：一种3D打印免支撑托台装置，包括
升降机构、曲柄—伸缩杆机构(纵向)、曲柄—伸缩杆机构(横向)、和工作平台；所述升降机构通过螺钉固定在3D打印机的打印头上；所述曲柄—伸缩杆机构(纵向)与相应齿轮同轴相连，齿轮间相互啮合，并且安装在升降机构上；所述曲柄—伸缩杆机构(横向)与相应齿轮同轴相连，齿轮间相互啮合，并且安装在曲柄—伸缩杆机构(纵向)的中间平台上。
[0008]进一步特征在于：
[0009]所述升降机构包括安装支架、丝杆旋转电动机、丝杆、导杆和升降平台；所述安装支架通过螺钉固定安装在3D打印机的打印头上；丝杆与导杆贯穿安装支架，丝杆通过丝杆升降电动机安装在升降平台上。
[0010]进一步地，所述曲柄—伸缩杆机构(纵向)包括电动机及电动机主轴、齿轮A、齿轮B、中间齿轮、从动轴、曲柄、连杆、伸缩杆A、伸缩杆B、中间平台、滑块、连接轴；所述伸缩杆A、B通过螺钉固定垂直安装在升降平台上，伸缩一端的孔与连接轴一端相连；所述电动机主轴贯穿中间齿轮与电动机轴支座；中间齿轮与齿轮A、齿轮B啮合；所述齿轮A、曲柄一端安装在从动轴上，并且曲柄安装在齿轮A上，与齿轮A同步转动；所述连杆的一端与曲柄铰接，另一端的孔与连接轴的另一端相连；连接轴贯穿滑块，与伸缩杆和连杆相连；所述中间平台安装在两块滑块的限位块上，并通过中间平台内的弹簧使其位于两块滑块的连线中心；滑块顶部安装在工作平台下纵向滑槽以内；所述齿轮B一侧安装方式与齿轮A一侧相同。
[0011]进一步地，所述曲柄—伸缩杆机构(横向)包括电动机(小)及电动机(小)主轴、齿轮(小)A、齿轮(小)B、中间齿轮(小)、从动轴(小)、曲柄(小)、连杆(小)、伸缩杆A(小)、伸缩杆B(小)、滑块(小)、连接轴(小)；所述伸缩杆A、B通过螺钉固定垂直安装在中间平台上；滑块顶部安装在工作平台下横向滑槽以内；所述其余零件同曲柄—伸缩杆机构(纵向)相同。
[0012]本专利技术的有益效果：
[0013]本专利技术采用免支撑托台，配合3D打印机打印头工作，可以实现3D打印工作时，在打印工件悬空或大角度倾角部位时，不需要建立多余的支撑，减少了3D打印时多余的工作量，并且避免了在打印完成后重新处理产品，简化了工艺流程。
[0014]本专利技术采用两组曲柄—伸缩杆机构协调共同工作，可以实现工作平台多种角度的变换，从而实现在打印工件悬空或大角度倾角部位时，可以直接完整打印工件悬空或大角度倾角部位最底层；避免了使用传统3D打印在打印工件悬空或大角度倾角部位时，需要对其底层在Z轴方向上一层一层的叠加，大大减小了工件悬空或大角度倾角部位底面的表面粗糙度。
附图说明
[0015]图1为本专利技术的整体三维示意图；
[0016]图2为本专利技术的升降机构三维示意图；
[0017]图3为本专利技术的安装方式三维示意图；
[0018]图4为本专利技术的曲柄—伸缩杆机构(纵向)三维示意图；
[0019]图5为本专利技术的滑块三维示意图。
[0020]图6为本专利技术的曲柄—伸缩杆机构(横向)三维示意图。
[0021]图7为本专利技术的曲柄—伸缩杆机构工作原理图。
[0022]图8为本专利技术的实施例1工作流程图。
[0023]图9为本专利技术的实施例1工作原理图。
[0024]图10为本专利技术的实施例2工作流程图。
[0025]附图中：(1)为升降机构、(2)为工作平台、(3)为曲柄—伸缩杆机构(横向)、(4)为曲柄—伸缩杆机构(纵向)、(5)为3D打印机打印工作平台、(1
‑
1)为安装支架、(1
‑
2)为丝杆、(1
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3)为导杆、(1
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4)为升降平台、(1
‑
5)为丝杆旋转电动机、(2
‑
1)为滑槽、(2
‑
2)为安装槽口、(3
‑
1)为滑块(小)、(3
‑
2)为连接轴(小)、(3
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3)为连杆(小)、(3
‑
4)为曲柄(小)、(3
‑
5)为齿轮(小)A、(3
‑
6)为电动机(小)及电动机(小)主轴、(3
‑
7)为中间齿轮(小)、(3
‑
8)为齿轮(小)B、(3
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9)为从动轴(小)、(3
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10)为伸缩杆B(小)、(3
‑
11)为伸缩杆A(小)、(4
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种3D打印免支撑托台工作方法及其装置，包括升降机构(1)、工作平台(2)、曲柄—伸缩杆机构(横向)(3)、曲柄—伸缩杆机构(纵向)(4)，其特征在于：采用一个可动托台，可以保证在没有附加支撑的状态下实现工件悬空部位最底层的完整打印，并且可以根据需要，实现对工件悬空部位任意形状的最底层进行完整打印。2.根据权利要求1所述的一种3D打印免支撑托台工作方法及其装置，其特征在于：工作方法按下述步骤实施：步骤1：用建模软件创建磁性零件的三维模型；步骤2：用切片软件对磁性零件进行切片处理，不需要对工件悬空或大角度倾角部位增加支撑，需要区分工件悬空或大角度倾角部位最底部一层，将程序导入3D打印机控制系统；步骤3：启动3D打印机，进行正常逐层打印工作；步骤4：当3D打印机的打印喷头工作到准备打印工件悬空或大角度倾角部位最底部一层时，暂停打印并调用3D打印免支撑托台装置，装置与3D打印机的打印喷...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐志强，陈万朋，陈峰，王晓东，陈柯文，王涛，李志雄，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：