一种减振式含能材料3D打印成型平台制造技术

本发明专利技术为一种减振式含能材料3D打印成型平台。包括工作台，打印平台，电控旋转台，X轴驱动系统；X系统采用电机

【技术实现步骤摘要】
一种减振式含能材料3D打印成型平台


[0001]本专利技术属于含能材料3D打印领域，具体涉及一种减振式含能材料3D打印成型平台。

技术介绍

[0002]含能材料是在没有外界物质参与下，可持续反应,并在短时间内释放出巨大能量的一类物质。最基本和最传统的含能材料是发射药、推进剂和炸药。发射药和推进剂一般要通过几秒的、相对较慢的过程才能彻底燃烧爆炸。而炸药的爆炸过程只有几个微秒。尽管能量释放的过程如此不同,但是三种含能材料却有很多化学方面的相似性。很多含能材料在组成成分上很相似，一般都包括C、H、O和N四种元素。
[0003]3D打印技术是近年来发展较为迅猛的一种加工技术，主要的特点是通过材料的堆积进行增材制造，它能够快速生产任意复杂几何形状的物体。对于复杂结构的产品而言，可以加快产品的制造，提高产品的质量。它不仅能够大大改善传统模具制造手段的效率，也能够给定制制造注入新的元素，推动制造业的发展。
[0004]3D打印机在使用时，存在电控调平和手动调平两种方案。电控调平虽然节省了人力，但是增加了多个部件，成本较高，且手动调平相对于电控调平来说，可靠性更高。在调平后的3D打印平台会由于电机运行过程中产生的微小振动产生形变，从而导致平台的调平结果失效，从而影响整体打印效果。此外，调平不当还会使得模型变形，增加模型裂缝等问题，同时也会使得打印速度变慢，从而影响整体的打印效率和打印质量。
[0005]目前市面上大多数的3D打印设备中，一般使用螺钉和弹簧将工作台和打印平台连接，在打印过程中，电机带动丝杠运动，过程中不可避免的会产生振动，从而影响打印的效果，可能会造成打印件内部层间变形、不匀应力、不均匀流动凝固、尺寸变形等问题，从而严重影响打印件的性能和精度。为了减少不可避免的振动，一般主要依靠改进机构的结构来减少振动，几乎没有采用减振装置。但是改动机构的结构不但需要大量的时间和经济成本，而且在减少振动的效果上并不显著。常见的转动轴的减振装置一般采用弹簧类减振装置，减振效果太差，考虑到含能材料的打印的精度误差在毫米级，需要设计出减振效果好和全面的减振装置。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种减振式的含能材料3D打印成型平台，设计出了全新的吸振器结构，改善了原有的调平结构，优化了打印效果。
[0007]实现本专利技术目的的技术解决方案为：一种减振式含能材料3D打印成型平台，包括工作台，设置在工作台上的打印平台，其上设置有工作台的电控旋转台，X轴驱动系统和Y轴驱动系统；
[0008]X轴驱动系统采用电机
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丝杠的方式驱动，X轴驱动系统的丝杆配合滑块驱动打印平台沿X轴方向移动；
[0009]所述X轴驱动系统的滚珠丝杠的两端通过轴承设有吸振器，吸振器包括内外设置的内环和外环，内环和外环之间沿周向均布多个阻尼器，相邻阻尼器之间的外环段内开设槽，槽内设置弹簧
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金属球式减振装置。
[0010]进一步的，X轴驱动系统包括滚珠丝杠，轴承板，联轴器，支撑座，伺服电机，方轨，型材，电机板，滑块和外环支座；
[0011]轴承板与型材连接，型材与电机板连接，两个方轨用螺钉固定在型材上，支撑座固定在型材上，滚珠丝杠通过轴承安装在电机板和支撑座上，两个吸振器安装在滚珠丝杠的两端，滑块与滚珠丝杠连接在一起，滑块在方轨上移动。
[0012]进一步的，X轴驱动系统还包括外环支座，吸振器的外环通过外环支座和型材连接。
[0013]进一步的，电控旋转台通过连接板与滑块连接。
[0014]进一步的，所述工作台整体呈十字型，工作台中间凹槽用螺钉与电控旋转台连接，工作台的四个臂上的端部分别用调平组件连接工作台和打印平台，打印平台上周向均匀用螺钉固定四个夹具，打印平台的中央用螺钉固定有万向水平仪。
[0015]进一步的，调平组件包括螺栓、调平螺母和弹簧；螺栓表面安装弹簧，用调平螺母连接螺栓。
[0016]进一步的，阻尼器的数量为四个，相邻阻尼器间的夹角为90
°
，阻尼器包括固定在内环表面的四个下金属缸体，通过螺纹与四个下金属缸体连接的四个上金属缸体，缸体表面套有自然长度大于缸体长度的径向弹簧，缸体内填装上金属橡胶和下金属橡胶，上金属橡胶包裹导杆，导杆下部为T型头，T型头的表面抵在下金属橡胶上，导杆上穿过上金属橡胶和上金属缸体的上顶后与连接板螺纹连接，连接板与外环通过螺钉连接。
[0017]进一步的，弹簧
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金属球式减振装置包括设置在槽内的减振装置管，减振装置管内设有两个周向弹簧、设置在周向弹簧两端的弹簧安装板，两个周向弹簧之间通过弹簧安装板的圆柱形凹槽固定有金属球，周向弹簧未工作时处于压缩状态。
[0018]进一步的，内环由两个半圆形环组成，两个半圆形环之间通过半圆环端部的外延的连接部连接；
[0019]外环由两个半圆形环组成，两个弹簧
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金属球式减振装置设置在两个半圆形环的拼装成的槽内，并通过组合式外环安装板实现外环的连接；外环上另外两处安装弹簧
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金属球式减振装置的槽配设有外环安装板，外环安装板通过螺栓安装在外环槽上。
[0020]进一步的，吸振器的外环为带有均匀分布的多个圆孔的铝合金圆环，圆孔为仿山羊蹄匣的倾斜孔，倾斜角度为30
°
。
[0021]本专利技术与现有技术相比，其显著优点在于：
[0022](1)本专利技术的吸振器为自主设计，通过外环内置四个减振装置和内环与外环之间安装四个阻尼器以及弹簧，可以同时有效减少滚珠丝杠的径向振动和周向振动，外环上仿山羊蹄匣的倾斜孔可以削减吸振器出现的振动，从而提高3D打印成型平台的稳定性和3D打印精度；
[0023](2)采用内置万向水平仪，具有调平的功能，可以提高3D打印机的成品精度；
[0024](3)配合熔融沉积3D打印设备，利用电控旋转台有利于加工回转体和规则几何形状零件；
[0025](4)结构比较简单，只需在原有的3D打印成型平台改进，零部件数量较少，制造改进方便。
附图说明
[0026]图1是含能材料3D打印机中的整机结构示意图；
[0027]图2是本专利技术的含能材料3D打印成型平台的结构示意图；
[0028]图3是本专利技术的含能材料3D打印成型平台中的工作台的结构示意图；
[0029]图4是本专利技术的含能材料3D打印成型平台中的吸振器结构示意图；
[0030]图5是本专利技术的含能材料3D打印成型平台中的吸振器的俯视图；
[0031]图6是本专利技术的含能材料3D打印成型平台中的吸振器的剖视图；
[0032]图7是本专利技术的含能材料3D打印成型平台中的吸振器的阻尼器的结构示意图；
[0033]图8是本专利技术的含能材料3D打印成型平台中的吸振器的阻尼器的剖视图；
[0034]图9是本专利技术的含能材料3D打印成型平台中的吸振器的弹簧安装板的结构示意图；
[0035]图10是本本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种减振式含能材料3D打印成型平台，其特征在于，包括工作台(16)，设置在工作台(16)上的打印平台(24)，其上设置有工作台(16)的电控旋转台(18)和X轴驱动系统；X轴驱动系统采用电机
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丝杠的方式驱动，X轴驱动系统的丝杆配合滑块驱动打印平台(24)沿X轴方向移动；所述X轴驱动系统的滚珠丝杠(20)的两端通过轴承设有吸振器，吸振器包括内外设置的内环(14)和外环(12)，内环(14)和外环(12)之间沿周向均布多个阻尼器，相邻阻尼器之间的外环(12)段内开设槽，槽内设置弹簧
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金属球式减振装置。2.根据权利要求1所述的成型平台，其特征在于，X轴驱动系统包括滚珠丝杠(20)，轴承板(21)，联轴器(25)，支撑座(26)，伺服电机(27)，方轨(28)，型材(29)，电机板(30)，滑块(31)和外环支座(32)；轴承板(21)与型材(29)连接，型材(29)与电机板(30)连接，两个方轨(28)用螺钉固定在型材(29)上，支撑座(26)固定在型材(29)上，滚珠丝杠(20)通过轴承安装在电机板(30)和支撑座(26)上，两个吸振器安装在滚珠丝杠(20)的两端，滑块(31)与滚珠丝杠(20)连接在一起，滑块(31)在方轨(28)上移动。3.根据权利要求2所述的成型平台，其特征在于，X轴驱动系统还包括外环支座(32)，吸振器的外环(12)通过外环支座(32)和型材(29)连接。4.根据权利要求3所述的成型平台，其特征在于，电控旋转台(18)通过连接板(19)与滑块(31)连接。5.根据权利要求4所述的成型平台，其特征在于，所述工作台(16)整体呈十字型，工作台(16)中间凹槽用螺钉与电控旋转台(18)连接，工作台(16)的四个臂上的端部分别用调平组件(17)连接工作台(16)和打印平台(24)，打印平台(24)上周向均匀用螺钉固定四个夹具(23)，打印平台(24)的中央用螺钉固定有万向水平仪...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄学安，肖毅，黄玲，汪畅，
申请(专利权)人：南京理工大学，
类型：发明
国别省市：