[发明专利]一种3D打印机支撑装置

说明书

技术领域

本发明属于3D打印技术，具体来说，是一种支持双头3D多色打印机的辅助支撑装置。

背景技术

3D打印又叫快速成型技术，该技术诞生于20世纪80年代后期，是基于材料堆积法的一种高新制造技术，被认为是近20年来制造领域的一个重大成果。1997年，一家名Z-corporation的公司最先提出将3D打印技术应用到办公用品中。3D打印机设备体积小，相对比较便宜，成型速度快，操作简单，无污染，可制作精细、复杂的零件，已成为快速成型行业的研究和应用的热点。他最大的优点在于设计人员在造型设计后，很快看到实体模型，打印人员可根据自己的需要安装喷头数目，大大提高了打印效益。打印出来的模型也可随意改进，缩短了产品设计周期和试用周期，提高了新产品的开发进度，加快了新产品上市的进度，能快速占领市场，使产品在竞争中处于有利地位。

3D打印机它集机械工程、CAD、逆向工程技术、分层制造技术、数控技术、材料科学、激光技术于一身，可以自动、直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型或直接制造零件。即快速成形技术就是利用三维CAD的数据，通过3D打印机，将一层层的材料堆积成实体原型。简单点说就是断层扫描的逆过程，断层扫描是把某个东西“切”成无数叠加的片，3D打印就是一片一片的打印，然后叠加到一起，成为一个立体物体。图1示出了3D打印技术的原理图，可以看出快速成型的工艺流程主要包括：建立三维模型(包括相应尺寸数据和内部结构)-＞模型切片并Z向离散化-＞对每层切片模型进行信息处理-＞利用层面信息进行分层加工-＞对分层位置进行连接。

3D打印机在工作时，由于打印材料是经过加热融化-＞喷出打印-＞冷却硬化等过程中，因此对其工作环境要求颇高，特别是打印时的工作温度可达100多度，再者，3D打印是分层打印，其工作时间较长，模型的支撑高度需要精确、稳定地上下调节，可见打印支撑设备除了必须有良好的封闭环境、工作强度外，还得具有很高的安全性以及稳定性。

发明内容

针对现有技术存在的支撑装置强度低、刚度弱，稳定性差，无法满足3D打印机工作要求的问题，本发明提供了一种强度高、能够在动态打印过程中精确、稳定打印3D模型的可拆卸式支撑装置。

为实现上述技术目的，本发明采用的技术方案如下：

一种3D打印机支撑装置，包括外框、机架本体以及工作台，所述外框具有前、后侧开口，且在前侧开口处设置有透明视窗，所述机架本体内置于外框里并支撑外框，所述工作台安装在机架本体上，其中：

所述机架本体采用铝合金材料，其包括机架下板、机架后板、机架左柱、机架右柱、机架前梁、机架后梁、机架左梁和机架右梁，机架后板匹配外框后侧开口，机架下板底部设有沿前端延伸出来的机架底板，且机架底板下端设有支撑脚，同时机架后板两侧分别设有垂直机架后板并向前端延伸的左侧翼和右侧翼，左侧翼和右侧翼之间设有相互匹配的第一Y轴传动安装孔，所述机架左梁和机架右梁之间设有相互匹配的第二Y轴传动安装孔，第一Y轴传动安装孔与第二Y轴传动安装孔位于相同水平高度，所述机架前梁左右两端与机架后板之间设有左右两对水平高度相同的X轴传动安装孔；

所述工作台包括水平板以及固定在水平板下板的支撑架，所述支撑架包括位于左右两侧的支撑侧板和连接两支撑侧板的支撑连接板，所述工作台与机架下板之间底部设有控制工作台上下运动的调节机构。

采用上述技术方案的3D打印机支撑装置，铝合金机架本体形成框架结构通过合理设计，具有足够的抗弯、抗扭和刚度性能，在长时间动态打印工作中，能够保持外框结构稳定；第一Y轴传动安装孔、第二Y轴传动安装孔方便打印机喷头传动装置的安装，使得在组装过程中尽量避免影响支撑装置的结构稳定性，相应地保证了打印机喷头传动装置工作时的稳定性；水平板用于支撑打印模型，如果调节结构与水平板直接连接，水平板稳定性较差，因此在给水平板安装支撑架后，调节机构固定与支撑架之间可以更稳定地固定，有利于提供更加稳定的支撑工作台；通过透明视窗可以近距离观察支撑装置内部模型的打印状态，方便操作人员随时根据情况调整工作步骤。

进一步限定，所述调节机构位于支撑连接板中部，其包括步进电机、联轴器以及滚珠丝杠，所述步进电机位于机架下板底部，所述滚珠丝杠上端通过轴承座将其固定在水平板底部，滚珠丝杠下端连接联轴器一端，联轴器另一端与步进电机穿过机架下板的伸缩杆连接，所述滚珠丝杠与联轴器之间通过轴承座固定。上述限定通过步进电机的轴向运动带动滚珠丝杠上下直线运动调节高度。