[发明专利]3D打印机

说明书

技术领域

本发明涉及3D打印领域，尤其涉及一种3D打印机。

背景技术

3D打印机即快速成形技术的一种机器，它是一种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。运用三维打印机打印模型，无需传统的切削加工机床和加工模具，在计算机的控制下根据工件的三维模型可直接成形三维实体。

现有的3D打印设备加工或打印大型物件或建筑时需要配备龙门架加工中心，申请号为201610228140.6、申请日为2016.04.13的中国发明专利的申请文件中已经公开了对龙门架的改进方案，该方案利用双横梁对立柱进行固定，使整体结构在进行工件加工及3D打印工作时更为稳定，但是改进后的方案未对打印机头进行相应的改进，仍然存在打印设备的出料机构出料速度不易控制、打印过程中出料机构的内部不及时清理就会被固化的打印材料所堵塞的现象，且不易维修，从而造成设备故障甚至报废，3D打印设备的成本本来就高，由此更会大大加大成本，并且打印大型成品困难，材料浪费较为严重，污染环境，打印精度低。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种3D打印机来满足所有用户需求，该3D打印机设计合理、节能环保、成本低廉、方便打印大型成品，且易于维修，其出料机构不易被堵塞。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种3D打印机，包括龙门加工中心、安装在龙门加工中心上的打印机构、操作机构；

龙门加工中心包括床身、横梁和立柱,横梁横向滑动安装在床身上，并能够沿床身纵向滑动，立柱竖直滑动安装在横梁上，并能够沿横梁的横向和纵向滑动；

打印机构固定在立柱底端，打印机构包括速度控制机构、送料机构和出料机构，出料机构进包括进料箱、锥形送料口、可拆卸挤料箱、弧形盖板、喷头和绞龙；进料箱与送料机构连接，速度控制机构固定在进料箱上，进料箱、锥形送料口、可拆卸挤料箱和喷头由上至下依次连接，绞龙的一端安装在速度控制机构上，另一端穿过进料箱、锥形送料口及可拆卸挤料箱的内部到达喷头；可拆卸挤料箱由两半圆形的箱体卡扣而成，其接缝处固定有弧形盖板，防止可拆卸挤料箱中的打印材料从箱体连接缝处泄漏，弧形盖板外侧通过固定支撑件固定在立柱底端；

操作机构与龙门加工中心及打印机构连接，控制两者的运动。

进一步地,横梁为2个，并行分布，立柱通过滑动连接板滑动安装在两横梁之间，横梁内侧纵向安装有水平的X轴导轨，立柱靠近横梁的两侧安装有竖直的Z轴导轨，滑动连接板的外侧安装有沿X轴导轨滑动的滑块，滑动连接板的内侧安装有沿Z轴导轨滑动的滑块，立柱由X轴驱动电机驱动在X轴导轨上滑动，由Z轴驱动电机驱动在Z轴导轨上滑动，X轴驱动电机和Z轴驱动电机均安装在固定在滑动连接板上的电机安装板上。

进一步地,滑动连接板内靠近立柱安装有气缸，气缸的活塞输出端与立柱的底端固定连接。气缸的设置，确保了立柱的Z向微量进给准确无误，也增加了3D打印的精度。

进一步地,床身包括工作台、安全门和两侧梁，工作台位于两侧梁之间并位于打印机构的下方，安全门安装在两侧梁的两端，侧梁顶部安装Y轴导轨。

进一步地,速度控制机构包括电机和与电机连接的减速机，减速机通过法兰盘固定在进料箱上。

进一步地,进料箱外壁连接进料箱接头，进料箱接头与进料箱之间的夹角为20°-45°。

进一步地,进料箱接头外端部安装有法兰盘C，法兰盘C上开设有进料口和进水口，进料口处连接送料机构，进水口处连接水洗装置，当打印完成时，关闭送料机构，启动水洗装置，将进料箱、锥形送料口、可拆卸挤料箱和喷头进行清洗，防止打印材料固化在出料机构内部，降低设备故障发生率。

进一步地,锥形送料口的大口径端与进料箱连接，方便打印材料被挤压至可拆卸挤料箱内。

进一步地,龙门加工中心上还设置有另一组横梁和立柱，另一组立柱底端安装有五轴头，五轴头包括伺服电机C、与伺服电机C的输出轴连接的C轴变速箱、安装在C轴变速箱输出端并能够围绕C轴旋转的主轴箱，主轴箱内安装伺服电机A、与伺服电机A的输出轴连接的A轴变速箱，A轴变速箱输出端通过法兰盘B安装能够围绕A轴旋转的主轴，C轴变速箱通过法兰盘A安装在立柱底端，C轴指绕Z轴旋转的轴，A轴指绕X轴旋转的轴，打印机构2打印出的3D模型雏形通过五轴加工更加精确，精加工后的模型即可成为3D打印批量生产的模型，由此提高精度和效率。