[发明专利]一种基于柱坐标传动定位的3D打印机

说明书

本发明公开了一种基于柱坐标传动定位的3D打印机，为了解决现有3D打印机在打印回转体时定位精度受限的问题，本发明包括底座（1）、转盘机构（2）、竖向调整机构（3）、水平调整机构（4）和喷头机构（5），转盘机构（2）能转动地设置于底座（1）上，竖向调整机构（3）置于底座（1）侧边，水平调整机构（4）横向安装在竖向调整机构（3）上，喷头机构（5）滑动地安装于该水平调整机构（4）上，喷头机构（5）与转盘机构（2）之间形成一个打印空间（6）。本发明的优点是：提高了回转体零件3D打印成型的精度，能获得高质量的回转体。

技术领域

本发明属于3D打印机，具体涉及一种基于柱坐标传动定位的3D打印机。

背景技术

现在的3D打印机有XYZ型打3D打印机，其特点是三轴传动互相独立，三个轴分别由三个步进电机独立控制，开源的reprap系列、Ultimaker ，开源的Makebot系列机器，都是采用XYZ型结构。XYZ结构清晰简单，独立控制的三轴，使得机器稳定性、打印精度和打印速度能维持在比较高的性能。但是在打印曲线时，需要XY两轴电机联动，在这种情况下会造成定位误差。

CoreXY型3D打印机采用XY联动结构（除了Z轴以外，XY轴都是两个步进电机协调配合进行传动定位），使得3D打印机传动效率更高，能设计出更加低功耗的3D打印机。该3D打印机的两个传送皮带看上去是相交的，其实是在两个平面上，一个在另外一个上面。而在X、Y方向移动的滑架上则安装了两个步进马达，使得滑架的移动更加精确而稳定。但是在打印曲线时，两个步进电机控制的移动仍然不能获得高质量的回转体。

现在的3D打印机还有并联臂（又称三角型），这种结构最早是由瑞士洛桑理工学院(EPFL)的Reymond Clavel教授在上世纪80年代发明的三角式结构。最早的三角式并联机械臂主要用来设计一种能以很快速度操作轻小物体的机器人。三角式并联机械臂是一种通过一系列互相连接的平行四边形来控制目标在X、Y、Z轴上的运动的机械结构。但是由于三角的坐标换算是采用插值的算法，弧线是用很多条小直线进行插值模拟逼近的，小线段的数量直接影响着打印的效果，造成三角的分辨率不足打印精度相对略有下降。且并联臂3D打印机安装复杂、调试困难，零件不易拆解更换。

发明内容

针对现有3D打印技术在打印回转体零件时定位精度受限的问题，本发明所要解决的技术问题就是提供一种基于柱坐标传动定位的3D打印机，它能提高回转体零件3D打印成型的精度，获得高质量的回转体。

本发明所要解决的技术问题是通过这样的技术方案实现的，它包括底座、转盘机构、竖向调整机构、水平调整机构和喷头机构，转盘机构能转动地设置于底座上，竖向调整机构置于底座侧边，水平调整机构横向安装在竖向调整机构上，喷头机构滑动地安装于该水平调整机构上，喷头机构与转盘机构之间形成一个打印空间。

本发明的技术效果是：

本发明的转盘机构能够提供旋转自由度、平调整机构能够提供水平自由度、竖向调整机构能够提供高度自由端，当打印回转体时，喷头仅在高度方向移动，并配合该转盘机构的圆周运动，能够获得弧线更好的打印精度，且具有极佳的视觉美学体验。

本发明为打印回转体、盘套类物体提供了新的思路，并且能够极大地简化打印路径，提高定位精度，可拓展至陶泥拉胚、奶油成型、混凝土3D打印、生物材料快速成型等领域，以扩大该基于柱坐标传动定位3D打印机的应用范围。

本发明的结构简单、成本低、使用方便，且可以采用机械通用的标准间，这使得零件制作成本更地，且易于安全、检修、替换等，以降低该基于柱坐标传动定位的3D打印机的使用成本和维护成本。

本发明的优点是：提高了回转体零件3D打印成型的精度，能获得高质量的回转体。

附图说明

本发明的附图说明如下：

图1为本发明的结构示意图；