[发明专利]一种快速3D打印机

说明书

一种快速3D打印机，有效的解决了3D打印机打印速度慢的问题；包括硬件结构和控制系统；硬件结构包括机架，机架包括底座和上壳，打印平台，连接柱，驱动块，驱动块由电机驱动；并联臂，挤出系统，控制系统用于读取gcode，并转化为电机的运动，包括直线插补算法，前瞻算法，BreaseMan算法，PID算法，自研调平算法；本发明结构巧妙，通过软硬件结合，使得在相同打印参数下打印时间节省一半，打印表面光滑度不低于市场桌面级3D打印机。

技术领域

本发明涉及3D打印机技术领域，特别是涉及一种快速3D打印机。

背景技术

随着3D打印技术的发展，现在越来越多的零件采用3D打印的方式来生产制造，市面上的3D打印机存在一定的技术瓶颈，导致打印速度受限，影响打印效率。

发明内容

为克服现有技术的缺陷，本发明提供了一种快速3D打印机，有效的解决了3D打印机打印速度慢的问题。

其解决技术问题的技术方案是：一种快速3D打印机，包括硬件结构和控制系统；

硬件结构包括

机架，机架包括底座和上壳，底座和上壳均为三角形结构；

打印平台，打印平台设置在底座上；

连接柱，连接柱设有多个且固定在底座和上壳之间；

驱动块，驱动块竖直滑动设置在连接柱上，驱动块由电机驱动；

并联臂，并联臂安装在驱动块上；

挤出系统，挤出系统安装在多个并联臂的端部；

控制系统用于读取gcode，并转化为电机的运动，包括

直线插补算法：将gcode中的小线段分隔成更小的线段，提高运动精度；

前瞻算法：连续执行多条线段插补的时候，为了加快轴的移动速度，执行完一条直线指令后不能停下来然后重新启动执行下一条直线指令，而是需要保持一定的速度去执行下一条直线插补，但是由于相邻两条直线之间有一定的夹角，导致转弯的时候，轴的速度不能过快，两条直线执行的最大速度限制和直线头尾速度衔接都通过前瞻算法进行优化设计；

BreaseMan算法：决定按照什么顺序将脉冲发送给各个电机，这样机器就能正确的运动起来；

PID算法：使加热元件可以精准控制温度；

自研调平算法：采用立柱塔角度探测补偿和平台平面探测补偿实现最优的调平效果。

优选的，所述的机架采用全金属制成，底座和上壳采用钣金壳体，固有频率为20HZ。

优选的，所述的打印平台采用晶格玻璃，加热时打印模型能够粘在晶格玻璃上，冷却后打印模型与晶格玻璃脱离。

优选的，所述的电机驱动采用德国TMC2209驱动。

优选的，所述的挤出系统的挤出机采用BMG双轮挤出结构，送丝齿轮采用双U型结构。

优选的，所述的并联臂包括两个并排的并联杆，并联杆包括碳杆，碳杆两端均固定连接有壳体，壳体端部设有球头，球头上设有半球形的凹槽，位于碳杆两端的凹槽朝向一致，壳体上设有与凹槽位于同一侧的连接孔，两个并联杆经拉簧穿过连接孔进行连接。

优选的，所述的驱动块经皮带与电机连接，皮带上端连接电机，皮带下端经恒力调节机构固定在连接柱上，恒力调节机构包括固定在连接柱上的调节板，调节板上方间隔设置有惰轮固定件，调节板上穿设有与惰轮固定件螺纹连接的螺杆，螺杆外套接有弹簧，弹簧外套接有定距圆柱，惰轮固定件上转动设置有惰轮，惰轮连接皮带下端。

优选的，所述的TMC驱动的加减速采用S型曲线。

本发明结构巧妙，通过软硬件结合，使得在相同打印参数下打印时间节省一半，打印表面光滑度不低于市场桌面级3D打印机。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。