[发明专利]一种基于熔融沉积原理的四轴联动3D打印装置

摘要

本发明一种基于熔融沉积原理的四轴联动3D打印装置属于3D打印制造领域，涉及一种基于熔融沉积原理的四轴联动3D打印装置。打印装置由机架、打印喷头组件、控制组件、X轴驱动组件、Y轴驱动组件、Z轴驱动组件和A轴驱动组件组成。A轴驱动组件中轴套可拆换，具有内径相同但外径不同一系列轴套可供选择，方便实现不同内径的管状结构模型的成型制造。打印装置能够十分方便制备出薄壁管网状结构，打印过程中无需添加任何辅助支撑结构，简化了后处理等复杂操作过程，节省了打印材料，有效提高了试件打印的成型率和表面质量。A轴驱动组件控制灵活、安装拆卸简便、通过更换不同外径轴套能成型一系列内径的试件，简单实用、易于操作和推广。

主权项

一种基于熔融沉积原理的四轴联动3D打印装置，其特征是，打印装置由机架(4)、打印喷头组件、控制组件、X轴驱动组件、Y轴驱动组件、Z轴驱动组件和A轴驱动组件组成；所述打印喷头组件由挤出步进电机(10)、挤出头(15)、固定架(14)、散热风扇(16)和两根直线导轨(22)组成；挤出头(15)内部装有加热棒和温度传感器；固定架(14)外部两端装有散热风扇(16)，内部垂直布有两个滑动轴承，装在两根直线导轨上(22)；导轨两端分别固定在X、Y轴的滑块(13)上；为减轻打印喷头装置重量，挤出步进电机(10)装在了机架(4)后侧面，为挤出头(15)送料；所述控制组件由主控板、旋转按钮(1)、显示屏(2)和SD卡槽(3)组成；主控板装在机架(4)底部，旋转按钮(1)和显示屏(2)装在机架(4)正面下侧；所述X轴驱动组件由X向步进电机(18)、同步带齿轮a(25)、同步齿带a(24)、同步带齿轮b(25)、同步齿带b(26)、传动直线导轨(11)和滑块(13)组成；X向步进电机(18)安装在机架(4)上，同步带齿轮a(25)安装在X向步进电机(18)的电机轴上，传动直线导轨(11)的一端装有同步带齿轮b(25)，同步带齿轮a(25)和同步带齿轮b(25)通过同步齿带a(24)连接；两根传动直线导轨(11)在同一平面内平行X向放置，传动直线导轨(11)两端均装有同步带齿轮b(25)；两根直线导轨之间通过位于两端的两根同步带b(26)连接；两根同步带b(26)上都固定有滑块(13)；所述Y轴驱动组件由Y向步进电机(12)、同步带齿轮a(25)、同步齿带a(24)、同步带齿轮b(25)、同步齿带b(26)、传动直线导轨(11)和滑块(13)组成，其各部件间装配关系与X轴驱动组件相同；所述Z轴驱动组件由Z向步进电机(27)、两根Z轴(19)、Z向丝杆(17)、升降平台(20)及Z向丝母组成；Z向步进电机(27)通过螺栓固定在机架(4)底部，与Z向丝杆(17)一端相连接，升降平台(20)内装有Z向丝母套装在Z向丝杆(17)上，升降平台(20)与Z轴(19)滑动连接，Z轴(19)安装在机架(4)上；两根Z轴(19)与Z向丝杆(17)相平行且均竖直布置；所述A轴驱动组件中A轴步进电机(8)通过若干均布紧固螺钉连接到A轴电机支架(7)上，通过联轴器(9)与A轴(5)一端连接，为整个A轴装置的旋转提供动力；A轴(5)一端与带座轴承(6)配合，并采用轴肩定位；A轴(5)外部与轴套(28)配合，轴套(28)为内径相同，但外径不同有一系列尺寸供选择；A轴(5)内部装有加热棒(31)和热敏电阻传感器(32)；滑环(33)固定在A轴(5)另一端内部，将轴内加热电路导线引出与控制组件连接；平板(21)与升降平台(20)之间部有三个弹簧(29)，调平螺钉(30)穿过弹簧(29)连接平板(21)和升降平台(20)，用于调节平板(21)的水平度；A轴电机支架(7)和带座轴承(6)通过内六角螺栓固定在平板(21)上。