[实用新型]一种三角洲式五自由度3D打印机

摘要

本实用新型提出了一种三角洲式五自由度3D打印机，属于数字化加工技术领域。用于解决工件设计工程中悬臂以及空心结构造成的重力限制问题，并且可以直接打印自由曲面结构，提高打印件的质量以及3D打印的效率。本实用新型由喷头运动机构采用三组并联杆机构在步进电机和同步带作用下形成XYZ三个方向的运动，同时打印平台运动机构为打印平台提供了绕X轴和/或Y轴翻转的运动，形成具有五个自由度的，打印过程中可以通过控制平台倾斜从而达到减少或消除某些设计工件内对于加工过程中不利于后期处理的支撑材料或者支撑结构，提高了打印精度和打印效率。

主权项

1.一种三角洲式五自由度3D打印机，主要包括：机体框架、打印平台运动机构、喷头运动机构、喷头（6）和打印平台（5）；其特征在于，所述机体框架由光杠（14）、铝型材支架（15）、铝型材（18）和基座（19）共同组成；所述基座（19）和铝型材支架（15）组成三棱柱形机体框架，其中，基座（19）的数量为六个，分别位于机体框架上下底面两个三角形的顶点，下底面三个基座（19）与铝型材（18）连接构成三角形底座，上底面三个基座（19）与铝型材（18）连接构成三角形顶部；三角形顶部和三角形底座的基座（19）相互对应，上下两个基座（19）之间通过铝型材支架（15）连接固定；所述光杠（14）的数量有六条，光杠（14）固定于上下两个基座（19）之间，并平行于竖直的铝型材支架（15），每根铝型材支架（15）两侧均固定有一条光杠（14）；所述的打印平台运动机构主要由工作平台支撑杆（20）、电推杆、虎克铰（4）和打印平台底座（17）组成；打印平台（5）通过虎克铰（4）固定在工作平台支撑杆（20）上，在打印平台（5）的X轴和Y轴方向边缘分别通过虎克铰（4）连接了电推杆，两组电推杆分别沿X轴和Y轴方向，并且与Z轴方向倾斜安装在打印平台底座（17）和打印平台（5）之间，电推杆下部与打印平台底座（17）之间通过球较（21）连接；所述的电推杆由步进电机Ⅰ（1）、推杆筒（2）、推杆（3）组成，步进电机Ⅰ（1）为电推杆结构提供动力，使推杆（3）在推杆筒（2）中做直线运动，X轴方向电推杆的伸缩往复运动，在虎克铰（4）和打印平台（5）连接的虎克铰的共同约束作用下，可以转化成打印平台（5）围绕Y轴转动；Y轴方向电推杆的伸缩往复运动，在虎克铰（4）和打印平台（5）连接的虎克铰的共同约束作用下，可以转化成打印平台（5）围绕X轴转动；所述的喷头运动机构由喷头支撑杆（7）、夹具块（8）、滑块（9）、同步带轮（10）、步进电机座（11）、步进电机Ⅱ（12）、同步齿形带（13）、和限位开关（16）；机体框架顶部三角形顶点所对应的基座（19）上分别固定有一个步进电机座（11），所述的步进电机Ⅱ（12）数量为三个，分别固定在一个步进电机座（11）上；夹具块（8）的数量为三个，分别位于机体框架的每一侧的上部；每一侧的夹具块（8）分别固定在一个滑块（9）上，滑块（9）套在两根光杠（14）之间，滑块（9）与光杠（14）接触处安装有直线轴承，使滑块（9）可以沿光杠（14）竖直运动；同步齿形带（13）一端固定在夹具块（8）上，依次缠绕步进电机Ⅱ（12）和同步带轮后另一端也固定在夹具块（8）上，喷头支撑杆（7）共六根，两两一组组成三组并联杆；每组并联杆一端通过转动副分别和三个夹具块（8）铰接，另一端通过转动副和喷头（6）铰接；限位开关（16）固定在光杠（14）上，位于滑块（9）运动行程的最下端。