[实用新型]一种用于3D打印的三轴运动装置

说明书

技术领域

本实用新型属于机械工程技术领域，特别涉及一种用于3D打印的三轴运动装置。

背景技术

3D打印机是基于增材制造原理的一种机器，它以三维数字模型为基础，运用片材、粉末或丝材等可粘合材料，通过层层叠加来制造三维物体。3D打印机的原理包括熔丝沉积快速成型、光固化成型、选择性激光烧结等多种类型。其中，基于熔丝沉积原理的3D打印机最为常见，很多民用的桌面级3D打印机多采用此技术。熔丝沉积3D打印机从运动原理上来说需要通过进料喷头和打印托盘之间形成X、Y、Z三个方向上的相对运动来完成模型的“逐层打印、分层叠加”制造过程。当前市场上见到的大多数熔丝沉积3D打印机都是通过三个线性运动轴的并联或串联实现三轴运动，这会导致工作空间利用率低、制造成本高等问题。因此设计结构更加简单、成本更低、空间利用率更高的3D打印机具有重要的应用价值。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种用于3D打印的三轴运动装置，技术方案为：

本实用新型提供一种用于3D打印的三轴运动装置，包括第一支撑件、第二支撑件、上横梁、极坐标运动机构、Z轴平台和Z轴传动机构，上横梁置于第一支撑件和第二支撑件上侧，Z轴平台垂直置于第一支撑件和第二支撑件上，Z轴传动机构带动Z轴平台沿Z轴传动。

其中，极坐标运动机构包括连接件、大臂关节、小臂关节、大臂驱动电机、小臂驱动电机和打印喷头；连接件固定于上横梁上并装有有大臂驱动电机，大臂关节的一端固定在大臂驱动电机的轴上，另一端装有小臂驱动电机；小臂关节的一端固定在小臂驱动电机的轴上，另一端装有打印喷头；当小臂驱动电机转动时，带动小臂关节和打印喷头旋转运动；当大臂关节驱动电机转动时，带动大臂关节、小臂驱动电机、小臂关节和打印喷头旋转运动。

进一步地，Z轴传动机构包括第一线性导轨、第二线性导轨、第一滑块、第二滑块和Z轴驱动电机，第一线性导轨固定于第一支撑件上，第二线性导轨固定于第二支撑件上，第一滑块和第二滑块分别套在第一线性导轨和第二线性导轨上，Z轴平台固定于第一滑块和第二滑块上，并受Z轴驱动电机的驱动沿Z轴传动。

更进一步地，Z轴平台侧面固定有输送块，Z轴驱动电机轴上装有下同步带轮，上横梁上连接有上同步带轮，下同步带轮和上同步带轮两个端面位于同一平面上，并安装有同步带；同步带带动输送块沿Z轴传动，优选地，上同步带轮安装在固定于上横梁上的同步带轮支架上。

优选地，第一支撑件和第二支撑件分别为第一光轴和第二光轴。

进一步优选，Z轴传动机构包括丝杆电机，Z轴平台通过丝杆电机的驱动沿Z轴传动。

进一步地，丝杆电机的个数为一个，固定于第一光轴和第二光轴中间；

或者，丝杆电机为两个，通过螺母组件连接于第一光轴和第二光轴上。

更进一步地，螺母组件有两个竖直通孔和两个水平通孔，两个竖直通孔一个套在丝杆电机上，一个套在第一光轴和第二光轴上；两个水平通孔分别安装有两个水平光轴，水平光轴上设置有固定块，固定块固定连接Z轴平台；丝杆电机带动螺母组件上下运动。

优选地，用于3D打印的三轴运动装置还包括底板，底板与第一支撑件和第二支撑件垂直相连。

本实用新型所提供的用于3D打印的三轴运动装置的有益效果为：利用平面二自由度关节运动和竖直直线运动合成的3D打印三轴运动装置，实现了打印喷头在XY平面内的定位运动，实现极轴运动替代了依靠直线运动实现XY平面定位运动的机构，结构更加简单，更易于制造；另一方面，本实用新型所提供的Z向运动可以通过同步带驱动配合线性导轨导向、双丝杆配合双导向光轴、单丝杆电机配合双导向光轴等方式实现，该结构简单、易于制造，而且为有效利用空间、提高3D打印效率提高了保证。

附图说明

图1.实施例1所示用于3D打印的三轴运动装置结构示意图；

图2.实施例2所示用于3D打印的三轴运动装置结构示意图；

图3.实施例2所示用于3D打印的三轴运动装置另一结构示意图；

图4.实施例4所示用于3D打印的三轴运动装置结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的描述。

实施例1：