[发明专利]一种基于柱坐标式多喷头打印的3D打印机

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种基于柱坐标式多喷头打印的3D打印机，是针对目前3D打印机的曲线轨迹精度差和打印效率低的问题，提出了可以实现多喷头打印的3D打印机。

技术背景

3D打印（3D printing），即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。

现在的3D打印机的精度普遍比较低，其曲线轨迹的精度更差，使得打印出的零件中的曲面和一些回转类零件质量较差。

现在的3D打印机由于结构的设计只能实现单喷头或者多喷头单喷，在追求效率的今天，它严重影响了3D打印的速度，限制了3D打印的效率，因此迫切需要一种可以实现多喷头共喷同时打印的3D打印机结构，提高3D打印机的打印速度。

发明内容

本发明目的是针对上述不足之处提供一种基于柱坐标式多喷头打印的3D打印机，是一种基于柱坐标式可以实现多喷头打印的3D打印机，是一种可以使用的，具有可操作性的3D打印机，可以提高打印机的精度、实现多喷头共喷，提高打印质量和效率的3D打印机结构。

本发明一种基于柱坐标式多喷头打印的3D打印机是采取以下技术方案实现：

一种基于柱坐标式多喷头打印的3D打印机包括平面极坐标式打印机构、Z轴运动机构、工作平台机构。该3D打印机没有X轴和Y轴，采用平面极坐标机构实现喷嘴的平面运动，搭配Z方向的运动，实现基于空间柱坐标的轨迹的打印运动。

所述的平面极坐标式打印机构包括太阳齿轮、加固圆环、喷头、供料驱动电机、极轴向丝杠、供料轮、限位块、供料轮支撑杆、行星齿轮、螺母、极角方向驱动电机按装座、极角向驱动电机、极轴向驱动电机和极轴向驱动电机安装座。行星齿轮安装在极角向驱动电机输出轴上，行星齿轮和太阳齿轮组成内啮合行星齿轮机构，极角向驱动电机安装在极角向驱动电机安装座上，极角向驱动电机安装座安装在太阳齿轮上，可以绕着太阳齿轮转动。平面极坐标式打印机构中极轴向传动方式选择为丝杠螺母传动方式。极轴向驱动电机固定在极轴向驱动电机安装座上，极角向驱动电机安装座固定在极轴向丝杠上，与极轴向丝杠之间为滚珠丝杠传动方式；其中，与太阳齿轮同心、在太阳齿轮外围有加固圆环，加固圆环上安装有可绕加固圆环转动的螺母，极轴向丝杠安装在该螺母上面并且和该螺母之间为滚珠丝杠传动方式，在极轴向丝杠的一端安装有供料驱动电机和喷头，另一端安装着限位块；供料轮支撑杆的一端固定在螺母上，在供料轮支撑杆的另一端安装着供料轮，供料轮为圆盘状，可以绕着自身圆心旋转。

所述的平面极坐标式打印机构至少设置有一层。

所述的Z向运动机构，其数目应大于等于两套。所述的Z向运动机构包括Z向运动机构上固定块、导向杆、平面打印机构支撑杆、滑动块、Z向运动机构支撑杆、Z向运动机构下固定块、Z向运动驱动电机和同步带。其中， Z向驱动电机固定在Z向运动机构下固定块上。Z向运动机构的Z向传动方式选择为同步带传动方式。滑动块固定在同步带上，并且有导向杆贯穿滑动块；平面打印机构支撑杆安装在滑动块上面，另一端上安装着太阳齿轮和加固圆环。其中，Z向运动机构的数目需根据该3D打印机结构和喷头数目决定。

所述的Z向运动机构至少设置有两套。

所述的打印平台机构包括工作平台和工作平台固定杆，工作平台固定杆固定在Z向运动机构下固定块上，工作平台固定在工作平台固定杆上；其中工作平台固定杆的数目需根据Z向运动机构的数目确定。

所述的一种基于柱坐标式可以实现多喷头打印的3D打印机结构， 3D打印机结构的可扩展性，可通过增加Z向运动机构和平面极坐标式打印机构的数目来增加喷头的数目，也可以拆卸平面极坐标式打印机构，实现单喷头的空间柱坐标式打印。

一种基于柱坐标式多喷头打印的3D打印机工作原理：其中，该3D打印机工作过程中：计算机控制系统首先将零件的三维模型离散化，同时依次读取离散化模型的两层截面数据，并将模型数据加载到两层打印机构，第一层模型数据加载到A层，第二层加载到B层。A层优先打印，当A层打印一部分后，B层跟随打印开始第二层的打印，就实现了双层同时打印，提高了打印了效率。该3D打印机，可以增加A平面极坐标打印机构或者B平面极坐标打印机构以增加喷头的数目，进一步提高打印效率；也可以拆卸掉A平面极坐标打印机构或者B平面极坐标打印机构，成为单喷头极坐标式打印机。

本发明为一种基于柱坐标式多喷头打印的3D打印机，其的特点在于：