[发明专利]一种新型双旋转喷头式三维打印机

说明书

技术领域

本发明涉及一种三维打印机，具体是一种新型双旋转喷头式三维打印机，属于快速成型制造技术领域。

背景技术

熔融沉积具有维护成本低，安全可靠、无废料等优点，被广泛应用于产品开发、快速模具制作、医疗器械的设计开发及人体器官的原型制作，代表着快速成型制造技术的一个重要发展方向。

市面上现有的三维打印机通常采用一个喷头或同步运动的两个喷头，单喷头打印机工作效率低，现有的双喷头打印机虽然可以同时使用两种颜色，但两个喷头只能交替运动，工作效率仍较低。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种基于极坐标系的新型双旋转喷头式三维打印机，两个互不干扰的熔覆喷嘴可以基于极坐标系独立或协调工作，能够同时熔覆出单一复杂零件的不同部分或无关联的两个零件，还能熔覆出混色零件，工作能力强、效率高、精度高。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种新型双旋转喷头式三维打印机，包括框架组件、框架组件顶部的材料盘、框架组件前面的显示屏和控制板以及框架组件内部的打印平台组件；其特征在于，它还包括两套能够驱动远程喷嘴在XOY平行面内基于极坐标系相互独立运动的喷头组件、驱动喷头组件沿X轴直线运动的X轴移动组件以及驱动X轴移动组件沿Z轴直线运动的Z轴移动组件；喷头组件、X轴移动组件以及Z轴移动组件协调运动，带动两个独立喷头在XOY平行面内基于极坐标系自如运动，实现高效率的三维打印；

所述的框架组件包括前板、底板、后板、顶板以及两个侧板；各板通过螺栓连接，组合成新型双旋转喷头式三维打印机的外部框架；

所述的打印平台组件包括熔覆平台、平台定位螺杆、平台支撑块、平台定位块、平台支撑光轴以及平台定位螺母；平台定位螺杆和平台支撑光轴贯穿框架前板和后板并通过螺母轴向固定；内孔穿过平台支撑光轴的平台支撑块通过螺栓固定在熔覆平台上，起到支承平台的作用；内孔穿过平台定位螺杆的平台定位块通过螺栓固定在熔覆平台上并通过两个平台定位螺母轴向定位，从而将熔覆平台平稳固定在框架组件内部的合适位置；

所述的喷头组件包括旋转电机架、旋转电机、旋转轴承、喷嘴移动架、喷嘴移动支承光轴、喷嘴移动链接件、喷嘴移动滚珠丝杠、喷嘴移动丝杠电机、喷嘴移动联轴器、远程喷嘴、喷嘴链接件驱动块、挤出机以及喷嘴移动丝杠轴承；旋转电机通过螺栓固定在旋转电机架上，旋转轴承的两端分别与旋转电机架和喷嘴移动架的沉头孔紧配合，旋转电机输出轴的转动通过键连接带动喷嘴移动架绕YOZ平面内的Z轴平行轴A或B旋转；喷嘴移动丝杠轴承和喷嘴移动丝杠电机均通过螺栓固定在喷嘴移动架的两端，喷嘴移动联轴器两端分别连接喷嘴移动丝杠电机输出轴和喷嘴移动滚珠丝杠，喷嘴移动滚珠丝杠另一端与喷嘴移动丝杠轴承的内圈紧配合；喷嘴移动支承光轴贯穿喷嘴移动架的两端并通过螺栓固定，喷嘴移动链接件的两侧通孔穿过喷嘴移动支承光轴，中心通孔与喷嘴链接件驱动块的外圈间隙配合并经螺栓相互连接，喷嘴链接件驱动块的内圈与喷嘴移动滚珠丝杠螺纹配合；挤出机通过螺栓固定在旋转电机架上，远程喷嘴与喷嘴移动链接件下端螺纹连接，喷嘴移动丝杠电机输出轴的转动经滚珠丝杠传动带动喷嘴移动链接件沿喷嘴移动滚珠丝杠轴向即A1或B1轴直线运动，从而为远程喷嘴提供一个沿XOY平行面上任意轴A1或B1的移动自由度；两组旋转电机和喷嘴移动丝杠电机协调运动，分别带动两个远程喷嘴在XOY平行面上独立自如运动，实现灵活高效的零件断面熔覆；

所述的X轴移动组件包括X轴电机支架、X轴驱动电机、X轴支承光轴、X轴同步带、X轴同步带固定片、X轴带轮支架、X轴带轮销以及X轴同步带轮；X轴驱动电机通过螺栓固定在X轴电机支架上，一个X轴同步带轮通过小螺栓固定在X轴驱动电机的输出轴上，另一个X轴同步带轮位于X轴带轮支架的内腔中并通过X轴带轮销支承；两根X轴支承光轴贯穿旋转电机架两侧孔，且其两端分别固定在X轴电机支架和X轴带轮支架上；X轴同步带固定片和旋转电机架的一侧通过螺栓将X轴同步带夹紧，X轴驱动电机输出轴的转动通过同步带传动带动旋转电机架沿X轴支承光轴轴向即X向直线移动，从而为喷头组件提供一个沿X轴的移动自由度；