[发明专利]一种基于FDM技术的五轴联动3D打印机

说明书

基于FDM技术的五轴联动3D打印机，包括底座、三维空间移动装置、原材料输送装置、可A、B轴旋转打印工作平台、以及用于控制所述三维空间移动装置、所述原材料输送装置和所述可A、B轴旋转打印工作平台的协调运动的控制系统。该3D打印机增加的A、B轴的运动使得打印平台实现旋转，不仅达到了五轴联动的效果而且大大简化了机器的结构，避免材料的浪费和减少后期处理。

技术领域

本发明涉及3D打印机，具体涉及一种基于FDM技术的五轴联动3D打印机。

背景技术

3D打印机以其生产产品过程简单、产品快速成型、可应用于太空探索等诸多优点得到众多专家与学者的着力关注。而3D打印机打印产品存在浪费材料、打印速度缓慢的等缺点。现今，3D打印机都是采用分层加工、叠加成型的方法去打印产品，因此当打印例如茶杯的杯子把手时需要层层打印支撑层，这样不仅浪费材料而且当产品后期处理时也要把支撑层去除。现在的大部分打印机都着眼于三轴联动，这样打印机生产产品浪费材料、成型较缓慢、后期处理成本高。因此3D打印机在三轴联动打印方面的功能、结构、性能等方面仍需进一步改进。

改进了的机械臂式的3D打印机，可以打印悬空零件；但是针对复杂的悬空零件，仍然需要添加支撑材料，打印精度较低。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种基于FDM技术的五轴联动3D打印机，可实现任意复杂零件的打印，且零件打印精度得到大大提高。本发明所要解决的技术问题是提供一种新型打印方式，从结构简单、易实现、造价低出发，结合“多轴联动，快速成型”的创新理念，突破“三轴联动”的普遍现状。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下。

基于FDM技术的五轴联动3D打印机，包括底座、三维空间移动装置、原材料输送装置、可A、B轴旋转打印工作平台、以及用于控制所述三维空间移动装置、所述原材料输送装置和所述可A、B轴旋转打印工作平台的协调运动的控制系统；

三维空间移动装置设置在底座上，原材料输送装置位于三维空间移动装置上，可A、B轴旋转打印工作平台位于底座旁边；

三维空间移动装置包括旋转电机、旋转柱、升降电机、竖直丝杠、旋转臂；旋转电机带动着旋转柱的旋转，升降电机安置在旋转柱上，升降电机带动着竖直丝杠旋转，旋转臂设置在竖直丝杠上；

可A、B轴旋转打印工作平台包括可A轴旋转装置、可B轴旋转装置和打印平面；可A轴旋转装置包括A轴旋转轴，可B轴旋转装置包括B轴支架和B轴旋转轴，B轴旋转轴处于B轴支架之间，B轴支架在A轴旋转轴上，随A轴旋转轴转动，打印平面在B轴旋转轴上，随B轴旋转轴转动；

原材料输送装置包括材料箱、输送电机和热熔打印头，用于将原材料从材料箱引出来，经过输送电机的运动把原材料提供给热熔打印头。

进一步，所述三维空间移动装置的旋转柱的靠近底座的侧面固定有一个L型柱体，在该L型柱体的一端的一个侧面上安置旋转电机，另一个侧面上设有大旋转障碍物感应器，L型柱体的另一端设置用于安置竖直丝杠的竖直丝杠底座。

进一步，所述三维空间移动装置的旋转臂包括一旋转臂柱体，所述旋转臂柱体的下端设有一旋转臂障碍物感应器，所述旋转臂柱体一端设有一旋转臂旋转电机，所述旋转臂柱体另一端设有一外延臂，所述外延臂的一面设有一外延臂障碍物感应器。

进一步，所述原材料输送装置中的材料箱挂在旋转柱的上端，输送电机安置在底座的一根输送电机柱上，热熔打印头设置在旋转臂的最外端。

本发明中，所述可A、B轴旋转打印工作平台设置用于将A轴旋转轴处于其中的两个对称支架，A轴旋转轴通过A轴旋转皮带连接着A轴旋转电机，A轴旋转电机通过A轴旋转皮带传动带动着A轴旋转轴的转动实现可A、B轴旋转打印工作平台的A轴转动。