一種智能化3D打印設備的制作方法

本發明涉及打印設備領域，特別涉及一種智能化3d打印設備。

背景技術：

3d打印設備是一種累積制造技術，即快速成形技術的一種機器，它是一種數字模型文件為基礎，運用特殊蠟材、粉末狀金屬或塑料等可粘合材料，通過打印一層層的粘合材料來制造三維的物體。

目前現有的3d打印設備的打印頭大都是固定在主體上的，當打印頭出現故障需要維修時，直接在打印設備上對其維修很不方便，此時就需要先將其拆卸下來，而拆卸時需要人工拆卸很多零部件，這不僅費時費力，增加勞動強度，還會間接地影響生產效率；另外，現有的3d打印設備大都只有一個打印頭，使得其打印效率較低。

技術實現要素：

本發明要解決的技術問題是：為了克服現有技術的不足，提供一種智能化3d打印設備。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：一種智能化3d打印設備，包括主體、底座、打印臺和打印頭，所述主體還包括x軸驅動機構、y軸驅動機構、z軸驅動機構和固定機構，所述x軸驅動機構設置在主體的頂部，所述固定機構設置在x軸驅動機構上，所述z軸驅動機構設置在底座的上方，所述打印臺水平設置，所述y軸驅動機構設置在打印臺和z軸驅動機構之間，所述x軸驅動機構位于打印臺的上方；

所述x軸驅動機構包括第一電機、第一絲桿、滑動桿和滑塊，所述第一絲桿水平設置，所述第一絲桿與第一電機傳動連接，所述滑動桿與第一絲桿平行，所述滑動桿穿過滑塊且滑動桿與滑塊滑動連接，所述滑塊上設有螺紋孔，所述第一絲桿經螺紋孔穿過滑塊，所述第一絲桿與滑塊螺紋連接，所述第一絲桿上設有兩段旋向相反的螺紋，所述滑塊有兩個，兩個滑塊分別與兩段設有相反螺紋的絲桿螺紋連接；

所述固定機構包括兩個固定組件，兩個固定組件分別設置在兩個滑塊上，兩個固定組件相互對稱，所述打印頭有兩個，兩個打印頭分別設置在兩個固定組件上，所述固定組件包括兩個固定單元，所述打印頭豎向設置，所述打印頭位于兩個固定單元之間，兩個固定單元關于打印頭對稱設置，所述固定單元包括驅動輪、驅動桿、驅動塊、支桿和支板，所述驅動桿的一端與驅動輪鉸接，所述驅動桿的另一端與驅動塊鉸接，所述驅動輪與驅動桿的鉸接處位于驅動輪的圓心的一側，所述滑塊上設有導向單元，所述驅動塊位于導向單元內，所述驅動塊與導向單元滑動連接，所述支桿與水平面平行，所述支桿與驅動塊垂直連接，所述支板與水平面垂直，所述支板所在的平面與支桿平行，所述支板與支桿連接，所述打印頭位于兩個支板之間，所述打印頭分別與兩個支板抵靠，所述滑塊上還設有第二電機，所述第二電機與兩個固定單元的其中一個驅動輪傳動連接，兩個驅動輪之間通過皮帶傳動連接，兩個驅動輪的轉動方向相反；

所述z軸驅動機構包括升降臺、第三電機、第一圓柱齒輪和升降組件，所述第一圓柱齒輪與第三電機傳動連接，所述升降組件與第一圓柱齒輪傳動連接，所述升降臺水平設置在升降組件的上方；

所述升降組件包括兩個升降單元，兩個升降單元關于第一圓柱齒輪對稱設置，所述升降單元包括第二絲桿和第二圓柱齒輪，所述第二絲桿豎向設置，所述升降臺的下端面設有螺紋孔，所述底座上設有軸承，所述第二絲桿的底端通過軸承與底座連接，所述第二絲桿的頂端位于螺紋孔內，所述第二絲桿與升降臺螺紋連接，所述第二圓柱齒輪套設在第二絲桿上，所述第一圓柱齒輪與第二圓柱齒輪嚙合；

所述y軸驅動機構包括第四電機、半齒輪、驅動框和齒條，所述第四電機設置在升降臺上，所述第四電機與半齒輪傳動連接，所述第四電機的輸出軸水平設置，所述驅動框所在的平面與第四電機的輸出軸垂直，所述齒條位于驅動框內，所述齒條有兩個，兩個齒條分別設置在驅動框的頂部和底部，所述半齒輪位于兩個齒條之間，所述半齒輪分別與兩個齒條嚙合，所述驅動框的底面設有限位塊，所述升降臺上設有限位槽，所述限位塊通過限位槽與升降臺滑動連接，所述打印臺設置在驅動框的上方。

作為優選，為了提高驅動塊的滑動精度及滑動過程的穩定性，所述導向單元包括兩個導向桿，兩個導向桿均水平設置，所述驅動塊位于兩個導向桿之間，所述驅動塊分別與兩個導向桿滑動連接。

作為優選，為了進一步提高驅動塊滑動的穩定性，所述驅動塊的表面與導向桿的內壁上均設有耐磨涂料。

作為優選，為了防止打印頭掉落，所述支板的一側設有橡膠墊，所述橡膠墊位于打印頭和支板之間。

作為優選，為了提高滑塊滑動的穩定性，所述滑動桿有兩個，兩個滑動桿關于第一絲桿對稱設置。

作為優選，為了防銹，從而使打印頭快速移動，所述第一絲桿的表面設有防腐鍍鋅層。

作為優選，為了保護打印頭，所述打印臺的上端面上設有硅膠墊。

作為優選，為了提高驅動框與升降臺連接的牢固性，所述限位槽為燕尾槽。

作為優選，為了便于操作，所述主體上設有開關，所述開關分別與第一電機、第二電機、第三電機和第四電機電連接。

作為優選，為了使設備的工作狀態智能化，所述第一電機、第二電機、第三電機和第四電機均為伺服電機。

本發明的有益效果是，該智能化3d打印設備，當打印設備正常工作時，固定機構能將打印頭夾緊固定，當打印頭需要進行更換維修時，打印頭可從固定機構上取下，無需進行拆卸，不僅省時省力，減輕勞動強度，還避免了對生產效率的影響；另外，此3d打印機設備具有兩個打印頭，且可在x軸驅動機構、y軸驅動機構和z軸驅動機構的配合工作下，實現兩個打印頭同時打印，大大提高打印效率。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1是本發明的一種智能化3d打印設備的結構示意圖。

圖2是圖1的a部放大圖。

圖3是本發明的一種智能化3d打印設備的y軸驅動機構的結構示意圖。

圖4是本發明的一種智能化3d打印設備的驅動框與升降臺的連接結構示意圖。

圖中：1.主體，2.底座，3.打印臺，4.打印頭，5.第一電機，6.第一絲桿，7.滑動桿，8.滑塊，9.驅動輪，10.驅動桿，11.驅動塊，12.支桿，13.支板，14.第二電機，15.皮帶，16.升降臺，17.第三電機，18.第一圓柱齒輪，19.第二絲桿，20.第二圓柱齒輪，21.第四電機，22.半齒輪，23.驅動框，24.齒條，25.限位塊，26.導向桿。

具體實施方式

現在結合附圖對本發明作進一步詳細的說明。這些附圖均為簡化的示意圖，僅以示意方式說明本發明的基本結構，因此其僅顯示與本發明有關的構成。

如圖1-4所示，一種智能化3d打印設備，包括主體1、底座2、打印臺3和打印頭4，所述主體1還包括x軸驅動機構、y軸驅動機構、z軸驅動機構和固定機構，所述x軸驅動機構設置在主體1的頂部，所述固定機構設置在x軸驅動機構上，所述z軸驅動機構設置在底座2的上方，所述打印臺3水平設置，所述y軸驅動機構設置在打印臺3和z軸驅動機構之間，所述x軸驅動機構位于打印臺3的上方；

所述x軸驅動機構包括第一電機5、第一絲桿6、滑動桿7和滑塊8，所述第一絲桿6水平設置，所述第一絲桿6與第一電機5傳動連接，所述滑動桿7與第一絲桿6平行，所述滑動桿7穿過滑塊8且滑動桿7與滑塊8滑動連接，所述滑塊8上設有螺紋孔，所述第一絲桿6經螺紋孔穿過滑塊8，所述第一絲桿6與滑塊8螺紋連接，所述第一絲桿6上設有兩段旋向相反的螺紋，所述滑塊8有兩個，兩個滑塊8分別與兩段設有相反螺紋的絲桿螺紋連接；

所述固定機構包括兩個固定組件，兩個固定組件分別設置在兩個滑塊8上，兩個固定組件相互對稱，所述打印頭4有兩個，兩個打印頭4分別設置在兩個固定組件上，所述固定組件包括兩個固定單元，所述打印頭4豎向設置，所述打印頭4位于兩個固定單元之間，兩個固定單元關于打印頭4對稱設置，所述固定單元包括驅動輪9、驅動桿10、驅動塊11、支桿12和支板13，所述驅動桿10的一端與驅動輪9鉸接，所述驅動桿10的另一端與驅動塊11鉸接，所述驅動輪9與驅動桿10的鉸接處位于驅動輪9的圓心的一側，所述滑塊8上設有導向單元，所述驅動塊11位于導向單元內，所述驅動塊11與導向單元滑動連接，所述支桿12與水平面平行，所述支桿12與驅動塊11垂直連接，所述支板13與水平面垂直，所述支板13所在的平面與支桿12平行，所述支板13與支桿12連接，所述打印頭4位于兩個支板13之間，所述打印頭4分別與兩個支板13抵靠，所述滑塊8上還設有第二電機14，所述第二電機14與兩個固定單元的其中一個驅動輪9傳動連接，兩個驅動輪9之間通過皮帶15傳動連接，兩個驅動輪9的轉動方向相反；

所述z軸驅動機構包括升降臺16、第三電機17、第一圓柱齒輪18和升降組件，所述第一圓柱齒輪18與第三電機17傳動連接，所述升降組件與第一圓柱齒輪18傳動連接，所述升降臺16水平設置在升降組件的上方；

所述升降組件包括兩個升降單元，兩個升降單元關于第一圓柱齒輪18對稱設置，所述升降單元包括第二絲桿19和第二圓柱齒輪20，所述第二絲桿19豎向設置，所述升降臺16的下端面設有螺紋孔，所述底座2上設有軸承，所述第二絲桿19的底端通過軸承與底座2連接，所述第二絲桿19的頂端位于螺紋孔內，所述第二絲桿19與升降臺16螺紋連接，所述第二圓柱齒輪20套設在第二絲桿19上，所述第一圓柱齒輪18與第二圓柱齒輪20嚙合；

所述y軸驅動機構包括第四電機21、半齒輪22、驅動框23和齒條24，所述第四電機21設置在升降臺16上，所述第四電機21與半齒輪22傳動連接，所述第四電機21的輸出軸水平設置，所述驅動框23所在的平面與第四電機21的輸出軸垂直，所述齒條24位于驅動框23內，所述齒條24有兩個，兩個齒條24分別設置在驅動框23的頂部和底部，所述半齒輪22位于兩個齒條24之間，所述半齒輪22分別與兩個齒條24嚙合，所述驅動框23的底面設有限位塊25，所述升降臺16上設有限位槽，所述限位塊25通過限位槽與升降臺16滑動連接，所述打印臺3設置在驅動框23的上方。

作為優選，為了提高驅動塊11的滑動精度及滑動過程的穩定性，所述導向單元包括兩個導向桿26，兩個導向桿26均水平設置，所述驅動塊11位于兩個導向桿26之間，所述驅動塊11分別與兩個導向桿26滑動連接，因相互平行的導向桿26將驅動塊11的滑動軌跡限定在一定范圍內，故實現了其滑動過程的精確性和穩定性。

作為優選，為了進一步提高驅動塊11滑動的穩定性，所述驅動塊11的表面與導向桿26的內壁上均設有耐磨涂料，由于驅動塊11長時間在導向桿26內滑動，容易造成磨損，而耐磨涂料能減少驅動塊11和導向桿26內壁的磨損，避免影響導向桿26對驅動塊11導向的精確性，從而進一步提高驅動塊11滑動的穩定性。

作為優選，為了防止打印頭4掉落，所述支板13的一側設有橡膠墊，所述橡膠墊位于打印頭4和支板13之間，由于橡膠具有較大的摩擦系數，可使打印頭4與支板13間的摩擦力增大，從而防止打印頭4掉落。

作為優選，為了提高滑塊8滑動的穩定性，所述滑動桿7有兩個，兩個滑動桿7關于第一絲桿6對稱設置，兩個滑動桿7能夠更好地限制滑塊8的轉動，使得滑塊8沿著第一絲桿6更穩定地移動。

作為優選，為了防銹，從而使打印頭4快速移動，所述第一絲桿6的表面設有防腐鍍鋅層，由于鋅腐蝕的產物對鋅有較好的保護作用，所以腐蝕速度非常慢，壽命是未鍍鋅的l5～30倍，故能防止絲桿表面生銹，避免影響滑塊8的移動速度，從而使打印頭4快速移動。

作為優選，為了保護打印頭4，所述打印臺3的上端面上設有硅膠墊，由于硅膠有一定的張力、柔韌性，故可在打印頭4掉落在打印臺3上時起到較好的緩沖和保護作用。

作為優選，為了提高驅動框23與升降臺16連接的牢固性，所述限位槽為燕尾槽。

作為優選，為了便于操作，所述主體1上設有開關，所述開關分別與第一電機5、第二電機14、第三電機17和第四電機21電連接。

作為優選，為了使設備的工作狀態智能化，所述第一電機5、第二電機14、第三電機17和第四電機21均為伺服電機，由于伺服電機可使控制速度、位置精度非常準確，可以將電壓信號轉化為轉矩和轉速以驅動控制對象，故能形成智能操控系統，使固定機構、x軸驅動機構、y軸驅動機構和z軸驅動機構更好地配合工作。

該智能化3d打印設備，由于主體1還包括固定機構，固定機構設置在x軸驅動機構上，固定機構包括兩個固定組件，兩個固定組件分別設置在兩個滑塊8上，兩個固定組件相互對稱，打印頭4有兩個，兩個打印頭4分別設置在兩個固定組件上，固定組件包括兩個固定單元，打印頭4豎向設置，打印頭4位于兩個固定單元之間，兩個固定單元關于打印頭4對稱設置，故當打印設備正常工作時，固定機構能將打印頭4夾緊固定，當打印頭4需要進行更換維修時，通過開關啟動第二電機14，由于固定單元包括驅動輪9、驅動桿10、驅動塊11、支桿12和支板13，驅動桿10的一端與驅動輪9鉸接，驅動桿10的另一端與驅動塊11鉸接，驅動輪9與驅動桿10的鉸接處位于驅動輪9的圓心的一側，滑塊8上設有導向單元，驅動塊11位于導向單元內，驅動塊11與導向單元滑動連接，支桿12與水平面平行，支桿12與驅動塊11垂直連接，支板13與水平面垂直，支板13所在的平面與支桿12平行，支板13與支桿12連接，打印頭4位于兩個支板13之間，打印頭4分別與兩個支板13抵靠，又由于滑塊8上還設有第二電機14，第二電機14與兩個固定單元的其中一個驅動輪9傳動連接，兩個驅動輪9之間通過皮帶15傳動連接，兩個驅動輪9的轉動方向相反，故兩個驅動輪9同時轉動，并通過驅動桿10驅動驅動塊11在導向單元內滑動，兩個驅動塊11相互遠離，進而使兩個支板13分開，此時打印頭4可從固定機構上取下，無需進行拆卸，不僅省時省力，減輕勞動強度，還避免了對生產效率的影響；另外，當需要加快打印速度時，啟動第一電機5，由于第一絲桿6水平設置，第一絲桿6與第一電機5傳動連接，故第一絲桿6轉動，由于滑動桿7與第一絲桿6平行，滑動桿7穿過滑塊8且滑動桿7與滑塊8滑動連接，滑塊8上設有螺紋孔，第一絲桿6經螺紋孔穿過滑塊8，第一絲桿6與滑塊8螺紋連接，故滑塊8沿著絲桿滑動，由于第一絲桿6上設有兩段旋向相反的螺紋，滑塊8有兩個，兩個滑塊8分別與兩段設有相反螺紋的絲桿螺紋連接，故兩個滑塊8可在水平方向上做相向或反向運動，使得兩個打印頭4在x軸方向上同時運動，同時，當啟動第三電機17時，由于第一圓柱齒輪18與第三電機17傳動連接，第二絲桿19豎向設置，升降臺16的下端面設有螺紋孔，底座2上設有軸承，第二絲桿19的底端通過軸承與底座2連接，第二絲桿19的頂端位于螺紋孔內，第二絲桿19與升降臺16螺紋連接，第二圓柱齒輪20套設在第二絲桿19上，第一圓柱齒輪18與第二圓柱齒輪20嚙合，而第二絲桿19和第二圓柱齒輪20有兩個且關于第一圓柱齒輪18對稱設置，故第一圓柱齒輪18轉動，并通過兩個第二圓柱齒輪20驅動兩個第二絲桿19轉動，使得升降臺16在豎直方向上升降，由于打印臺3設置在升降臺16的上方，故能實現打印臺3在z軸方向上的移動，同時，當啟動第四電機21時，由于第四電機21設置在升降臺16上，第四電機21與半齒輪22傳動連接，第四電機21的輸出軸水平設置，故半齒輪22轉動，由于驅動框23所在的平面與第四電機21的輸出軸垂直，齒條24位于驅動框23內，齒條24有兩個，兩個齒條24分別設置在驅動框23的頂部和底部，半齒輪22位于兩個齒條24之間，半齒輪22分別與兩個齒條24嚙合，驅動框23的底面設有限位塊25，升降臺16上設有限位槽，限位塊25通過限位槽與升降臺16滑動連接，故半齒輪22可通過齒條24驅動驅動框23在y軸方向上移動，由于打印臺3設置在驅動框23的上方，故能實現打印臺3在y軸方向上的移動，從而使兩個打印頭4可在x軸驅動機構、y軸驅動機構和z軸驅動機構的配合工作下，實現同時打印，大大提高了打印效率。

與現有技術相比，該智能化3d打印設備，當打印設備正常工作時，固定機構能將打印頭4夾緊固定，當打印頭4需要進行更換維修時，打印頭4可從固定機構上取下，無需進行拆卸，不僅省時省力，減輕勞動強度，還避免了對生產效率的影響；另外，此3d打印機設備具有兩個打印頭4，且可在x軸驅動機構、y軸驅動機構和z軸驅動機構的配合工作下，實現兩個打印頭4同時打印，大大提高打印效率。

以上述依據本發明的理想實施例為啟示，通過上述的說明內容，相關工作人員完全可以在不偏離本項發明技術思想的范圍內，進行多樣的變更以及修改。本項發明的技術性范圍并不局限于說明書上的內容，必須要根據權利要求范圍來確定其技術性范圍。