一種高效3D打印機的制作方法

本發明涉及一種打印設備，尤其是涉及一種高效3d打印機。

背景技術：

現有的3d打印機通常僅使進料箱移動，隨著進料箱的移動，使得進料箱噴出的物料成型。而這類打印機的打印效率低，打印一個體積約30立方厘米的工件需要3個小時左右，如果需要提高打印效率，需要提高運動速度，但現有這類打印機僅通過圓柱體結構的滑軌來做進料箱的導向和支撐，進料箱重力作用在滑軌上，容易導致進料箱移動時出現延遲，甚至出現豎直位移誤差。而3d打印作為精密儀器，效率和誤差始終是發展瓶頸。

技術實現要素：

本發明主要是針對上述問題，提供一種能夠有效地提高打印效率、降低打印誤差、提高出料穩定性的高效3d打印機。

本發明的目的主要是通過下述方案得以實現的：一種高效3d打印機，包括機架、進料箱和工作平臺，還包括：立柱，立柱垂直固定于機架上，立柱上設置有豎直進給機構，豎直進給機構包括進給絲桿、豎直進給電機和與豎直進給電機相連的進給套，進給套與進給絲桿相配合；進料進給機構，進料進給機構與立柱之間通過豎直進給機構相連，進料箱位于進料進給機構上，進料箱通過進料進給機構水平橫向往復運動；平臺進給機構，工作平臺位于平臺進給機構上并通過平臺進給機構水平縱向往復運動。采用立柱作為進料進給機構的支撐和豎直進給，能夠有效地降低整體所占空間的大小。進料進給機構能夠通過豎直進給機構的帶動沿著立柱上下移動，隨著工件打印高度的提高，進料進給機構逐漸向上進給提升。料線經過進料箱后，由進料箱加熱并噴出至工作平臺上，在工作平臺上凝固成所需的形狀。進料進給機構能夠帶動進料箱水平橫向往復運動，進而實現出料位置的水平橫向往復運動。豎直進給機構包括進給絲桿、豎直進給電機和與豎直進給電機相連的進給套，進給套與進給絲桿相配合，豎直進給電機帶動進給套旋轉，利用進給套與進給絲桿的配合，實現整個進料進給機構的豎直進給。根據工件形狀的不同，能夠利用平臺進給機構帶動工作平臺水平縱向往復運動，工作平臺的水平縱向往復運動配合進料箱水平橫向往復運動，能夠實現工件的水平打印，再配合豎直進給機構帶動進料進給機構豎直運動，能夠實現工件的3d打印。當需要打印工件時，進料進給機構和平臺進給機構可以共同運作，減小進料箱移動的路徑，例如打印一個矩形截面，進料進給機構運動僅需運動兩個側邊，而另外兩個側邊則由平臺進給機構的運動來代替，不進提高打印效率，而且能夠提高打印的穩定性。

作為優選，所述的進料進給機構包括滑軌、位于滑軌兩端的進料支撐架、與滑軌滑動連接的滑動架，進料箱與滑動架相連，滑動架內部設置有滑塊，滑塊與滑軌滑動連接，進料支撐架的一端設置有驅動電機，驅動電機的驅動軸上設置有驅動齒輪，進料支撐架另一端設置有從動齒輪，驅動齒輪和從動齒輪之間設置有進料齒條帶，進料齒條帶的一端圍繞驅動齒輪后固定在滑動架的一側，進料齒條帶的另一端圍繞從動齒輪后固定在滑動架的另一側。進料箱與滑動架連接，當滑動架滑動時，能夠帶動進料箱滑動。當驅動電機帶動驅動齒輪旋轉時，驅動齒輪與從動齒輪配合帶動進料齒條帶位移。進料齒條帶的一端圍繞驅動齒輪后固定在滑動架的一側，進料齒條帶的另一端圍繞從動齒輪后固定在滑動架的另一側，當驅動齒輪正轉時，進料齒條帶帶動滑動架向一側位移；當驅動齒輪反轉時，進料齒條帶帶動滑動架向另一側位移。滑動架通過內部滑塊與滑軌的配合實現滑動，滑軌能夠對滑動架的滑動導向和支撐，進料支撐架不僅用來固定驅動電機，而且能夠有效地增大滑軌的穩定性，使滑軌始終處于水平狀態。整個進料進給機構通過驅動電機的旋轉帶動進料齒條帶的位移，保證進料齒條帶的位移移動精確，進而保證滑動架和進料箱的位移精確，而采用進料齒條帶的齒條能驅動齒輪的配合，能夠避免傳動過程中發生打滑，保證精度和穩定性，能夠在增加旋轉速度的情況下，依然保證打印的質量。

作為優選，所述的進料支撐架上設置有與滑軌平行設置的進料導軌，進料導軌的底面設置有滑槽，滑動架下方設置有支撐滾輪，支撐滾輪位于滑槽內并與滑槽滑動連接。在進料支撐架上設置有進料導軌，進料導軌與滑軌平行，在進料導軌的底面設置滑槽，同時，在滑動架下方設置支撐滾輪，將支撐滾輪設置在滑槽內并與滑槽滑動連接，當滑動架沿著滑軌水平移動時，進料導軌利用滑槽對滑動架上的支撐滾輪導向，配合滑塊與滑軌的滑動，進一步保證滑動架的穩定性，而且利用支撐滾輪來支撐進料導軌，避免滑動架在滑動過程中發生晃動，即使在滑動架移動速度較大的情況下，依然保證滑動架自身的穩定性，進而提高整個打印的精度。

作為優選，所述的進料導軌斷面呈正方形，進料導軌的四個側面上均設置有滑槽，滑槽內排列有滾珠。進料導軌斷面呈正方形，而且進料導軌的四個側面上均設置有滑槽，即滑動架內能夠根據需要設置多個與進料導軌上的滑槽配合的支撐滾輪，進一步提高穩定性和滑動導向。滑槽內排列有滾珠，保證支撐滾輪與滑槽內的滾珠實現點接觸，避免滑槽工藝誤差導致支撐滾輪移動出現偏差，與此同時，利用滾珠的滾動摩擦力，降低支撐滾輪移動的摩擦力，進一步降低延遲和誤差。

作為優選，滑動架兩側均設置有第一夾板和第一勾槽，進料齒條帶的端部圍繞第一勾槽后形成折彎處并通過第一夾板夾緊固定。滑動架兩側均設置有第一夾板和第一勾槽，進料齒條帶的端部經過第一勾槽后折彎形成雙層結構，此時，雙層結構的進料齒條帶的端部通過第一勾槽限位，再利用第一夾板夾緊固定，實現進料齒條帶與滑動架的固定，隨著使用時間的延長，進料齒條帶容易變松，通過拉緊進料齒條帶來進行漲緊，漲緊后再通過第一夾板固定，避免驅動齒輪與進料齒條帶傳動時產生誤差。

作為優選，所述的平臺進給機構包括平臺導軌、位于導軌兩端的平臺支撐架、與工作平臺相連的平臺架和與平臺架相連的滑座，平臺導軌上端面設置有導槽，平臺架與滑座之間設置有滑輪，滑輪位于導槽內并與導槽滑動連接，平臺支撐架的一端設置有平臺驅動電機，平臺驅動電機的驅動軸上設置有平臺驅動齒輪，平臺支撐架另一端設置有平臺從動齒輪，平臺驅動齒輪和平臺從動齒輪之間設置有平臺齒條帶，平臺齒條帶的一端圍繞平臺驅動齒輪后固定在滑座的一側，平臺齒條帶的另一端圍繞平臺從動齒輪后固定在滑座的另一側。平臺支撐架用于固定平臺導軌和平臺驅動電機，平臺驅動電機帶動平臺驅動齒輪旋轉，通過平臺驅動齒輪和平臺從動齒輪的配合，實現平臺齒條帶的位移。平臺齒條帶的一端圍繞平臺驅動齒輪后固定在滑座的一側，平臺齒條帶的另一端圍繞平臺從動齒輪后固定在滑座的另一側，當平臺齒條帶發生位移時，能夠帶動滑座水平移動。滑座上設置有滑輪，滑輪位于平臺導軌上的導槽內，并與導槽滑動連接，利用平臺導軌對滑輪支撐和導向，進而對滑座導向，保證滑座滑動的方向始終位于水平縱向，與此同時，能夠避免滑輪左右晃動，進而避免滑座作用晃動，能夠有效地提高平臺架滑動的穩定性，提高工作平臺移動的穩定性。

作為優選，所述的滑座兩側均設置有第二夾板和第二勾槽，進料齒條帶的端部圍繞第二勾槽后形成折彎處并通過第二夾板夾緊固定。滑座兩側均設置有第二夾板和第二勾槽，平臺齒條帶的端部經過第二勾槽后折彎形成雙層結構，此時，雙層結構的平臺齒條帶的端部通過第二勾槽限位，再利用第二夾板夾緊固定，實現平臺齒條帶與滑座的固定，隨著使用時間的延長，平臺齒條帶容易變松，通過拉緊平臺齒條帶來進行漲緊，漲緊后再通過第二夾板固定，避免平臺驅動齒輪與平臺齒條帶傳動時產生誤差。

作為優選，所述的工作平臺與平臺架之間設置有支撐彈簧。工作平臺與平臺架之間設置有支撐彈簧，通過支撐彈簧對工作平臺施加向上的預緊力，保證工作平臺與平臺架之間始終存在支撐力，當需要調節工作平臺水平度時，通過調節工作平臺與平臺之間的間距來實現工作平臺的調整，調整過程中支撐彈簧能夠對工作平臺施加向上的外力，便于工作平臺的調整和位置固定。

作為優選，平臺導軌斷面呈正方形，平臺導軌的四個側面上均設置有導槽，導槽內排列有滾珠。平臺導軌斷面呈正方形，而且平臺導軌的四個側面上均設置有導槽，即滑座內能夠根據需要設置多個與平臺導軌上的導槽配合的滑輪，進一步提高穩定性和滑動導向。導槽內排列有滾珠，保證滑輪與導槽內的滾珠實現點接觸，避免導槽工藝誤差導致滑輪移動出現偏差，與此同時，利用滾珠的滾動摩擦力，降低滑輪移動的摩擦力，進一步降低延遲和誤差。

作為優選，立柱頂部設置有拉手環。立柱頂部設置有拉手環，使打印機便于攜帶和移動。

因此，本發明的高效3d打印機具備下述優點：根據工件形狀的不同，能夠利用平臺進給機構帶動工作平臺水平縱向往復運動，工作平臺的水平縱向往復運動配合進料箱水平橫向往復運動，能夠實現工件的水平打印，再配合豎直進給機構帶動進料進給機構豎直運動，能夠實現工件的3d打印。當需要打印工件時，進料進給機構和平臺進給機構可以共同運作，減小進料箱移動的路徑，例如打印一個矩形截面，進料進給機構運動僅需運動兩個側邊，而另外兩個側邊則由平臺進給機構的運動來代替，不進提高打印效率，而且能夠提高打印的穩定性。

附圖說明

附圖1是本發明的一種立體圖；

附圖2是本發明的一種結構示意圖；

附圖3是進料導軌的結構示意圖；

附圖4是平臺導軌的結構示意圖。

圖示說明：1-機架，2-立柱，3-豎直進給電機，4-進給絲桿，5-驅動電機，6-驅動齒輪，7-從動齒輪，8-進料齒條帶，9-進料支撐架，10-滑軌，11-進料導軌，12-支撐滾輪，13-滑塊，14-滑動架，15-進料箱，16-工作平臺，17-平臺架，18-支撐彈簧，19-平臺驅動電機，20-平臺驅動齒輪，21-平臺從動齒輪，22-平臺齒條帶，23-平臺支撐架，24-平臺導軌，25-滑座，26-滑輪，27-導槽，28-滑槽，29-滾珠，30-拉手環。

具體實施方式

下面通過實施例，并結合附圖，對本發明的技術方案作進一步具體的說明。

實施例1：如圖1、2所示，一種高效3d打印機，包括機架1、進料箱15和工作平臺16，還包括：立柱2，立柱頂部設置有拉手環30，立柱垂直固定于機架上，立柱上設置有豎直進給機構，豎直進給機構包括進給絲桿4、豎直進給電機3和與豎直進給電機相連的進給套，進給套與進給絲桿相配合；進料進給機構，進料進給機構與立柱之間通過豎直進給機構相連，進料箱位于進料進給機構上，進料箱通過進料進給機構水平橫向往復運動；平臺進給機構，工作平臺位于平臺進給機構上并通過平臺進給機構水平縱向往復運動。

進料進給機構包括滑軌10、位于滑軌兩端的進料支撐架9、與滑軌滑動連接的滑動架14，進料箱與滑動架相連，滑動架內部設置有滑塊13，滑塊與滑軌滑動連接，進料支撐架的一端設置有驅動電機5，驅動電機的驅動軸上設置有驅動齒輪6，進料支撐架另一端設置有從動齒輪7，驅動齒輪和從動齒輪之間設置有進料齒條帶8，進料齒條帶的一端圍繞驅動齒輪后固定在滑動架的一側，進料齒條帶的另一端圍繞從動齒輪后固定在滑動架的另一側。進料支撐架上設置有與滑軌平行設置的進料導軌11，進料導軌的底面設置有滑槽，滑動架下方設置有支撐滾輪12，支撐滾輪位于滑槽內并與滑槽滑動連接。進料導軌斷面呈正方形，進料導軌的四個側面上均設置有滑槽28，滑槽內排列有滾珠29。滑動架兩側均設置有第一夾板和第一勾槽，進料齒條帶的端部圍繞第一勾槽后形成折彎處并通過第一夾板夾緊固定。

平臺進給機構包括平臺導軌24、位于導軌兩端的平臺支撐架23、與工作平臺相連的平臺架17和與平臺架相連的滑座25，平臺導軌上端面設置有導槽27，平臺架與滑座之間設置有滑輪26，滑輪位于導槽內并與導槽滑動連接，平臺支撐架的一端設置有平臺驅動電機19，平臺驅動電機的驅動軸上設置有平臺驅動齒輪20，平臺支撐架另一端設置有平臺從動齒輪21，平臺驅動齒輪和平臺從動齒輪之間設置有平臺齒條帶22，平臺齒條帶的一端圍繞平臺驅動齒輪后固定在滑座的一側，平臺齒條帶的另一端圍繞平臺從動齒輪后固定在滑座的另一側。滑座兩側均設置有第二夾板和第二勾槽，進料齒條帶的端部圍繞第二勾槽后形成折彎處并通過第二夾板夾緊固定。工作平臺與平臺架之間設置有支撐彈簧18。平臺導軌斷面呈正方形，平臺導軌的四個側面上均設置有導槽，導槽內排列有滾珠29。

采用立柱作為進料進給機構的支撐和豎直進給，能夠有效地降低整體所占空間的大小。進料進給機構能夠通過豎直進給機構的帶動沿著立柱上下移動，隨著工件打印高度的提高，進料進給機構逐漸向上進給提升。料線經過進料箱后，由進料箱加熱并噴出至工作平臺上，在工作平臺上凝固成所需的形狀。進料進給機構能夠帶動進料箱水平橫向往復運動，進而實現出料位置的水平橫向往復運動。豎直進給機構包括進給絲桿、豎直進給電機和與豎直進給電機相連的進給套，進給套與進給絲桿相配合，豎直進給電機帶動進給套旋轉，利用進給套與進給絲桿的配合，實現整個進料進給機構的豎直進給。根據工件形狀的不同，能夠利用平臺進給機構帶動工作平臺水平縱向往復運動，工作平臺的水平縱向往復運動配合進料箱水平橫向往復運動，能夠實現工件的水平打印，再配合豎直進給機構帶動進料進給機構豎直運動，能夠實現工件的3d打印。當需要打印工件時，進料進給機構和平臺進給機構可以共同運作，減小進料箱移動的路徑，例如打印一個矩形截面，進料進給機構運動僅需運動兩個側邊，而另外兩個側邊則由平臺進給機構的運動來代替，不進提高打印效率，而且能夠提高打印的穩定性。進料箱與滑動架連接，當滑動架滑動時，能夠帶動進料箱滑動。當驅動電機帶動驅動齒輪旋轉時，驅動齒輪與從動齒輪配合帶動進料齒條帶位移。進料齒條帶的一端圍繞驅動齒輪后固定在滑動架的一側，進料齒條帶的另一端圍繞從動齒輪后固定在滑動架的另一側，當驅動齒輪正轉時，進料齒條帶帶動滑動架向一側位移；當驅動齒輪反轉時，進料齒條帶帶動滑動架向另一側位移。滑動架通過內部滑塊與滑軌的配合實現滑動，滑軌能夠對滑動架的滑動導向和支撐，進料支撐架不僅用來固定驅動電機，而且能夠有效地增大滑軌的穩定性，使滑軌始終處于水平狀態。整個進料進給機構通過驅動電機的旋轉帶動進料齒條帶的位移，保證進料齒條帶的位移移動精確，進而保證滑動架和進料箱的位移精確，而采用進料齒條帶的齒條能驅動齒輪的配合，能夠避免傳動過程中發生打滑，保證精度和穩定性，能夠在增加旋轉速度的情況下，依然保證打印的質量。在進料支撐架上設置有進料導軌，進料導軌與滑軌平行，在進料導軌的底面設置滑槽，同時，在滑動架下方設置支撐滾輪，將支撐滾輪設置在滑槽內并與滑槽滑動連接，當滑動架沿著滑軌水平移動時，進料導軌利用滑槽對滑動架上的支撐滾輪導向，配合滑塊與滑軌的滑動，進一步保證滑動架的穩定性，而且利用支撐滾輪來支撐進料導軌，避免滑動架在滑動過程中發生晃動，即使在滑動架移動速度較大的情況下，依然保證滑動架自身的穩定性，進而提高整個打印的精度。進料導軌斷面呈正方形，而且進料導軌的四個側面上均設置有滑槽，即滑動架內能夠根據需要設置多個與進料導軌上的滑槽配合的支撐滾輪，進一步提高穩定性和滑動導向。滑槽內排列有滾珠，保證支撐滾輪與滑槽內的滾珠實現點接觸，避免滑槽工藝誤差導致支撐滾輪移動出現偏差，與此同時，利用滾珠的滾動摩擦力，降低支撐滾輪移動的摩擦力，進一步降低延遲和誤差。滑動架兩側均設置有第一夾板和第一勾槽，進料齒條帶的端部經過第一勾槽后折彎形成雙層結構，此時，雙層結構的進料齒條帶的端部通過第一勾槽限位，再利用第一夾板夾緊固定，實現進料齒條帶與滑動架的固定，隨著使用時間的延長，進料齒條帶容易變松，通過拉緊進料齒條帶來進行漲緊，漲緊后再通過第一夾板固定，避免驅動齒輪與進料齒條帶傳動時產生誤差。平臺支撐架用于固定平臺導軌和平臺驅動電機，平臺驅動電機帶動平臺驅動齒輪旋轉，通過平臺驅動齒輪和平臺從動齒輪的配合，實現平臺齒條帶的位移。平臺齒條帶的一端圍繞平臺驅動齒輪后固定在滑座的一側，平臺齒條帶的另一端圍繞平臺從動齒輪后固定在滑座的另一側，當平臺齒條帶發生位移時，能夠帶動滑座水平移動。滑座上設置有滑輪，滑輪位于平臺導軌上的導槽內，并與導槽滑動連接，利用平臺導軌對滑輪支撐和導向，進而對滑座導向，保證滑座滑動的方向始終位于水平縱向，與此同時，能夠避免滑輪左右晃動，進而避免滑座作用晃動，能夠有效地提高平臺架滑動的穩定性，提高工作平臺移動的穩定性。滑座兩側均設置有第二夾板和第二勾槽，平臺齒條帶的端部經過第二勾槽后折彎形成雙層結構，此時，雙層結構的平臺齒條帶的端部通過第二勾槽限位，再利用第二夾板夾緊固定，實現平臺齒條帶與滑座的固定，隨著使用時間的延長，平臺齒條帶容易變松，通過拉緊平臺齒條帶來進行漲緊，漲緊后再通過第二夾板固定，避免平臺驅動齒輪與平臺齒條帶傳動時產生誤差。工作平臺與平臺架之間設置有支撐彈簧，通過支撐彈簧對工作平臺施加向上的預緊力，保證工作平臺與平臺架之間始終存在支撐力，當需要調節工作平臺水平度時，通過調節工作平臺與平臺之間的間距來實現工作平臺的調整，調整過程中支撐彈簧能夠對工作平臺施加向上的外力，便于工作平臺的調整和位置固定。平臺導軌斷面呈正方形，而且平臺導軌的四個側面上均設置有導槽，即滑座內能夠根據需要設置多個與平臺導軌上的導槽配合的滑輪，進一步提高穩定性和滑動導向。導槽內排列有滾珠，保證滑輪與導槽內的滾珠實現點接觸，避免導槽工藝誤差導致滑輪移動出現偏差，與此同時，利用滾珠的滾動摩擦力，降低滑輪移動的摩擦力，進一步降低延遲和誤差。立柱頂部設置有拉手環，使打印機便于攜帶和移動。

應理解，該實施例僅用于說明本發明而不用于限制本發明的范圍。此外應理解，在閱讀了本發明講授的內容之后，本領域技術人員可以對本發明作各種改動或修改，這些等價形式同樣落于本申請所附權利要求書所限定的范圍。