阅读说明：本技术 一种可折叠3d打印机 (Collapsible 3D printer ) 是由 齐锴亮 郑旭飞 于 2019-10-30 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种可折叠3D打印机,包括底盘、X轴丝杆、Y轴丝杆、Z轴、沿Y轴丝杆方向平移的热床平台、以及沿X轴丝杆方向平移的喷头,所述X轴丝杆沿Z轴方向平移,所述Y轴丝杆与底盘转动连接,所述Z轴包括F形框架和Z轴丝杆,所述F形框架包括纵杆、与纵杆连接并垂直于纵杆的第一横杆、以及与纵杆连接并垂直于纵杆的第二横杆,所述底盘上设置有滑杆,滑杆上套有与滑杆滑动连接的下滑块,所述第一横杆与所述下滑块铰接。本发明提供一种可折叠3D打印机,具有灵活性高、易组装、结构稳固、高强度等优点,同时弥补了市场上常见的直接式可折叠3D打印机所存在的结构尺寸限制、展开稳定性不足、性价比低等缺点。(The invention relates to a foldable 3D printer which comprises a chassis, an X-axis lead screw, a Y-axis lead screw, a Z-axis, a heating bed platform capable of translating along the direction of the Y-axis lead screw, and a spray head capable of translating along the direction of the X-axis lead screw, wherein the X-axis lead screw translates along the direction of the Z-axis, the Y-axis lead screw is rotatably connected with the chassis, the Z-axis comprises an F-shaped frame and the Z-axis lead screw, the F-shaped frame comprises a longitudinal rod, a first cross rod connected with the longitudinal rod and perpendicular to the longitudinal rod, and a second cross rod connected with the longitudinal rod and perpendicular to the longitudinal rod, a slide rod is arranged on the chassis, a lower sliding block connected with the slide rod in a sliding manner is sleeved on the slide rod, and the first cross rod is hinged. The invention provides a foldable 3D printer which has the advantages of high flexibility, easiness in assembly, stable structure, high strength and the like, and overcomes the defects of structural size limitation, insufficient unfolding stability, low cost performance and the like of a common direct type foldable 3D printer in the market.)

一种可折叠3D打印机

技术领域

本发明涉及3D打印领域，特别是关于一种可折叠3D打印机。

背景技术

目前，增材制造技术作为一种快速发展的新兴快速成形制造技术，其目前主要应用于快速制造模型或原型机零件，使得设计师可以以更快的速度将其设想的虚拟物体由三维图纸转化为实体，极大的方便了其对于设计的后续修改与验证工作。这其中，采用熔融沉技术（FDM工艺）的3D打印机作为目前最常见的3D打印机机型，其性价比高，易操作等特点使其广受各行业人员欢迎。但由于其框架式结构所占体积较大，使其难以携行，故而使得用户一旦离开了3D打印机的存放地点，就很难再进行实体打印工作，工作效率下降。而寻找另一台3D打印机则是一项比较困难的工作。因此，设计一款可折叠的3D打印机是十分必要的。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种可折叠3D打印机，具有灵活性高、易组装、结构稳固、高强度等优点，同时弥补了市场上常见的直接式可折叠3D打印机所存在的结构尺寸限制、展开稳定性不足、性价比低等缺点。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

一种可折叠3D打印机，包括底盘、X轴丝杆、Y轴丝杆、Z轴、沿Y轴丝杆方向平移的热床平台、以及沿X轴丝杆方向平移的喷头，所述X轴丝杆沿Z轴方向平移，所述Y轴丝杆与底盘转动连接，所述Z轴包括F形框架和Z轴丝杆，所述F形框架包括纵杆、与纵杆连接并垂直于纵杆的第一横杆、以及与纵杆连接并垂直于纵杆的第二横杆，所述底盘上设置有滑杆，滑杆上套有与滑杆滑动连接的下滑块，所述第一横杆与所述下滑块铰接，所述底盘上设置有液压杆，液压杆一端与底盘铰接、另一端与第二横杆铰接。

优选的，所述下滑块包括块体、与块体刚性连接的转柱，所述块体上挖设有贯穿孔。

优选的，所述第一横杆上设置有第一孔，所述第一孔外套在转柱上并可相对于转柱进行转动。

优选的，所述第一孔与转柱通过阻尼轴承转动连接。

优选的，所述第一横杆与纵杆的端部连接。

优选的，所述纵杆一端部与第一横杆连接、另一端部设置有承托片，所述第一横杆上设置有Z轴电机，所述Z轴丝杆一端与Z轴电机连接、另一端与承托片连接。

优选的，所述滑杆表面套接有框架移动弹簧，框架移动弹簧一端与下滑块连接、另一端与底盘连接。

优选的，所述下滑块还包括与块体刚性连接的下限位托板。

优选的，所述F形框架翻转收折时，F形框架通过弹簧或旋钮或磁吸与底盘锁止。

优选的，包含有两个F形框架和两根Z轴丝杆，所述两个F形框架通过连接板连接为一体。

本发明相较于现有技术的有益效果是：

本发明中所描述的可折叠3D打印机，是一种可应用于常见的龙门桁架式三轴布置形式3D打印机的折叠便携化改进方案。其主要作用在于，允许使用者对龙门桁架式三轴布置形式3D打印机进行折叠，从而显著缩小其所占空间体积，实现其携行化。使得用户可以快速对其进行折叠收容，并携带其一同进行出差、旅行，保证使用者随时随地都能够借助其进行三维图纸到实体的转化工作。

该可折叠3D打印机构型，相较于市面上已有的数种针对龙门桁架式三轴布置形式3D打印机的折叠构型方案，其优点在于：通过其独特的F形框架零件设计等运动组件共同作用的连杆联动压缩折叠系统，保证了其在进行F形框架压缩时，Z轴丝杆所处平面与热床平台所在平面不处于水平面，即Z轴丝杆位于热床平台的上方，避免了Z轴丝杆与热床平台的相互限制，从而使得打印机打印尺寸可以设计的更加自由、展开后结构更加稳固，能够满足打印尺寸远大于目前市场上常见的折叠式3D打印机的更大尺寸打印机折叠需求。

综上所述，该折叠式3D打印机构型预制模板相较于传统可折叠3D打印机构型，具有灵活性高、易组装、结构稳固、高强度等优点，同时弥补了市场上常见的直接式可折叠3D打印机所存在的结构尺寸限制、展开稳定性不足、性价比低等缺点。

附图说明

图1为本发明一实施例中可折叠3D打印机折叠状态的结构图。

图2为本发明一实施例中Z轴的结构图。

图3为本发明一实施例中下滑块的结构图。

图4为本发明一实施例中可折叠3D打印机打开状态的结构图。

图5为本发明一实施例中可折叠3D打印机打开状态的结构图。

具体实施方式

为了便于本领域技术人员理解，下面将结合具体实施例及附图对本发明作进一步详细描述。

请参考图1-5，本发明实施例包括：

一种可折叠3D打印机，包括底盘1、X轴丝杆22、Y轴丝杆21、Z轴、沿Y轴丝杆21方向平移的热床平台2、以及沿X轴丝杆22方向平移的喷头3，X轴丝杆22沿Z轴方向平移，Y轴丝杆21与底盘1转动连接，Z轴包括F形框架4和Z轴丝杆5，F形框架4包括纵杆6、与纵杆6连接并垂直于纵杆6的第一横杆7、以及与纵杆6连接并垂直于纵杆6的第二横杆8，底盘1上设置有滑杆9，滑杆9上套有与滑杆9滑动连接的下滑块10，第一横杆7与下滑块10铰接，底盘1上设置有液压杆11，液压杆11一端与底盘1铰接、另一端与第二横杆8铰接。在本实施例中，共包含有两个F形框架和两根Z轴丝杆，两个F形框架通过连接板20连接为一体。

F形框架结构如图2所示，F形框架转动，Z轴进入折叠状态时，会将Z轴丝杆抬升，使得Z轴丝杆偏移一定距离，从而避免Z轴丝杆与热床平台表面发生碰撞。

下滑块10包括块体12、与块体12刚性连接的转柱13，块体12上挖设有贯穿孔14。第一横杆7上设置有第一孔15，第一孔15外套在转柱13上并可相对于转柱13进行转动。第一孔15与转柱13通过阻尼轴承转动连接。第一横杆7与纵杆6的端部连接。下滑块10还包括与块体12刚性连接的下限位托板19。

F形框架通过下滑块与底盘上的滑杆滑动连接，F形框架底部可以沿Y轴丝杆方向滑动。当F形框架转动到位后，F形框架底部与下限位托板接触，此时F形框架与Y轴丝杆呈90度角。第一孔内部安装有阻尼轴承，用于限制F形框架在展开和折叠的过程中的转动速度，起到防磕碰作用。该阻尼轴承直接采用市场上的成熟产品，图中未画出。

纵杆6一端部与第一横杆7连接、另一端部设置有承托片16，第一横杆7上设置有Z轴电机17，Z轴丝杆5一端与Z轴电机17连接、另一端与承托片16连接。滑杆9表面套接有框架移动弹簧，框架移动弹簧一端与下滑块10连接、另一端与底盘1连接。F形框架4翻转收折时，F形框架4通过弹簧或旋钮或磁吸与底盘1锁止。

液压杆、下滑块、框架移动弹簧、F形框架构成了连杆联动压缩折叠系统，在进行折叠时，向斜下方（液压杆方向）加力按压F形框架顶端，此时液压杆、框架移动弹簧受压收缩，F形框架最终整体旋转45度，背面与热床平台平行，完成折叠。

展开时则反之，仅需向F形框架顶端施加初始启动力量，当液压杆与框架移动弹簧受力通过死点后，整套机构会在其弹性势能的作用下自行运动，直至F形框架最终自行起竖到位。同时因下滑块与F形框架连接处有阻尼轴承，其起竖过程存在速度限制，保证了展开与折叠时的平顺性。

在展开时液压杆与框架移动弹簧同时充当消抖支撑杆的作用，因热床平台在打印过程中会不断沿Y轴丝杆方向运动，其运动对底盘造成的冲击会传导到F形框架上，此时液压杆与框架移动弹簧便起到消抖支撑的作用，保证F形框架整体平稳，并为其提供缓冲，保证打印精度与整体结构刚度。

需要指出的是，当F形框架运行到位时，其下端下滑块与底盘之间存在闭锁机构，保证其结构稳固。当F形框架整体折叠时，F形框架顶端与底盘之间亦存在闭锁机构，以保证其不会因外界冲击力而自行起竖。其闭锁机构可使用弹簧结构、旋钮闭锁结构或磁吸结构，因此类机构已存在大量的成熟方案可供选用，此处不详画出。

需指出的是，该连杆联动压缩折叠系统存在数种简化方案，这里仅举出其中一例。其运行原理完全一致，但去除了液压杆与框架移动弹簧，整体运动全靠人手工推动。

虽然对本发明的描述是结合以上具体实施例进行的，但是，熟悉本技术领域的人员能够根据上述的内容进行许多替换、修改和变化、是显而易见的。因此，所有这样的替代、改进和变化都包括在附后的权利要求的精神和范围内。