一种三轴3d打印机
阅读说明：本技术 一种三轴3d打印机 (Triaxial 3D printer ) 是由 丁一 马福文 高伟 姚杰 朱家佳 于 2020-12-15 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种三轴3D打印机,包括机架,所述机架的顶部两侧对称安装有Y轴运动机构,且两个Y轴运动机构之间通过X轴运动机构连接,所述X轴运动机构上安装有喷头架,所述喷头架上安装有3D打印喷头,所述机架的背部内壁中心处安装有Z轴运动机构,所述Z轴运动机构上安装有成型座,所述机架的底部内壁一侧安装有控制板,所述控制板电性连接3D打印喷头、Z轴运动机构、X轴运动机构和Y轴运动机构。本发明结构新颖,构思巧妙,便于对3D打印喷头的位置进行精确调节,提升3D打印喷头的运动精度,从而可以有效的提升打印精度,提升打印质量。(The invention discloses a three-axis 3D printer which comprises a rack, wherein Y-axis motion mechanisms are symmetrically arranged on two sides of the top of the rack, the two Y-axis motion mechanisms are connected through an X-axis motion mechanism, a nozzle frame is arranged on the X-axis motion mechanism, a 3D printing nozzle is arranged on the nozzle frame, a Z-axis motion mechanism is arranged at the center of the inner wall of the back of the rack, a forming seat is arranged on the Z-axis motion mechanism, a control plate is arranged on one side of the inner wall of the bottom of the rack, and the control plate is electrically connected with the 3D printing nozzle, the Z-axis motion mechanism, the X-axis motion mechanism and the Y-axis motion mechanism. The invention has novel structure and ingenious conception, is convenient for accurately adjusting the position of the 3D printing nozzle, and improves the motion precision of the 3D printing nozzle, thereby effectively improving the printing precision and the printing quality.)
技术领域
本发明涉及3D打印机技术领域，具体为一种三轴3D打印机。
背景技术
3D打印技术出现在20世纪90年代中期，实际上是利用光固化和纸层叠等技术的最新快速成型装置。3D打印（3DP）即快速成型技术的一种，又称增材制造，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工（AEC）、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。
现有的3D打印机，X轴运动机构和Y轴运动机构的运动 精度低，微小的偏差出现会影响打印产品的实际精度。因此，设计一种三轴3D打印机是很有必要的。
发明内容
针对上述情况，为克服现有技术的缺陷，本发明提供一种三轴3D打印机，该3D打印机，结构新颖，构思巧妙，便于对3D打印喷头的位置进行精确调节，提升3D打印喷头的运动精度，从而可以有效的提升打印精度，提升打印质量。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种三轴3D打印机，包括机架，所述机架的顶部两侧对称安装有Y轴运动机构，且两个Y轴运动机构之间通过X轴运动机构连接，所述X轴运动机构上安装有喷头架，所述喷头架上安装有3D打印喷头，所述机架的背部内壁中心处安装有Z轴运动机构，所述Z轴运动机构上安装有成型座，所述机架的底部内壁一侧安装有控制板，所述控制板电性连接3D打印喷头、Z轴运动机构、X轴运动机构和Y轴运动机构。
优选的，所述X轴运动机构和Y轴运动机构均包括滑轨、支架、丝杆、滑块和减速电机，所述滑轨的背部对称安装有支架，所述滑轨的内部对称安装有丝杆，所述丝杆上啮合连接有滑块，所述滑轨的一侧安装有与丝杆驱动连接的减速电机，所述控制板电性连接减速电机。
优选的，所述滑块的对应两侧均安装有距离传感器，所述控制板的内部安装有PLC控制器，所述距离传感器电性连接PLC控制器的输入端，所述PLC控制器的输出端电性连接减速电机。
优选的，所述滑块的顶部和底部中心处均安装有滚轮，所述滚轮滚动连接在滑轨的内部。
优选的，所述3D打印喷头包括安装座、喷头管、进料口、电热芯和电磁线圈，所述安装座固定在喷头架上，所述安装座的底部中心处安装有喷头管，所述喷头管的顶部一侧设置有进料口，所述喷头管的内部中心处安装有电热芯，所述喷头管的外侧套接固定有电磁线圈。
优选的，所述成型座包括底架、顶紧螺丝、L形滑条、内螺纹座和成型板，所述底架安装在Z轴运动机构上，所述底架的顶部对称安装有L形滑条，所述L形滑条上插接固定有成型板，所述L形滑条的一侧安装有内螺纹座，所述内螺纹座上旋接固定有顶紧螺丝。
优选的，所述成型板的内部安装有蛇形散热管，所述蛇形散热管的一端与固定在成型板一侧外壁上的进水口连接，所述蛇形散热管的另一端与固定在成型板另一侧的出水口连接。
优选的，所述机架的背部内壁对称安装有导向杆，所述导向杆的两端通过定位座固定在机架上，所述导向杆上套接固定有导向套，所述导向套固定在成型座上。
本发明的有益效果为：
1、通过设置的距离传感器，便于精确的监控X轴运动机构和Y轴运动机构上滑块的位置，并将收集的信号值传递给PLC控制器，通过PLC控制器控制减速电机的工作，便于对3D打印喷头的位置进行精确调节，提升3D打印喷头的运动精度，从而可以有效的提升打印精度，提升打印质量；
2、对电磁线圈进行通电，产生交变磁场，使电热芯内部的原子高速无规则运动,原子互相碰撞、摩擦而产生热能，对打印原材料进行快速加热，热转化效率高，且加热速度快，而且电热芯的长度大于喷头管的长度，可以有效的防止打印原材料回流；
3、通过旋松顶紧螺丝，可以使成型板在L形滑条上运动，方便实现成型板的快速定位和更换，有效提升使用的方便性。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明整体三维结构示意图；
图2是本发明X轴运动机构和Y轴运动机构平面结构示意图；
图3是本发明3D打印喷头平面结构示意图；
图4为本发明成型座剖视平面结构示意图；
图5为本发明成型板剖视平面结构示意图；
图6为本发明控制板剖视平面结构示意图；
图中标号：1、机架；2、控制板；3、3D打印喷头；4、喷头架；5、Z轴运动机构；6、X轴运动机构；7、Y轴运动机构；8、导向套；9、成型座；10、导向杆；11、定位座；12、滑轨；13、支架；14、丝杆；15、滑块；16、减速电机；17、距离传感器；18、滚轮；19、安装座；20、喷头管；21、进料口；22、电热芯；23、电磁线圈；24、底架；25、顶紧螺丝；26、L形滑条；27、内螺纹座；28、进水口；29、出水口；30、成型板；31、蛇形散热管；32、PLC控制器。
具体实施方式
下面结合附图1-6对本发明的具体实施方式做进一步详细说明。
由图1-6给出，本发明提供如下技术方案：一种三轴3D打印机，包括机架1，机架1的顶部两侧对称安装有Y轴运动机构7，且两个Y轴运动机构7之间通过X轴运动机构6连接，X轴运动机构6上安装有喷头架4，喷头架4上安装有3D打印喷头3，机架1的背部内壁中心处安装有Z轴运动机构5，Z轴运动机构5上安装有成型座9，机架1的底部内壁一侧安装有控制板2，控制板2电性连接3D打印喷头3、Z轴运动机构5、X轴运动机构6和Y轴运动机构7。
X轴运动机构6和Y轴运动机构7均包括滑轨12、支架13、丝杆14、滑块15和减速电机16，滑轨12的背部对称安装有支架13，滑轨12的内部对称安装有丝杆14，丝杆14上啮合连接有滑块15，滑轨12的一侧安装有与丝杆14驱动连接的减速电机16，控制板2电性连接减速电机16。
滑块15的对应两侧均安装有距离传感器17，控制板2的内部安装有PLC控制器32，距离传感器17电性连接PLC控制器32的输入端，PLC控制器32的输出端电性连接减速电机16，通过设置的距离传感器17，便于精确的监控X轴运动机构6和Y轴运动机构7上滑块15的位置，并将收集的信号值传递给PLC控制器32，通过PLC控制器32控制减速电机16的工作，便于对3D打印喷头3的位置进行精确调节，提升3D打印喷头3的运动精度，从而可以有效的提升打印精度，提升打印质量。
滑块15的顶部和底部中心处均安装有滚轮18，滚轮18滚动连接在滑轨12的内部，通过设置的滚轮18，使其在滑轨12的内部滑动，可以有效的提升滑块15与滑轨12之间的摩擦力。
3D打印喷头3包括安装座19、喷头管20、进料口21、电热芯22和电磁线圈23，安装座19固定在喷头架4上，安装座19的底部中心处安装有喷头管20，喷头管20的顶部一侧设置有进料口21，喷头管20的内部中心处安装有电热芯22，喷头管20的外侧套接固定有电磁线圈23，对电磁线圈23进行通电，产生交变磁场，使电热芯22内部的原子高速无规则运动,原子互相碰撞、摩擦而产生热能，对打印原材料进行快速加热，热转化效率高，且加热速度快，而且电热芯22的长度大于喷头管20的长度，可以有效的防止打印原材料回流。
成型座9包括底架24、顶紧螺丝25、L形滑条26、内螺纹座27和成型板30，底架24安装在Z轴运动机构5上，底架24的顶部对称安装有L形滑条26，L形滑条26上插接固定有成型板30，L形滑条26的一侧安装有内螺纹座27，内螺纹座27上旋接固定有顶紧螺丝25，通过旋松顶紧螺丝25，可以使成型板30在L形滑条26上运动，方便实现成型板30的快速定位和更换，有效提升使用的方便性。
成型板30的内部安装有蛇形散热管31，蛇形散热管31的一端与固定在成型板30一侧外壁上的进水口28连接，蛇形散热管31的另一端与固定在成型板30另一侧的出水口29连接，将冷水通过进水口28进入，在蛇形散热管31的内部循环流通后从出水口29排出，实现成型板30的快速冷却，方便打印材料的快速冷却成型。
机架1的背部内壁对称安装有导向杆10，导向杆10的两端通过定位座11固定在机架1上，导向杆10上套接固定有导向套8，导向套8固定在成型座9上，通过设置的导向杆10和导向套8，可以提升成型座9运动的稳定性。
本发明使用时，通过设置的距离传感器17，便于精确的监控X轴运动机构6和Y轴运动机构7上滑块15的位置，并将收集的信号值传递给PLC控制器32，通过PLC控制器32控制减速电机16的工作，便于对3D打印喷头3的位置进行精确调节，提升3D打印喷头3的运动精度，从而可以有效的提升打印精度，提升打印质量；
对电磁线圈23进行通电，产生交变磁场，使电热芯22内部的原子高速无规则运动,原子互相碰撞、摩擦而产生热能，对打印原材料进行快速加热，热转化效率高，且加热速度快，而且电热芯22的长度大于喷头管20的长度，可以有效的防止打印原材料回流；
通过旋松顶紧螺丝25，可以使成型板30在L形滑条26上运动，方便实现成型板30的快速定位和更换，有效提升使用的方便性。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
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