大型fdm原理的3d打印的制造方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種大型FDM原理的3D打印機，是一種具有自動調(diào)平系統(tǒng)、散熱控制系統(tǒng)、料的懸掛控制系統(tǒng)和進程顯示系統(tǒng)的3D打印機，所述調(diào)平控制系統(tǒng)包括測距傳感器、工作面板、底座、電機和彈簧，測距傳感器安裝在工作面板的上方，工作面板與電機相連接，電機軸上設(shè)置有彈簧，所述散熱控制系統(tǒng)還采用了大面積風扇，所述料的懸掛系統(tǒng)包括料支架、支料棍、料卷和線材塑料，所述進程顯示系統(tǒng)包括LCD顯示屏、以及相應LCD的電路，本實用新型能夠打印大型塑料結(jié)構(gòu)件，提高打印成功率，增強FDM類3D打印設(shè)備可靠性。
【專利說明】大型FDM原理的3D打印機
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種打印設(shè)備，尤其是涉及一種3D打印機。
【背景技術(shù)】
[0002]目前市場上的3D打印制造技術(shù)主要有，F(xiàn)DM熔融層積成型技術(shù)、3DP技術(shù)、SLA立體平板印刷技術(shù)、SLS選區(qū)激光燒結(jié)技術(shù)、DLP激光成型技術(shù)、UV紫外線成型技術(shù)。
[0003]FDM熔融層積成型技術(shù)是將絲狀的熱熔性材料加熱融化，同時三維噴頭在計算機的控制下，根據(jù)截面輪廓信息，將材料選擇性地涂敷在工作臺上，快速冷卻后形成一層截面。一層成型完成后，機器工作臺下降一個高度(即分層厚度)再成型下一層，直至形成整個實體造型。其成型材料種類多,成型件強度高、精度較高,主要適用于成型小塑料件。
[0004]從各3D打印技術(shù)的原理、3D打印設(shè)備體積及3D打印成本來看,對于個人消費者來說采用FDM熔融層積成型技術(shù)的設(shè)備是整體成本最低且占用空間最小的，因此我們可以看到市面上面向普通消費者銷售的3D打印機都是基于FDM熔融層積成型技術(shù)的。
[0005]FDM原理的3D打印機包括3軸運動系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、調(diào)平控制系統(tǒng)、散熱控制系統(tǒng)、進退料控制系統(tǒng)、面板操作系統(tǒng)、電源穩(wěn)壓系統(tǒng)和電機驅(qū)動系統(tǒng)。
[0006]所述的3軸運動系統(tǒng)主要包括:步進電機、光軸、皮帶、軸套、軸承、結(jié)構(gòu)件、皮帶輪、絲杠、螺母、螺絲若干。
[0007]實現(xiàn)過程:
[0008]步進電機帶動皮帶旋轉(zhuǎn),連接機構(gòu)卡在皮帶上,這就形成了 一個方向的運動，光軸的作用有兩種:1如光軸主要為導向作用；2如光軸主要為傳遞動力作用，絲杠與電機相連，絲杠上配有螺母，在制作時螺母與工作平面相連。步進電機由相應的控制驅(qū)動板驅(qū)動，如此就形成了 X/Y/Z三軸運動。
[0009]從現(xiàn)有市場上的機型可以看出，目前FDM技術(shù)的應用范圍主要在小型塑料零件成型方面，主要存在的問題有:
[0010]1、工作面板的調(diào)平為人工調(diào)平，不僅麻煩而且誤差大，對模型的成型率有非常大的影響；
[0011]2、FDM技術(shù)存在模型冷卻不均勻而發(fā)生翹邊，導致FDM技術(shù)無法打印大尺寸零件；
[0012]3、目前市場上的FDM打印機都采用側(cè)掛料的進料方式，這種方式使得料在進料機構(gòu)帶動下以曲線的形式進入噴頭，而造成進料阻力加大，帶不動料盤旋轉(zhuǎn)，進料困難等現(xiàn)象，對打印模型的過程有嚴重影響，并且會損傷機器；
[0013]4、目前FDM類的3D打印機缺少噴頭堵料的監(jiān)測裝置，而導致人員不能及時發(fā)現(xiàn)打印模型已經(jīng)失敗，從而浪費大量打印校準時間。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0014]本實用新型所要解決的技術(shù)問題是提供一種具有自動調(diào)平系統(tǒng)、散熱控制系統(tǒng)、料的懸掛系統(tǒng)和進程顯示系統(tǒng)的3D打印機。[0015]本實用新型是這樣實現(xiàn)的，一種大型FDM原理的3D打印機，包括3軸運動系統(tǒng)、力口熱系統(tǒng)、調(diào)平控制系統(tǒng)、散熱控制系統(tǒng)、進退料控制系統(tǒng)、測料控制系統(tǒng)、面板操作系統(tǒng)、電源穩(wěn)壓系統(tǒng)和電機驅(qū)動系統(tǒng)，還包括有料的懸掛系統(tǒng)和進程顯示系統(tǒng)，所述調(diào)平控制系統(tǒng)包括測距傳感器、工作面板、底座、電機和彈簧，測距傳感器安裝在工作面板的上方，工作面板與電機相連接，電機軸上設(shè)置有彈簧，所述散熱控制系統(tǒng)還采用了風扇，所述料的懸掛系統(tǒng)包括料支架、支料棍、料卷、線材塑料，所述進程顯示系統(tǒng)包括LCD顯示屏、以及相應LCD的電路。
[0016]本技術(shù)解決了 FDM的大部分技術(shù)難題，并為FDM技術(shù)打印大型零部件提供了可能性，本技術(shù)工作面板的調(diào)平方式改為自動調(diào)平，利用測距傳感器減少了距離誤差，添加了大面積冷卻風扇來解決FDM橋邊問題，改變了料的懸掛方式，改善了進料不順問題，并且利用監(jiān)測裝置來監(jiān)測打印過程，為操作人員提供了監(jiān)視平臺，有效的縮短了打印模型的所需時間。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0017]圖1:調(diào)平控制系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖；
[0018]圖2:散熱控制系統(tǒng)原理圖；
[0019]圖3:料的懸掛系統(tǒng)原理圖。
[0020]其中，1、測距傳感器2、工作面板3、螺紋軸電機4、底座5、彈簧6、大面積風扇7、打印模塊8、料支9、支料棍10、料卷11、線材塑料。
【具體實施方式】
[0021]如圖1，所述調(diào)平控制系統(tǒng)主要包括測距傳感器和螺紋軸電機，測距傳感器(I)安裝在工作面板(2)的上方，可以實施監(jiān)測工作面板的位置，工作面板與三個螺紋軸電機
(3)相連接，螺紋軸上設(shè)置有彈簧(5)，三個螺紋軸電機通過底座(4)固定連接。
[0022]測距傳感器與三軸運動平臺固定在一起，根據(jù)3點確定一個平面的原理，將板子的測試點以等邊三角形排列，然后測距傳感器分別移動到等邊三角形的三個頂點進行測距。啟動調(diào)平程序后，CPU給測距傳感器工作指令，測距傳感器開始測距，然后反饋距離數(shù)據(jù)給CPU，CPU將反饋的距離數(shù)據(jù)與預設(shè)距離數(shù)據(jù)進行對比，如果反饋的距離數(shù)據(jù)比預設(shè)距離數(shù)據(jù)大，則CPU啟動螺紋軸電機正向旋轉(zhuǎn)，由于電機的螺紋軸與底座螺紋連接，并且電機殼體由于底座的限制不允許旋轉(zhuǎn)，當電機軸正向旋轉(zhuǎn)時，電機上升，工作面板上升，縮短距離，測距傳感器繼續(xù)測距，直到達到預設(shè)距離。如果反饋的距離數(shù)據(jù)比預設(shè)距離小，測電機軸反向旋轉(zhuǎn)，電機下降，工作面板下降，增加距離，直到達到預設(shè)距離。
[0023]散熱控制系統(tǒng)主要包括對電機、噴頭以及材料的冷固，目前的FDM技術(shù)不能打印大尺寸的模型，與材料的不均勻冷固引起的橋邊問題有直接關(guān)系，為了保證大尺寸FDM零部件有效成型，我們采用大面積冷卻風扇直接在打印過程中冷卻打印模型，從而減少材料的內(nèi)應力，降低零件翹邊機率。
[0024]如圖2，大面積風扇(6)打印模型(7)，所示大面積風扇在打印過程中對打印模型進行及時冷卻，氣流帶走大量熱量，加快模型冷卻速度，并且在對已經(jīng)打好的模型均勻冷卻，降低熱傳導，實現(xiàn)即打即冷卻。[0025]料的懸掛系統(tǒng):如圖3，料的懸掛系統(tǒng)主要包括料支(8)、支料棍(9)、料卷(10)和線材塑料(11)，進料時由于進料機構(gòu)的嚙合作用，料被嚙合前進，從而帶動料卷在支料棍
(9)上旋轉(zhuǎn)，這種懸掛方式保證了料直接進入進料機構(gòu)，避免了料以其他曲線方式進入進料機構(gòu)，大大減少了進料阻力，提聞了進料可罪性。
[0026]進程顯示系統(tǒng):進程顯示系統(tǒng)主要包括IXD顯示屏、以及相應IXD的電路，可以將打印的進程、噴頭溫度及時的顯示出來，使操作人員能直觀的了解模型打印的快慢以及打印時間。
【權(quán)利要求】
1.一種大型FDM原理的3D打印機，包括3軸運動系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)、調(diào)平控制系統(tǒng)、散熱控制系統(tǒng)、進退料控制系統(tǒng)、面板操作系統(tǒng)、電源穩(wěn)壓系統(tǒng)和電機驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于，還包括有料的懸掛系統(tǒng)和進程顯示系統(tǒng)，所述調(diào)平控制系統(tǒng)包括測距傳感器、工作面板、底座、電機和彈簧，測距傳感器安裝在所述工作面板的上方，工作面板與電機相連接，電機軸上設(shè)置有彈簧，所述散熱控制系統(tǒng)還采用了風扇，所述料的懸掛系統(tǒng)包括料支架、支料棍、料卷、線材塑料，所述進程顯示系統(tǒng)包括LCD顯示屏、以及相應LCD的電路。
【文檔編號】B29C67/00GK203418764SQ201320482462
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年8月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月8日
【發(fā)明者】王輝, 王灝 申請人:西安非凡士機器人科技有限公司