3D打印组件、打印平台以及平台的调平方法与流程

3d打印组件、打印平台以及平台的调平方法
技术领域
1.本发明属于3d打印技术领域，具体地说，涉及3d打印组件、打印平台以及平台的调平方法。


背景技术：

2.3d打印机是快速成形技术的一种机器，原材料一般是热塑性材料，以丝状供料，材料沿零件截面轮廓和填充轨迹堆积，熔化的材料迅速凝固，并与周围的材料凝结成型，打印机通过读取文件中的横截面信息，用液体状、粉状或片状的材料将这些截面逐层地打印出来，再将各层截面以各种方式粘合起来从而制造出一个实体，这种技术的特点在于其几乎可以造出任何形状的物品，传统的制造技术如注塑法可以以较低的成本大量制造聚合物产品，而三维打印技术则可以以更快，更有弹性以及更低成本的办法生产数量相对较少的产品，一个桌面尺寸的三维打印机就可以满足设计者或概念开发小组制造模型的需要，3d打印在医疗设备及制造业等行业的应用越来越广泛，打印机通常有打印组件以及打印平台组成，其中打印平台可以进行角度调节，这是因为3d打印时，若打印喷头与打印平台上各点高度不一，在打印时距离近的地方有可能喷头尖嘴会划伤打印平台，距离远的地方打印喷头可能接触不到打印平台或者挤出的丝难以和打印平台牢固粘接，因此设置平台调节机构对打印平台进行找平。
3.在现实使用的过程中，现有的打印平台在脱模方面存在缺陷，由于现有的3d打印设备多使用光敏树脂作为原料，光敏树脂作由聚合物单体与预聚体组成，其中加有光引发剂，在一定波长的紫外光照射下立刻引起聚合反应完成固化，光敏树脂一般为液态，可用于制作高强度、耐高温、防水材料，在使用光敏树脂作为原材料进行打印时，3d打印机是需要进行加热的，因此打印后的成品模型会粘在平台上，当模型彻底冷却之后，需要将模型从平台上取下来，但由于模型的粘黏，从而造成损坏，即使使用铲刀也会破坏模型底部。


技术实现要素：

4.针对现有的3d打印机在打印的过程中，打印的成品由于温度的原因会贴合平台，造成难以脱离的问题，本发明提供3d打印通过冷热交替的方式改变打印平台的温度，从而使得打印成品和打印平台之间由于温差而自动脱离。
5.为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。
6.3d打印组件，包括立柱，所述立柱的前表面设置有第二导轨，且第二导轨上滑动连接有滑块，所述滑块的前表面焊接有悬臂，且悬臂上设置有齿条，所述齿条上设有驱动盒，且驱动盒的前端固定安装有机头，所述悬臂靠近立柱的一端设置有配重块，且配重块的中心处活动贯穿设有限位柱。
7.优选地，所述驱动盒的内部设置有驱动器，且驱动器的驱动端套接有驱动齿轮，所述驱动齿轮和齿条上的啮合，同时齿条的上表面开设有滑槽，且驱动盒和滑槽滑动连接。
8.一种基于3d打印组件的打印平台，包括底台，所述底台的下表面设有第一滑轨，所
述底台顶部四角均安装有调平块，且调平块的上表面搭接有平台，所述平台的下表面中心处一体连接有调温盒。
9.优选地，所述调平块包括底板，且底板的上表面安装顶块，所述顶块的侧面设置有固定套，且固定套内螺纹连接有螺杆，所述螺杆的末端通过轴承连接有抵触条，同时在顶块的侧面位于抵触条上方通过转轴连接有直角调节块。
10.优选地，所述顶块的上表面中心处开始有槽，且槽内设置有球轴，所述球轴上表面一体连接有搭接板，且搭接板的侧面偏离中心处设置有螺栓，所述顶块的侧面设置有约束块，且螺栓贯穿约束块和直角调节块接触，所述螺栓和约束块之间套接有弹簧，所述搭接板下表面远离螺栓的一侧设置有支撑杆，所述顶块的上表面开设有用于容纳支撑杆的深槽。
11.优选地，所述调温盒内安装有调温机构，同时在调温盒的外侧面设有电机，且电机和调温机构连接，所述调温机构包括承接板，所述承接板上对称设有一组半导体制冷片，且两个半导体制冷片成正反相对设置。
12.优选地，所述承接板的下表面通过转轴连接有分度盘，且分度盘一侧设有驱动盘，所述驱动盘的侧面一体连接有第一拨爪，且分度盘另一侧设有第二拨爪。
13.优选地，所述驱动盘的下表面连接有第一锥齿轮，且第一锥齿轮上啮合有第二锥齿轮，所述第二拨爪的下表面连接有第四锥齿轮，且第四锥齿轮上啮合有第三锥齿轮，所述第二锥齿轮和第三锥齿轮之间通过转轴连接。
14.打印平台的调平方法，调平方法的具体步骤如下：
15.转动调平块上设置的螺栓，螺栓螺纹运动推动抵触条水平向前，抵触条水平向前进一步推动直角调节块进行转动，直角调节块转动时上表面推动螺栓向上运动，进一步通过螺栓的向上运动推动搭接板，搭接板受球轴约束，完成角度倾斜，实现平台的调节。
16.优选地，在调平前，对平台的水平度进行测量；所述水平度测量为水平尺测量。
17.有益效果
18.相比于现有技术，本发明的有益效果为：
19.(1)本发明中，本发明中通过两个滑轨实现打印机头的水平以及垂直运动，利用打印机的水平垂直运动，从而满足打印模具高度以及宽度需求，同时用于承接打印模型的平台可以实现水平方向的纵向运动，继而满足打印模型的长度需求，通过横向纵向以及垂直调节，满足3d打印机对于任何模型的打印条件，其中驱动器带动驱动齿轮在齿条的锯齿上转动，实现机头的横向水平运动，通过滑块在第二导轨上垂直运动实现连接机头的悬臂垂直升降，在此过程中，为了保证悬臂在运动过程中的稳定性，故在悬臂一端设置配重块，利用配重块使得悬臂以滑块为支点两端保持平衡，同时为保证滑动时的稳定性，在齿条的上表面开设有滑槽，将驱动盒和滑槽滑动连接，保证驱动盒在运动时的稳定性，防止驱动盒在和齿条连接的过程中由于运动而导致驱动盒脱离和齿条的连接。
20.(2)本发明中，通过调平机构可以实现对3d打印机平台的调平，调平分为四个方向即平台的四个角，由调平块完成，在进行打印前对平台进行水平度测量，测量方式可以用水平尺或者3d打印设备自带侧量装置对平台的水平度或者倾斜角进行测量，得到具体的倾斜角度数据，以便进行调节，其具体步骤为：利用螺栓向前运动推动抵触条水平向前，当抵触条水平向前时会推动直角调节块进行转动，直角调节块在转动的过程中会给搭接板侧面连接的螺栓一个向上的力，从而利用螺栓将搭接板一边向上抬升，同时搭接板受球轴约束，完
成角度倾斜，从而实现控制搭接板的倾斜角达到平台水平的目的，在此过程中弹簧一直处于被压缩状态，当调平块上的搭接板的倾斜角度需要下调时，反向转动螺杆，使得直角调节块下端不受抵触条的抵触，从而直角调节块则不能对螺栓提供向上的力，从而螺栓在弹簧的反弹力作用下下降，进一步使得搭接板的倾斜角度失去支撑，从而处于平缓状态，搭接板下表面远离螺栓的一侧设置有支撑杆，顶块的上表面开设有用于容纳支撑杆的深槽，由于搭接板主要受球轴支撑，为保证搭接板的稳定性故设置一个支撑杆，支撑杆上套接弹性部件，在调节搭接板时能够起到一定的支持力，防止搭接板在调节时发生抖动，从而实现控制搭接板的倾斜角达到平台水平的目的，通过调平块可以实现平台的调平，防止打印喷头与打印平台上各点高度不一，在打印时距离近的地方有可能喷头尖嘴会划伤打印平台，距离远的地方打印喷头可能接触不到打印平台或者挤出的丝难以和打印平台牢固粘接的缺陷。
21.(3)本发明中，为了解决由于3d打印使用的原材料是通过熔化后进行打印，因此打印后的成品会粘在平台上，当打印完之后将产品从平台上剥离时会由于粘黏而造成损坏的问题，本装置通过冷热交替的方式改变打印平台的温度，从而使得打印成品和打印平台之间由于温差而自动脱离，其具体步骤为在平台的下方设置有一个调温盒，调温盒内安装有一个承接板，承接板上安装有一对，半导体制冷片，半导体制冷片，也叫热电制冷片，是一种热泵，它的优点是没有滑动部件，应用在一些空间受到限制，可靠性要求高，无制冷剂污染的场合，当直流电通过两种不同半导体材料串联成的电偶时，在电偶的两端即可分别吸收热量和放出热量，可以实现制冷的目的，它是一种产生负热阻的制冷技术，其特点是无运动部件，可靠性也比较高，利用半导体一面为冷端一面，为热端的特性，在承接板上设置的两个半导体制冷片呈正反安装，即：其中一个半导体制冷片的冷端上，另一个半导体制冷片的热端朝上，通过转动机构控制承接板，进行九十度的转动，使得两个半导体制冷片交替位于平台上模型的正下方，通过两个半导体制冷片放热和制冷，使得平台冷热交替，首先平台温度降低，使得模型的下表面快速冷却成型，随后平台温度升高防止模型快速冷却下和平台粘连，当平台温度升高时，模型和平台由于温度差而形成缝隙，从而有利于脱模。
22.(4)本发明中，设有承接板的调节机构，通过上述装置可以控制承接板进行转动实现两个半导体制冷片的交换，其具体操作为：在调温盒外设有一个电机，该电机和第一锥齿轮连接，当电机带动第一锥齿轮转动时，其和第一锥齿轮一体连接的驱动盘随之转动，当驱动盘转动时其上一体连接的第一拨爪会带动分度盘转动，分度盘和承接板连接，进一步使得承接板转动，当承接板转动时，其上的两个半导体制冷片就会随之更换与平台的接触位置，实现冷热交替，同时在分度盘另一侧还设有一个第二拨爪，第二拨爪和第一拨爪之间存在一定角度，这样可以避免第一拨爪和第二拨爪同时接触到分度盘，从而发生抵触现象，当第一拨爪带动分度盘转动九十度后，第一拨爪继续转动脱离和分度盘的接触，此时第二拨爪接触到分度盘将分度盘复位，又一次实现两个半导体制冷片就会随之更换与平台的接触位置，实现冷热交替，为保证第一拨爪和第二拨爪转速相同，且交替接触分度盘的时间相同，第二拨爪和第一第一拨爪使用同一个电机驱动，通过在第二拨爪的底部连接一个第四锥齿轮，在第四锥齿轮上啮合第三锥齿轮，将第三锥齿轮通过转轴和第二锥齿轮连接，就能够实现第一锥齿轮、第二锥齿轮、第三锥齿轮以及第四锥齿轮的同步运动，只要第一拨爪和第二拨爪之间的安装夹角进行精确的预设安装，即可以实现分度盘的九十度往复转动，通过分度盘的九十度的往复转动就能够实现两个半导体制冷片与平台的接触点的来回替换。
附图说明
23.图1为本发明中3d打印组件结构示意图；
24.图2为本发明中调平块结构示意图；
25.图3为本发明中调平块剖视结构示意图；
26.图4为本发明中机头水平驱动结构示意图；
27.图5为本发明中调温盒结构示意图；
28.图6为本发明中调温机构结构示意图。
29.图中各附图标注与部件名称之间的对应关系如下：1、立柱；2、限位柱；3、配重块；4、调平块；5、第一滑轨；6、底台；7、平台；8、悬臂；9、齿条；10、机头；11、驱动盒；12、滑块；13、第二导轨；14、搭接板；15、螺栓；16、顶块；17、底板；18、直角调节块；19、抵触条；20、固定套；21、螺杆；22、弹簧；23、球轴；24、支撑杆；25、调温盒；26、驱动齿轮；27、驱动器；28、调温机构；29、承接板；30、半导体制冷片；31、分度盘；32、驱动盘；33、第一锥齿轮；34、第二锥齿轮；35、第三锥齿轮；36、第一拨爪；37、第四锥齿轮；38、第二拨爪。
具体实施方式
30.下面结合具体实施方式对本发明进一步进行描述。
31.在图1和4中提供的3d打印组件，包括立柱1，立柱1用于为打印机组件提供安装点，立柱1的前表面设置有第二导轨13，且第二导轨13上滑动连接有滑块12，滑块12的前表面焊接有悬臂8，悬臂8用于为机头10提供安装点，以及为机头10的横向运动部件提供安装点，其中悬臂8通过滑块12在第二导轨13上进行垂直运动，从而满足在打印过程中模型的高度需求，且悬臂8上设置有齿条9，齿条9上设有驱动盒11，且驱动盒11的前端固定安装有机头10，悬臂8靠近立柱1的一端设置有配重块3，且配重块3的中心处活动贯穿设有限位柱2，机头10通过驱动盒11在齿条9上运动，实现机头10的横向水平运动，从而满足在打印过程中模型的宽度需求，同时为了保证悬臂8在运动过程中的稳定性，故在悬臂10一端设置配重块3，利用配重块3使得悬臂8以滑块12为支点两端保持平衡，驱动盒11的内部设置有驱动器27，且驱动器27的驱动端套接有驱动齿轮26，驱动齿轮26和齿条9上的啮合，同时齿条9的上表面开设有滑槽，且驱动盒11和滑槽滑动连接，驱动盒11在齿条9上的运动是通过其内部设置的驱动器27带动驱动齿轮26在齿条9的锯齿上转动实现运动，同时为保证滑动时的稳定性设置滑槽用于辅助连接。
32.在图2和3中提供的一种基于3d打印组件的打印平台，包括底台6，底台6的下表面设有第一滑轨5，底台6用于实现水平的纵向运动，而纵向运动是通过第一滑轨5实现的，底台6顶部四角均安装有调平块4，且调平块4的上表面搭接有平台7，平台7用于放置打印模型，通过调平块4实现角度的调平，调平块4包括底板17，底板17增大调平块4的底部接触面，有利于安装时的稳定性，且底板17的上表面安装顶块16，顶块16起到支撑作用，顶块16的侧面设置有固定套20，且固定套20内螺纹连接有螺杆21，螺杆21的末端通过轴承连接有抵触条19，同时在顶块16的侧面位于抵触条19上方通过转轴连接有直角调节块18，顶块16的上表面中心处开始有槽，且槽内设置有球轴23，球轴23上表面一体连接有搭接板14，且搭接板14的侧面偏离中心处设置有螺栓15，顶块16的侧面设置有约束块，且螺栓15贯穿约束块和直角调节块18接触，螺栓15和约束块之间套接有弹簧22，调平块4的具体使用操作方式为：
利用螺栓15向前运动推动抵触条19水平向前，当抵触条19水平向前时会推动直角调节块18进行转动，直角调节块18在转动的过程中会给搭接板14侧面连接的螺栓一个向上的力，从而利用螺栓将搭接板14一边向上抬升，同时搭接板14受球轴23约束，完成角度倾斜，从而实现控制搭接板14的倾斜角达到平台7水平的目的，在此过程中弹簧22一直处于被压缩状态，当调平块4上的搭接板14的倾斜角度需要下调时，反向转动螺杆21，使得直角调节块18下端不受抵触条19的抵触，从而直角调节块18则不能对螺栓15提供向上的力，从而螺栓15在弹簧22的反弹力作用下下降，进一步使得搭接板14的倾斜角度失去支撑，从而处于平缓状态，搭接板14下表面远离螺栓15的一侧设置有支撑杆24，顶块16的上表面开设有用于容纳支撑杆24的深槽，由于搭接板14主要受球轴23支撑，为保证搭接板14的稳定性故设置一个支撑杆24，支撑杆24上套接弹性部件，在调节搭接板14时能够起到一定的支持力，防止搭接板14在调节时发生抖动。
33.在图5和6中，平台7的下表面中心处一体连接有调温盒25，调温盒25内安装有调温机构28，调温盒25的主要作用是用于防护目的，保护调温机构28不会受到外界影响，且调温机构28包括承接板29，承接板29上对称设有一组半导体制冷片30，且两个半导体制冷片30成正反相对设置，利用半导体一面为冷端，一面为热端的特性，在承接板29上设置的两个半导体制冷片30呈正反安装，即：其中一个半导体制冷片30的冷端上，另一个半导体制冷片30的热端朝上，通过转动机构控制承接板29，进行九十度的转动，使得两个半导体制冷片30交替位于平台7上模型的正下方，通过两个半导体制冷片30放热和制冷，使得平台7冷热交替，首先平台7温度降低，使得模型的下表面快速冷却成型，随后平台7温度升高防止模型快速冷却下和平台7粘连，当平台7温度升高时，模型和平台由于温度差而形成缝隙，从而有利于脱模。
34.在图5和6中，承接板29的下表面通过转轴连接有分度盘31，且分度盘31一侧设有驱动盘32，驱动盘32的侧面一体连接有第一拨爪36，且分度盘31另一侧设有第二拨爪38，驱动盘32的下表面连接有第一锥齿轮33，且第一锥齿轮33上啮合有第二锥齿轮34，第二拨爪38的下表面连接有第四锥齿轮37，且第四锥齿轮37上啮合有第三锥齿轮35，第二锥齿轮34和第三锥齿轮35之间通过转轴连接，上述方式属于承接板29的调节机构，通过上述装置可以控制承接板29进行转动实现两个半导体制冷片30的交换，其具体操作为：在调温盒25外设有一个电机，该电机和第一锥齿轮33连接，当电机带动第一锥齿轮33转动时，其和第一锥齿轮33一体连接的驱动盘32随之转动，当驱动盘32转动时其上一体连接的第一拨爪36会带动分度盘31转动，分度盘31和承接板29连接，进一步使得承接板29转动，当承接板29转动时，其上的两个半导体制冷片30就会随之更换与平台7的接触位置，实现冷热交替，同时在分度盘31另一侧还设有一个第二拨爪38，第二拨爪38和第一拨爪36之间存在一定角度，这样可以避免第一拨爪36和第二拨爪38同时接触到分度盘31，从而发生抵触现象，当第一拨爪36带动分度盘31转动九十度后，第一拨爪36继续转动脱离和分度盘31的接触，此时第二拨爪38接触到分度盘31将分度盘31复位，又一次实现两个半导体制冷片30就会随之更换与平台7的接触位置，实现冷热交替，为保证第一拨爪36和第二拨爪38转速相同，且交替接触分度盘31的时间相同，第二拨爪38和第一第一拨爪36使用同一个电机驱动，通过在第二拨爪38的底部连接一个第四锥齿轮37，在第四锥齿轮37上啮合第三锥齿轮25，将第三锥齿轮25通过转轴和第二锥齿轮连接，就能够实现第一锥齿轮33、第二锥齿轮34、第三锥齿轮35以
及第四锥齿轮的同步运动，只要第一拨爪36和第二拨爪38之间的安装夹角预设成功，即可以实现分度盘31的九十度往复转动。
35.工作原理：使用时将原材料的融化机构通过导管和机头10进行连接，在进行打印前，对平台7进行水平度测量，测量方式可以用水平尺或者3d打印设备自带侧量装置对平台7的水平度进行测量，得到具体的倾斜角度数据，以便进行调节，当平台7出现倾斜时，通过调节块4进行调节，使得平台7处于水平状态，防止机头10与打印平台7上各点高度不一，在打印时距离近的地方有可能喷头尖嘴会划伤打印平台7，距离远的地方打印喷头可能接触不到打印平台7的缺点，其调节块4调节原理是，平台7架在调节块4的搭接板14上，通过调节搭接板14的倾斜角实现对平台7的调平，具体调节方式为：利用螺栓15向前运动推动抵触条19水平向前，当抵触条19水平向前时会推动直角调节块18进行转动，直角调节块18在转动的过程中会给搭接板14侧面连接的螺栓一个向上的力，从而利用螺栓将搭接板14一边向上抬升，同时搭接板14受球轴23约束，完成角度倾斜，从而实现控制搭接板14的倾斜角达到平台7水平的目的，在此过程中弹簧22一直处于被压缩状态，当调平块4上的搭接板14的倾斜角度需要下调时，反向转动螺杆21，使得直角调节块18下端不受抵触条19的抵触，从而直角调节块18则不能对螺栓15提供向上的力，从而螺栓15在弹簧22的反弹力作用下下降，进一步使得搭接板14的倾斜角度失去支撑，从而处于平缓状态，在平台7调平完成后开始进行3d打印，在打印过程中，驱动器27带动驱动齿轮26在齿条9的锯齿上转动，实现机头10的横向水平运动，通过滑块12在第二导轨上垂直运动实现连接机头10的悬臂8垂直升降，在此过程中，为了保证悬臂8在运动过程中的稳定性，故在悬臂10一端设置配重块3，利用配重块3使得悬臂8以滑块12为支点两端保持平衡，在打印完成后，需要将打印后的模具从平台7上拿下，由于3d打印使用的原材料是通过熔化后进行打印，因此打印后的成品会粘在平台7上，当打印完之后将产品从平台7上剥离时会由于粘黏而造成损坏的问题，本技术通过冷热交替的方式改变打印平台7的温度，从而使得打印成品和打印平台7之间由于温差而自动脱离，具体原理以及操作方式为：在调温盒25外设有一个电机，该电机和第一锥齿轮33连接，当电机带动第一锥齿轮33转动时，其和第一锥齿轮33一体连接的驱动盘32随之转动，当驱动盘32转动时其上一体连接的第一拨爪36会带动分度盘31转动，分度盘31和承接板29连接，进一步使得承接板29转动，当承接板29转动时，其上的两个半导体制冷片30就会随之更换与平台7的接触位置，同时在分度盘31另一侧还设有一个第二拨爪38，第二拨爪38和第一拨爪36之间存在一定角度，这样可以避免第一拨爪36和第二拨爪38同时接触到分度盘31，从而发生抵触现象，当第一拨爪36带动分度盘31转动九十度后，第一拨爪36继续转动脱离和分度盘31的接触，此时第二拨爪38接触到分度盘31将分度盘31复位，利用利用半导体一面为冷端一面，为热端的特性，在承接板29上设置的两个半导体制冷片30呈正反安装，即：其中一个半导体制冷片30的冷端上，另一个半导体制冷片30的热端朝上，通过转动机构控制承接板29，进行九十度的转动，使得两个半导体制冷片30交替位于平台7上模型的正下方，通过两个半导体制冷片30放热和制冷，使得平台7冷热交替，首先平台7温度降低，使得模型的下表面快速冷却成型，随后平台7温度升高防止模型快速冷却下和平台7粘连，当平台7温度升高时，模型和平台由于温度差而形成缝隙，从而有利于脱模。
36.以上内容是结合具体实施方式对本发明作进一步详细说明，不能认定本发明具体实施只局限于这些说明，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明
的构思的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明所提交的权利要求书确定的保护范围。