一种3D打印设备及方法与流程

一种3d打印设备及方法
技术领域
1.本发明涉及3d打印技术领域，具体是一种3d打印设备及方法。


背景技术：

2.3d打印机又称三维打印机，是一种累积制造技术，即快速成形技术的一种机器，它是一种数字模型文件为基础，运用特殊蜡材、粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过打印一层层的粘合材料来制造三维的物体，现阶段三维打印机被用来制造产品。
3.现有技术中，其中公开号为cn211641013u的专利，公开了一种光固化3d打印设备用温度控制装置，包括：控制模块，由该控制模块控制的料槽加热机构、液面保温机构和加料箱加热机构；其中所述控制模块适于控制料槽加热机构对料槽进行加热；所述控制模块适于控制液面保温机构对打印液面的周围空气进行加热，并在打印液面形成气流保护层，以使打印液面的温度处于预设液面温度范围内；以及所述控制模块适于控制加料箱加热机构对加料箱进行加热，上述实用新型的光固化3d打印设备用温度控制装置通过料槽加热机构、液面保温机构和加料箱加热机构分别控制料槽的温度、打印液面的温度和加热箱的温度，确保光固化3d打印过程中打印液料温度的稳定性，从而有效提高3d打印效果，但是，3d打印设备在使用的过程中，送丝机构上缠绕的热塑材料丝在未使用的时候，容易出现松动，从而不便于送丝机构实现热塑材料丝的送料，为此，提出了一种3d打印设备及方法。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种3d打印设备，另一种目的在于提供一种3d打印设备的方法，通过在送丝机构上设置安装板和限位环，以解决上述背景技术中提出的问题。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种3d打印设备，包括底座和限位框架，所述限位框架上安装有控制总成，所述限位框架的内侧壁上固定连接有两个第二固定杆，所述底座上安装有限位块，所述限位块上转动连接有第三固定杆，所述第三固定杆远离限位块的一端固定连接有螺纹杆，所述第二固定杆的两端分别固定套接有送丝机构，且送丝机构通过滑杆与限位框架滑动连接，所述送丝机构的底端固定连接有第一套块固定连接，所述送丝机构通过第一套块螺纹套接在螺纹杆上，所述送丝机构上安装有安装块，所述安装块上固定连接有卷丝辊，所述卷丝辊上安装有安装板，两个所述安装板之间相互卡接形成中空圆柱转动套接在卷丝辊上，所述卷丝辊通过连接杆与安装块固定连接，所述卷丝辊的顶端固定连接有限位环。
6.作为本发明进一步的方案：所述限位框架通过滑槽与底座滑动连接，所述底座上安装有放置板，所述放置板上放置有打印板，所述底座的拐角处套接有防护套，所述底座上固定连接有两个第一固定杆，所述放置板套接在两个第一固定杆上，所述放置板通过两个第一固定杆与底座滑动连接。
7.作为本发明再进一步的方案：所述限位块与限位框架固定连接，所述限位环位于同一水平线上的内外侧壁上均开设有限位槽。
8.作为本发明再进一步的方案：上端所述第二固定杆上滑动套接有第一加热工作室，下端所述第二固定杆上滑动套接有第二加热工作室，所述限位框架内安装有运动机构，所述运动机构靠近第二固定杆的一侧固定连接有多个第一连通管，所述运动机构通过相对应的第一连通管分别与第一加热工作室和第二加热工作室贯通连接，所述运动机构的底端安装有螺纹管和第一喷头，所述第一喷头通过第二套块螺纹套接在螺纹管的外表面上，所述第一喷头通过螺纹管与运动机构贯通连接，所述运动机构的侧面通过第二连通管安装有第二喷头。
9.作为本发明再进一步的方案：所述第二喷头上安装有感应器，所述第二喷头的底端呈水平设置，所述第二喷头的底端与第一喷头的底端位于同一水平面。
10.作为本发明再进一步的方案：所述螺纹杆上安装有缓冲机构，所述缓冲机构位于第一套块的下方，所述缓冲机构包括第一缓冲块和第二缓冲块，所述第一缓冲块的底端与第二缓冲块的顶端之间通过复位弹簧连接，所述第一缓冲块通过第一套管螺纹套接在螺纹杆上，所述第一套管滑动嵌套在第一缓冲块的内部，所述第一套管与第一缓冲块之间安装有弹性件，所述第二缓冲块通过第二套管与第三固定杆滑动连接，所述第二套管固定嵌套在第二缓冲块的内部。
11.一种3d打印方法，包括以下步骤：安装卷丝辊，调节缓冲机构，系统数据设置，3d打印操作。
12.作为本发明再进一步的方案：具体包括以下步骤：
13.s1:安装卷丝辊，将缠绕有热塑材料丝的卷丝辊和安装板放置到安装块内，通过连接杆实现卷丝辊的安装，此时，热塑材料丝的一端穿过限位环，穿过限位环的热塑材料丝经过限位环内外侧壁的限位槽实现热塑材料丝的限位，将安装块卡接到送丝机构上之后，解除运输过程中限位环对热塑材料丝的限位操作，将相对应卷丝辊上的热塑材料丝送到第一加热工作室和第二加热工作室的内部，卷丝辊上热塑材料丝用完之后，将卷丝辊拆卸下来，重复上述操作，完成热塑材料丝的更换；
14.s2:调节缓冲机构，在打印设备用于不同打印装置的时候，调节缓冲机构的位置，由于缓冲机构包括第一缓冲块和第二缓冲块，第一缓冲块的底端与第二缓冲块的顶端之间通过复位弹簧连接，第一缓冲块通过第一套管螺纹套接在螺纹杆上，第一套管滑动嵌套在第一缓冲块的内部，第一套管与第一缓冲块之间安装有弹性件，第二缓冲块通过第二套管与第三固定杆滑动连接，且第二套管固定嵌套在第二缓冲块的内部，因此，通过转动缓冲机构，将缓冲机构调节至合适位置，根据打印板厚度的不同，对缓冲机构的位置进行调节，确保送丝机构与螺纹杆出现滑丝时，对送丝机构进行缓冲，从而进一步防止第一喷头和第二喷头出现损坏的弊端，在调节缓冲机构的时候，第一缓冲块内的第一套管在调节位置的时候始终与螺纹杆螺纹套接，第二缓冲块内的第二套管在调节的过程中始终与第三固定杆滑动套接，从而实现缓冲机构的缓冲操作；
15.s3:系统数据设置，通过3d打印设备系统的调节，对系统内的数据进行设置，从而控制打印的路线，经过数据的传输对3d打印设备进行操控；
16.s4:3d打印操作，将需要进行3d打印的打印板放置到放置板上，通过控制总成控制限位框架的运行，在进行3d打印的过程中，控制限位框架实时移动到对应的位置上，通过控制第一套块沿着螺纹杆上下移动，调节运动机构与打印板之间的上下距离，从而实现3d打
印设备的打印操作，卷丝辊上的热塑材料丝经过第一加热工作室和第二加热工作室的高温加热，固态的热塑材料丝形成液态经过相对应的第一喷头和第二喷头喷出，从而进行3d打印操作，且第一加热工作室内融化的热塑材料丝为成型材料，第二加热工作室内融化的热塑材料丝为支撑材料，通过水溶性支撑材料对形成的3d物体进行支撑，3d完成打印操作。
17.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
18.1.本发明中，通过在送丝机构上设置安装板和限位环，安装板为空心半圆柱形，将两个安装板卡接在送丝机构上，两个安装板形成的空心圆柱体能够实现送丝机构的送丝操作，且安装板外表面呈凹凸不平状设置，因此，在热塑材料丝缠绕在安装板上的时候，热塑材料丝与安装板的外表面接触，从而安装板外表面与热塑材料丝之间形成一定的空间，安装板增加了热塑材料丝与送丝机构之间的摩擦，解决了热塑材料丝外表面光滑导致热塑材料丝与送丝机构之间出现的相对滑动，从而导致无法送丝的弊端，在实际应用过程中具有一定的进步意义，且安装板外表面的凹凸不平，能够促进热塑材料丝与送丝机构之间产生间隙，安装板与热塑材料丝之间产生的间隙能够降低缠绕热塑材料丝之间的挤压，从而能够有效的防止热塑材料丝在送丝的过程中出现断裂的弊端，同时，限位环的设置能够进一步对热塑材料丝进行限位，从而控制热塑材料丝送丝方向，防止热塑材料丝缠绕位置不同导致送丝过程中所产生的摆动，且限位环上开设的限位槽能够便于热塑材料丝在运输过程中与限位环的卡接，从而便于安装送丝机构的时候，快速找到热塑材料丝的端部，实现送丝机构的送丝操作。
19.2.在螺纹杆的底端设置第三固定杆，且在螺纹杆上设置缓冲机构，缓冲机构包括第一缓冲块和第二缓冲块，第一缓冲块通过第一套管与螺纹杆螺纹套接，通过第一套管调节整个缓冲机构的位置，从而对第一套块进行限位，控制第一喷头和第二喷头与放置板之间最近的距离，从而能够有效的放置第一喷头与第二喷头与放置板至今出现撞击的弊端，同时，第二缓冲块通过第二套管与第三固定杆滑动连接，因此，缓冲机构在对第一套块缓冲的同时能够实现自身的缓冲。
20.3.设置第二喷头的底端呈水平设置，水平设置的第二喷头能实现第一喷头的限位，从而能够有效的降低第一喷头与打印板之间的撞击概率，实现第一喷头与第二喷头的进一步限位，从而提升第一喷头与第二喷头的使用寿命，且第一喷头通过第二套块与运动机构螺纹连接，因此，能够实现第一喷头的快速的更换，提升打印机在使用过程中的工作效率。
附图说明
21.图1为一种3d打印设备的立体结构示意图。
22.图2为图1的平面结构示意图。
23.图3为图1中a处的放大图。
24.图4为图1中b处的放大图。
25.图5为图2中c处的放大图。
26.图6为图2中d处的放大图。
27.图7为图4中送丝机构的结构示意图。
28.图8为图7中安装板的立体结构示意图。
29.图9为图7上设置限位环之后的结构示意图。
30.图10为图9中e处的放大图。
31.图11为图10中限位环上开设限位槽之后的立体结构示意图。
32.图12为图6中缓冲机构的结构示意图。
33.图13为第一缓冲块与第二缓冲块的结构示意图。
34.图14为图13中第一缓冲块和第二缓冲块的状态结构示意图。
35.图中：10、底座；101、防护套；102、第一固定杆；103、放置板；104、限位块；11、限位框架；111、第二固定杆；12、螺纹杆；121、第一套块；122、第三固定杆；13、第一加热工作室；14、第二加热工作室；15、运动机构；151、第一连通管；16、第一喷头；161、第二套块；1611、螺纹管；17、第二喷头；171、第二连通管；172、感应器；18、缓冲机构；181、第一缓冲块；1811、第一套管；182、第二缓冲块；1821、第二套管；183、复位弹簧；20、打印板；30、控制总成；40、送丝机构；41、安装块；411、卷丝辊；4111、连接杆；412、安装板；413、限位环；4131、限位槽。
具体实施方式
36.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
37.另外，本发明中的元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
38.请参阅图1-图14，本发明实施例中，一种3d打印设备，包括底座10和限位框架11，底座10对限位框架11进行支撑，从而保证打印过程中的稳定性，所述限位框架11通过滑槽与底座10滑动连接，所述底座10的拐角处套接有防护套101，所述底座10上固定连接有两个第一固定杆102，所述底座10上安装有放置板103和限位块104，所述放置板103上放置有打印板20，所述放置板103套接在两个第一固定杆102上，所述放置板103通过两个第一固定杆102与底座10滑动连接，所述限位块104随着限位框架11通过滑槽与底座10滑动连接，所述限位框架11上安装有控制总成30，所述限位块104与限位框架11固定连接，所述限位块104上转动连接有第三固定杆122，所述第三固定杆122远离限位块104的一端固定连接有螺纹杆12，所述限位框架11的内侧壁上固定连接有两个第二固定杆111，上端所述第二固定杆111上滑动套接有第一加热工作室13，下端所述第二固定杆111上滑动套接有第二加热工作室14，所述限位框架11内安装有运动机构15，所述运动机构15靠近第二固定杆111的一侧固定连接有多个第一连通管151，所述运动机构15通过相对应的第一连通管151分别与第一加热工作室13和第二加热工作室14贯通连接，所述运动机构15的底端安装有螺纹管1611和第一喷头16，所述第一喷头16通过第二套块161螺纹套接在螺纹管1611的外表面上，所述第一喷头16通过螺纹管1611与运动机构15贯通连接，所述运动机构15的侧面通过第二连通管171安装有第二喷头17，所述第二喷头17上安装有感应器172，所述第二喷头17的底端呈水平设置，所述第二喷头17的底端与第一喷头16的底端位于同一水平面，设置第二喷头17的
底端呈水平设置，水平设置的第二喷头17能实现第一喷头16的限位，从而能够有效的降低第一喷头16与打印板20之间的撞击概率，实现第一喷头16与第二喷头17的进一步限位。
39.所述第二固定杆111的两端分别固定套接有送丝机构40，且送丝机构40通过滑杆与限位框架11滑动连接，所述送丝机构40的底端固定连接有第一套块121固定连接，所述送丝机构40通过第一套块121螺纹套接在螺纹杆12上，所述送丝机构40上安装有安装块41，所述安装块41上固定连接有卷丝辊411，所述卷丝辊411上安装有安装板412，两个所述安装板412之间相互卡接形成中空圆柱转动套接在卷丝辊411上，所述卷丝辊411通过连接杆4111与安装块41固定连接，所述安装板412形成的中空圆柱外表面上缠绕有热塑材料丝，通过在送丝机构40上设置安装板412，且安装板412外表面呈凹凸不平状设置，因此，在热塑材料丝缠绕在安装板412上的时候，热塑材料丝与安装板412的外表面接触，从而安装板412外表面与热塑材料丝之间形成一定的空间，解决了热塑材料丝外表面光滑导致热塑材料丝与送丝机构40之间出现的相对滑动，从而导致无法送丝的弊端，且安装板412外表面的凹凸不平，能够促进热塑材料丝与送丝机构40之间产生间隙，安装板412与热塑材料丝之间产生的间隙能够降低缠绕热塑材料丝之间的挤压，从而能够有效的防止热塑材料丝在送丝的过程中出现断裂的弊端，所述卷丝辊411的顶端固定连接有限位环413，限位环413的设置能够进一步对热塑材料丝进行限位，从而控制热塑材料丝送丝方向，防止热塑材料丝缠绕位置不同导致送丝过程中所产生的摆动，所述限位环413位于同一水平线上的内外侧壁上均开设有限位槽4131，限位环413上开设的限位槽4131能够便于热塑材料丝在运输过程中与限位环413的卡接，从而便于快速找到热塑材料丝的端部，实现送丝机构40的送丝操作。
40.所述螺纹杆12上安装有缓冲机构18，所述缓冲机构18位于第一套块121的下方，所述缓冲机构18包括第一缓冲块181和第二缓冲块182，所述第一缓冲块181的底端与第二缓冲块182的顶端之间通过复位弹簧183连接，所述第一缓冲块181通过第一套管1811螺纹套接在螺纹杆12上，所述第一套管1811滑动嵌套在第一缓冲块181的内部，所述第一套管1811与第一缓冲块181之间安装有弹性件，所述第二缓冲块182通过第二套管1821与第三固定杆122滑动连接，所述第二套管1821固定嵌套在第二缓冲块182的内部，从而缓冲机构18在对第一套块121缓冲的同时能够实现自身的缓冲。
41.一种3d打印方法，包括以下步骤：安装卷丝辊411，调节缓冲机构18，系统数据设置，3d打印操作。
42.具体包括以下步骤：
43.s1:安装卷丝辊411，将缠绕有热塑材料丝的卷丝辊411和安装板412放置到安装块41内，通过连接杆4111实现卷丝辊411的安装，此时，热塑材料丝的一端穿过限位环413，穿过限位环413的热塑材料丝经过限位环413内外侧壁的限位槽4131实现热塑材料丝的限位，将安装块41卡接到送丝机构40上之后，解除运输过程中限位环413对热塑材料丝的限位操作，将相对应卷丝辊411上的热塑材料丝送到第一加热工作室13和第二加热工作室14的内部，卷丝辊411上热塑材料丝用完之后，将卷丝辊411拆卸下来，重复上述操作，完成热塑材料丝的更换；
44.s2:调节缓冲机构18，在打印设备用于不同打印装置的时候，调节缓冲机构18的位置，由于缓冲机构18包括第一缓冲块181和第二缓冲块182，第一缓冲块181的底端与第二缓冲块182的顶端之间通过复位弹簧183连接，第一缓冲块181通过第一套管1811螺纹套接在
螺纹杆12上，第一套管1811滑动嵌套在第一缓冲块181的内部，第一套管1811与第一缓冲块181之间安装有弹性件，第二缓冲块182通过第二套管1821与第三固定杆122滑动连接，且第二套管1821固定嵌套在第二缓冲块182的内部，因此，通过转动缓冲机构18，将缓冲机构18调节至合适位置，根据打印板20厚度的不同，对缓冲机构18的位置进行调节，确保送丝机构40与螺纹杆12出现滑丝时，对送丝机构40进行缓冲，从而进一步防止第一喷头16和第二喷头17出现损坏的弊端，在调节缓冲机构18的时候，第一缓冲块181内的第一套管1811在调节位置的时候始终与螺纹杆12螺纹套接，第二缓冲块182内的第二套管1821在调节的过程中始终与第三固定杆122滑动套接，从而实现缓冲机构18的缓冲操作；
45.s3:系统数据设置，通过3d打印设备系统的调节，对系统内的数据进行设置，从而控制打印的路线，经过数据的传输对3d打印设备进行操控；
46.s4:3d打印操作，将需要进行3d打印的打印板20放置到放置板103上，通过控制总成30控制限位框架11的运行，在进行3d打印的过程中，控制限位框架11实时移动到对应的位置上，通过控制第一套块121沿着螺纹杆12上下移动，调节运动机构15与打印板20之间的上下距离，从而实现3d打印设备的打印操作，卷丝辊411上的热塑材料丝经过第一加热工作室13和第二加热工作室14的高温加热，固态的热塑材料丝形成液态经过相对应的第一喷头16和第二喷头17喷出，从而进行3d打印操作，且第一加热工作室13内融化的热塑材料丝为成型材料，第二加热工作室14内融化的热塑材料丝为支撑材料，通过水溶性支撑材料对形成的3d物体进行支撑，完成3d打印操作。
47.本发明的工作原理是：
48.首先，将需要进行3d打印的打印板20放置到放置板103上，通过控制总成30控制限位框架11的运行，在进行3d打印的过程中，控制限位框架11实时移动到对应的位置上，通过控制第一套块121沿着螺纹杆12上下移动，调节运动机构15与打印板20之间的上下距离，从而实现3d打印设备的打印操作，在第一喷头16和第二喷头17进行打印操作之前，将缠绕有热塑材料丝的卷丝辊411和安装板412放置到安装块41内，通过连接杆4111实现卷丝辊411的安装，此时，热塑材料丝的一端穿过限位环413，穿过限位环413的热塑材料丝经过限位环413内外侧壁的限位槽4131实现热塑材料丝的限位，将安装块41卡接到送丝机构40上之后，解除运输过程中限位环413对热塑材料丝的限位操作，将相对应卷丝辊411上的热塑材料丝送到第一加热工作室13和第二加热工作室14的内部，经过第一加热工作室13和第二加热工作室14的高温加热，固态的热塑材料丝形成液态经过相对应的第一喷头16和第二喷头17喷出，从而进行3d打印操作，需要说明的是，第一加热工作室13内融化的热塑材料丝为成型材料，第二加热工作室14内融化的热塑材料丝为支撑材料，通过水溶性支撑材料对形成的3d物体进行支撑。
49.控制送丝机构40向下移动的时候，能够同时带动第一喷头16和第二喷头17向下移动，在第一喷头16和第二喷头17向下移动的时候，由于第二喷头17的底端呈水平设置，且第二喷头17的底端与第一喷头16的底端位于同一水平面上，第二喷头17内的感应器172能够控制第二喷头17与打印板20之间在一定的距离内停止，从而能够有效的防止第一喷头16和第二喷头17与打印板20之间产生撞击，对第一喷头16和第二喷头17进行保护，在打印设备用于不同打印装置的时候，调节缓冲机构18的位置，通过转动缓冲机构18，将缓冲机构18调节至合适位置，需要说明的是，根据打印板20厚度的不同，对缓冲机构18的位置进行调节，
确保送丝机构40与螺纹杆12出现滑丝时，对送丝机构40进行缓冲，从而进一步防止第一喷头16和第二喷头17出现损坏的弊端，第一缓冲块181内的第一套管1811在调节位置的时候始终与螺纹杆12螺纹套接，第二缓冲块182内的第二套管1821在调节的过程中始终与第三固定杆122滑动套接，从而实现缓冲机构18的缓冲操作。
50.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
51.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。