一种具有散热功能的3d打印机

1.本发明涉及3d打印技术领域，尤其是涉及一种具有散热功能的3d打印机。


背景技术：

2.3d打印技术是基于材料堆积法的一种先进制造技术，3d打印机也称作：三维打印机即是一种利用3d打印技术的打印装置，现有的3d打印机从结构上主要划分以下两种：并联臂3d打印机和龙门型3d打印机。
3.传统的3d打印机将加热板设置在打印平台底部虽然能够将打印平台的表面达到预设温度，但是对于立体结构较强的产品，随着模型打印层数的增加其远离打印平台的部分无法有效控制温度，仍存在因热胀冷缩产生的质量问题目，而且打印过程中底层温度变化导致材料急剧收缩产生拉应力，导致在打印层时各部分的收缩速率不一致产生翘边，影响打印精度。
4.为此，提出一种具有散热功能的3d打印机。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种具有散热功能的3d打印机，以解决上述背景技术中提出的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种具有散热功能的3d打印机，包括外壳，所述外壳的内部下端固定安装有打印台，所述外壳的内部上端固定安装有顶板，所述外壳设置有单臂传动机构，所述单臂传动机构包括固定安装在外壳的内部下端面的电机一，所述电机一的上端转动连接有螺纹杆，所述螺纹杆贯穿打印台并延伸至外壳的内部上端转动连接在顶板的下端面，所述螺纹杆的外表面螺纹传动有套筒一，所述套筒一的外表面活动连接有连杆，所述连杆的一端活动连接有连接件，所述单臂传动机构设置有三组，三组所述单臂传动机构环形分布在外壳的内部，所述外壳的内部中间设置有打印头，所述连接件活动连接在打印头的外表面，所述打印头的中间插接有打印材料，所述打印材料贯穿顶板并延伸至外壳的外部，所述顶板的顶部设置有挤压传动机构，所述挤压传动机构与打印材料传动连接，所述打印头的内部设置有冷却机构，所述挤压传动机构与冷却机构传动连接，所述外壳的内部左端设置有恒温机构，所述恒温机构与冷却机构、挤压传动机构均传动连接，所述外壳的内部右端设置有清洁机构，所述清洁机构与恒温机构传动连接，所述外壳的外表面下端固定安装有滑轨，所述滑轨的内部滑动连接有滑门，所述滑门滑动连接在外壳的外表面前端。
7.优选的，所述挤压传动机构包括顶板上端面固定安装的电机二，所述电机二的后端转动连接有输出轴，所述输出轴的外表面后端固定安装有齿轮一，所述顶板的上端面固定安装有支撑件一，所述支撑件一的左端转动连接有挤压轮一，所述挤压轮一的前端面固定安装有齿轮二，所述齿轮二与齿轮一相互啮合。
8.优选的，所述打印材料的左端设置有支撑件二，所述支撑件二固定安装在顶板的
上端面，所述支撑件二的上端面转动连接有支撑杆，所述支撑杆的上端转动连接有挤压轮二，所述支撑杆的下端面与顶板上端面之间固定安装有弹簧一。
9.优选的，所述挤压轮一紧贴打印材料外表面右端设置，所述挤压轮二紧贴打印材料外表面左端设置，所述挤压轮二与挤压轮一相互配合与打印材料传动连接。
10.优选的，所述挤压传动机构还包括所输出轴的外表面固定安装的传动盘，所述电机二的左端设置有支撑件三，所述支撑件三固定安装在顶板的上端面，所述支撑件三的上端滑动连接有推杆，所述推杆的后端面右端转动连接有传动轮，所述推杆的左端面固定连接有活塞，所述推杆的外表面套接有弹簧二，所述弹簧二固定安装在活塞与支撑件三之间，所述顶板的上端设置有活塞套筒，所述活塞套筒通过固定件固定安装在顶板的上端面，所述活塞滑动连接在活塞套筒的内部，所述活塞套筒的左端面固定连接有涡流管，所述涡流管与活塞套筒相互连通，所述涡流管的前端面连通设有冷气管，所述涡流管的后端连通设有热气管。
11.优选的，所述传动盘偏心设置在输出轴的外表面，所述传动轮紧贴传动盘的内壁设置，所述传动轮与传动盘活动连接，所述活塞套筒的外表面右端开设有单向进气阀，所述活塞套筒的内部左端开设有单向出气阀。
12.优选的，所述冷却机构包括打印头的下端固定安装的加热块，所述加热块的下端面固定安装有打印喷头，所述打印头的内部开设有内腔，所述打印喷头贯穿加热块并延伸至内腔的内部，所述内腔固定安装有冷却管，所述打印头的上端面固定安装有输送管，所述输送管贯穿打印头并延伸至内腔的内部与冷却管相互连通，所述冷气管贯穿顶板与打印头并延伸至内腔的内部与冷却管的另一端相互连通，所述打印材料贯穿打印头并延伸至打印喷头的内部，所述打印材料滑动连接在打印喷头的内部。
13.优选的，所述恒温机构包括顶板与打印台之间固定安装的储热套筒一与储热套筒二，所述储热套筒一与储热套筒二设置在外壳的内部左端，所述储热套筒一的上端面开设有进气口一，所述热气管通过进气口一与储热套筒一相互连通，所述储热套筒二的上端面开设有进气口二，所述输送管通过进气口二与储热套筒二相互连通，所述储热套筒一与储热套筒二的外表面右端均连通设有喷气口。
14.优选的，所述输送管与冷气管位于外壳的内部部分均为橡胶伸缩材料，所述冷却管为铜制管，所述喷气口的内部设置有温控阀门，所述喷气口设置有多组，多组所述喷气口的前端均呈扁平状设置，并偏转角度与清洁机构对应。
15.优选的，所述清洁机构包括螺纹杆顶端固定安装的齿轮三，所述齿轮三的后端啮合有齿轮四，所述外壳的内部右端设置有往复丝杆，所述往复丝杆贯穿外壳并与固定连接在齿轮四的下端面，所述往复丝杆的外表面螺旋连接有套筒二，所述套筒二外表面右端固定连接有呈弧形设置的清洁刮刀，所述外壳的内部右端固定安装有呈弧形设置的挡板，所述挡板固定安装在打印台与顶板之间，所述打印台的上端面开设有出料口，所述清洁刮刀滑动连接在挡板的左端面，所述出料口设置在挡板的左端面下端，所述外壳的外表面下端设置有储料盒，所述储料盒设置在出料口的下端。
16.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
17.1.本发明通过设置挤压传动机构，利用3d打印机自带的挤压机上电机进行传动对外界气体进行吸收加压，经涡流管产生冷气与热气，分别输送至冷却机构与恒温机构进行
工作，同时本发明将挤压机与单臂传动机构上的电机一与电机二设置在打印机的外部，避免了电机长时间处于高温环境，增加了电机使用寿命；
18.2.本发明通过设置冷却机构，利用挤压传动机构输送过来的冷气对打印头进行冷却降温，防止打印头温度过高造成损毁，同时与打印头热交换冷却的气体输送至恒温机构中，对打印头产生的余热加以利用，相对节约了能源，提升了本发明对能源的利用率；
19.3.本发明通过设置恒温机构，挤压传动机构输送过来的热气与冷却机构输送过来的余热气体分别储存在储热套筒一与储热套筒二之中，经过储热套筒一与储热套筒二之中的温度感应阀的调控后经喷气口喷入打印机的内部进行温度调控，使打印机的内部空间始终保持恒温，避免了因为打印机内部空间温度不均匀而造成残次品的发生；
20.4本发明通过设置清洁机构，恒温机构在对打印机内部喷入热气的同时，能够将打印机在打印时产生的废屑与废料吹向挡板，挡板将废屑粘黏在外表面配合单臂传动机构的传动使清洁刮刀将废屑清除至出料口落入储料盒之中，避免因打印时产生废屑而影响打印效果。
附图说明
21.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
22.图1为本发明的整体结构视图；
23.图2为本发明的外壳内部结构图；
24.图3为本发明的图2中a处放大示意图；
25.图4为本发明的整体结构正视图；
26.图5为本发明的外壳剖面图；
27.图6为本发明的图5中b处放大示意图；
28.图7为本发明的图5中c处放大示意图；
29.图8为本发明的外壳内部结构的侧视图；
30.图9为本发明的图8中d处放大示意图。
31.附图标记说明：1、外壳；2、打印台；3、顶板；4、单臂传动机构；41、电机一；42、螺纹杆；43、套筒一；44、连杆；45、连接件；5、打印头；6、打印材料；7、挤压传动机构；701、电机二；702、输出轴；703、齿轮一；704、支撑件一；705、挤压轮一；706、齿轮二；707、支撑件二；708、支撑杆；709、挤压轮二；710、弹簧一；711、传动盘；712、支撑件三；713、推杆；714、传动轮；715、活塞；716、弹簧二；717、活塞套筒；718、涡流管；719、冷气管；720、热气管；8、冷却机构；801、加热块；802、打印喷头；803、内腔；804、冷却管；805、输送管；9、恒温机构；901、储热套筒一；902、储热套筒二；903、进气口一；904、进气口二；905、喷气口；10、清洁机构；101、齿轮三；102、齿轮四；103、往复丝杆；104、套筒二；105、清洁刮刀；106、挡板；107、出料口；108、储料盒；11、滑轨；12、滑门。
具体实施方式
32.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。
33.请参阅图1至图9，本发明提供一种技术方案：
34.一种具有散热功能的3d打印机，包括外壳1，外壳1的内部下端固定安装有打印台2，外壳1的内部上端固定安装有顶板3，外壳1设置有单臂传动机构4，单臂传动机构4包括固定安装在外壳1的内部下端面的电机一41，电机一41的上端转动连接有螺纹杆42，螺纹杆42贯穿打印台2并延伸至外壳1的内部上端转动连接在顶板3的下端面，螺纹杆42的外表面螺纹传动有套筒一43，套筒一43的外表面活动连接有连杆44，连杆44的一端活动连接有连接件45，单臂传动机构4设置有三组，三组单臂传动机构4环形分布在外壳1的内部，外壳1的内部中间设置有打印头5，连接件45活动连接在打印头5的外表面，打印头5的中间插接有打印材料6，打印材料6贯穿顶板3并延伸至外壳1的外部，顶板3的顶部设置有挤压传动机构7，挤压传动机构7与打印材料6传动连接，打印头5的内部设置有冷却机构8，挤压传动机构7与冷却机构8传动连接，外壳1的内部左端设置有恒温机构9，恒温机构9与冷却机构8、挤压传动机构7均传动连接，外壳1的内部右端设置有清洁机构10，清洁机构10与恒温机构9传动连接，外壳1的外表面下端固定安装有滑轨11，滑轨11的内部滑动连接有滑门12，滑门12滑动连接在外壳1的外表面前端。
35.通过采用上述技术方案，本发明通过设置挤压传动机构7，利用3d打印机自带的挤压机上电机一41进行传动对外界气体进行吸收加压，经涡流管718产生冷气与热气，分别输送至冷却机构8与恒温机构9进行工作，同时本发明将挤压传动机构7与单臂传动机构4上的电机一41与电机二701设置在打印机的外部，避免了电机长时间处于高温环境，增加了电机使用寿命，且冷气经冷却机构8进行热交换冷却变成热气后配合挤压传动机构7产生的热气输送至恒温机构9的内部，经恒温机构9调控控制外壳1的内部温度，使温度实在保持恒温，从而避免因外壳1内温度不同而造成的打印质量问题。
36.具体的，如图3、图6、图7与图5所示，挤压传动机构7包括顶板3上端面固定安装的电机二701，电机二701的后端转动连接有输出轴702，输出轴702的外表面后端固定安装有齿轮一703，顶板3的上端面固定安装有支撑件一704，支撑件一704的左端转动连接有挤压轮一705，挤压轮一705的前端面固定安装有齿轮二706，齿轮二706与齿轮一703相互啮合，打印材料6的左端设置有支撑件二707，支撑件二707固定安装在顶板3的上端面，支撑件二707的上端面转动连接有支撑杆708，支撑杆708的上端转动连接有挤压轮二709，支撑杆708的下端面与顶板3上端面之间固定安装有弹簧一710，挤压轮一705紧贴打印材料6外表面右端设置，挤压轮二709紧贴打印材料6外表面左端设置，挤压轮二709与挤压轮一705相互配合与打印材料6传动连接，挤压传动机构7还包括所输出轴702的外表面固定安装的传动盘711，电机二701的左端设置有支撑件三712，支撑件三712固定安装在顶板3的上端面，支撑件三712的上端滑动连接有推杆713，推杆713的后端面右端转动连接有传动轮714，推杆713的左端面固定连接有活塞715，推杆713的外表面套接有弹簧二716，弹簧二716固定安装在活塞715与支撑件三712之间，顶板3的上端设置有活塞套筒717，活塞套筒717通过固定件固
定安装在顶板3的上端面，活塞715滑动连接在活塞套筒717的内部，活塞套筒717的左端面固定连接有涡流管718，涡流管718与活塞套筒717相互连通，涡流管718的前端面连通设有冷气管719，涡流管718的后端连通设有热气管720，传动盘711偏心设置在输出轴702的外表面，传动轮714紧贴传动盘711的内壁设置，传动轮714与传动盘711活动连接，活塞套筒717的外表面右端开设有单向进气阀，活塞套筒717的内部左端开设有单向出气阀具体的，冷却机构8包括打印头5的下端固定安装的加热块801，加热块801的下端面固定安装有打印喷头802，打印头5的内部开设有内腔803，打印喷头802贯穿加热块801并延伸至内腔803的内部，内腔803固定安装有冷却管804，打印头5的上端面固定安装有输送管805，输送管805贯穿打印头5并延伸至内腔803的内部与冷却管804相互连通，冷气管719贯穿顶板3与打印头5并延伸至内腔803的内部与冷却管804的另一端相互连通，打印材料6贯穿打印头5并延伸至打印喷头802的内部，打印材料6滑动连接在打印喷头802的内部。
37.通过采用上述技术方案，传统的3d打印机将电机等电子元件放置在3d打印机的内部，使的电机长时间处于高温的环境中，而高温环境则会对电机造成侵蚀减少电机的使用寿命，同时3d打印机的打印头5的冷却方式也仅仅是采用风扇冷却的方式，这种冷却方式效率并不高，常常使得打印头5损坏，需要频繁的更换打印头5，造成不必要的浪费，因此本发明通过设置挤压传动机构7与冷却机构8，利用挤压机上的电机二701的输出轴702转动带动齿轮一703，进而带动齿轮二706从动，而齿轮二706与挤压轮一705是固定连接的，所以齿轮二706的转动使的挤压轮一705进行转动，挤压轮一705配合挤压轮二709在弹簧一710的弹性形变拉动支撑杆708使挤压轮二709配合挤压轮一705对打印材料6进行夹持，挤压轮一705则对打印材料6进行传动，使打印材料6随着挤压轮一705的转动向下滑动，持续进料，同时输出轴702外表面偏心安装的传动盘711则随着输出轴702的转动进行转动，因为传动盘711是偏心安装的，所以传动盘711转动则会通过传动轮714拉动推杆713进行往复运动，而推杆713的往复运动则带动活塞715在活塞套筒717内进行活塞运动，从而从活塞套筒717设置的单向进气阀吸入气体后进行压缩从单向出气阀排入涡流管718的内部，压缩气体进入涡流管718的内部后被分流成热气与冷气，冷气经冷气管719进入内腔803内部的冷却管804之中，对打印头5进行冷却热交换后排入输送管805，此时排入输送管805的气体则变成了热气，通过上述技术方案，本发明将挤压机与单臂传动机构4上的电机一41与电机二701设置在打印机的外部，避免了电机长时间处于高温环境，增加了电机使用寿命，同时利用挤压传动机构7输送过来的冷气对打印头5进行冷却降温，防止打印头5温度过高造成损毁，同时与打印头5热交换冷却的气体输送至恒温机构9中，对打印头5产生的余热加以利用，相对节约了能源，提升了本发明对能源的利用率。
38.具体的，如图4、图8与图9所示，恒温机构9包括顶板3与打印台2之间固定安装的储热套筒一901与储热套筒二902，储热套筒一901与储热套筒二902设置在外壳1的内部左端，储热套筒一901的上端面开设有进气口一903，热气管720通过进气口一903与储热套筒一901相互连通，储热套筒二902的上端面开设有进气口二904，输送管805通过进气口二904与储热套筒二902相互连通，储热套筒一901与储热套筒二902的外表面右端均连通设有喷气口905，输送管805与冷气管719位于外壳1的内部部分均为橡胶伸缩材料，冷却管804为铜制管，喷气口905的内部设置有温控阀门，喷气口905设置有多组，多组喷气口905的前端均呈扁平状设置，并偏转角度与清洁机构10对应。
39.通过采用上述技术方案，传统的3d打印机将加热板设置在打印台2底部虽然能够将打印台2的表面达到预设温度，但是对于立体结构较强的产品，随着模型打印层数的增加其远离打印台2的部分无法有效控制温度，仍存在因热胀冷缩产生的质量问题目，而且打印过程中底层温度变化导致材料急剧收缩产生拉应力，导致在打印层时各部分的收缩速率不一致产生翘边，影响打印精度，因此本发明通过设置恒温机构9，挤压传动机构7产生热气排入热气管720经进气口一903进去储热套筒一901的内部，冷却机构8热交换产生的热气排入输送管805经进气口二904排入储热套筒二902的内部，通过储热套筒一901与储热套筒二902内部设置的温控阀门进行控制调节经喷气口905排入外壳1的内部，使得外壳1的内部任何地方始终保持打印物品所需要的温度，同时恒温机构9从喷气口905进喷气的时候将打印时产生的漂浮废屑吹向清洁机构10，因为储热套筒一901与储热套筒二902所设置的喷气口905均偏转一定角度对应清洁机构10，通过上述技术方案，使打印机的内部空间始终保持恒温，避免了因为打印机内部空间温度不均匀而造成残次品的发生。
40.具体的，如图1、图8与图9所示，清洁机构10包括螺纹杆42顶端固定安装的齿轮三101，齿轮三101的后端啮合有齿轮四102，外壳1的内部右端设置有往复丝杆103，往复丝杆103贯穿外壳1并与固定连接在齿轮四102的下端面，往复丝杆103的外表面螺旋连接有套筒二104，套筒二104外表面右端固定连接有呈弧形设置的清洁刮刀105，外壳1的内部右端固定安装有呈弧形设置的挡板106，挡板106固定安装在打印台2与顶板3之间，打印台2的上端面开设有出料口107，清洁刮刀105滑动连接在挡板106的左端面，出料口107设置在挡板106的左端面下端，外壳1的外表面下端设置有储料盒108，储料盒108设置在出料口107的下端。
41.通过采用上述技术方案，传染的3d打印机对打印时产生的细小废屑并不在意，然而，这些细小废屑往往会混合进刚刚熔化的打印材料6之中，使得打印材料6内部结构出现分层，非常容易断裂，造成残次品的发生，因此本发明通过设置清洁机构10，配合恒温机构9将吹过来的细小废屑粘黏在挡板106的外表面，挡板106对应喷气口905的一面设置有粘黏层，使得废屑聚集在挡板106的外表面，接着，在打印机打印时，单臂传动机构4中的电机一41进行转动带动螺纹杆42转动，进而使得螺纹杆42顶部固定安装的齿轮三101进行转动，从而使与齿轮三101啮合的齿轮四102发生转动，齿轮四102转动带动底部固定安装的往复丝杆103进行转动，螺纹杆42转动则使螺纹杆42外表面螺旋传动的套筒二104携带清洁刮刀105进行下降，清洁刮刀105紧贴挡板106设置，从而会将挡板106外表面粘黏的废屑进行刮除，经出料口107落入储料盒108之中，即可完成清洁工作，通过上述技术方案，清洁机构10配合恒温机构9在对打印机内部喷入热气的同时，能够将打印机在打印时产生的废屑与废料吹向挡板106，挡板106将废屑粘黏在外表面配合单臂传动机构4的传动使清洁刮刀105将废屑清除至出料口107落入储料盒108之中，避免因打印时产生废屑而影响打印效果。
42.工作原理：本发明通过设置挤压传动机构7与冷却机构8，利用挤压机上的电机二701的输出轴702转动带动齿轮一703，进而带动齿轮二706从动，而齿轮二706与挤压轮一705是固定连接的，所以齿轮二706的转动使的挤压轮一705进行转动，挤压轮一705配合挤压轮二709在弹簧一710的弹性形变拉动支撑杆708使挤压轮二709配合挤压轮一705对打印材料6进行夹持，挤压轮一705则对打印材料6进行传动，使打印材料6随着挤压轮一705的转动向下滑动，持续进料，同时输出轴702外表面偏心安装的传动盘711则随着输出轴702的转动进行转动，因为传动盘711是偏心安装的，所以传动盘711转动则会通过传动轮714拉动推
杆713进行往复运动，而推杆713的往复运动则带动活塞715在活塞套筒717内进行活塞运动，从而从活塞套筒717设置的单向进气阀吸入气体后进行压缩从单向出气阀排入涡流管718的内部，压缩气体进入涡流管718的内部后被分流成热气与冷气，冷气经冷气管719进入内腔803内部的冷却管804之中，对打印头5进行冷却热交换后排入输送管805，此时排入输送管805的气体则变成了热气，通过设置恒温机构9，挤压传动机构7产生热气排入热气管720经进气口一903进去储热套筒一901的内部，冷却机构8热交换产生的热气排入输送管805经进气口二904排入储热套筒二902的内部，通过储热套筒一901与储热套筒二902内部设置的温控阀门进行控制调节经喷气口905排入外壳1的内部，使得外壳1的内部任何地方始终保持打印物品所需要的温度，同时恒温机构9从喷气口905进喷气的时候将打印时产生的漂浮废屑吹向清洁机构10，因为储热套筒一901与储热套筒二902所设置的喷气口905均偏转一定角度对应清洁机构10，通过设置清洁机构10，配合恒温机构9将吹过来的细小废屑粘黏在挡板106的外表面，挡板106对应喷气口905的一面设置有粘黏层，使得废屑聚集在挡板106的外表面，接着，在打印机打印时，单臂传动机构4中的电机一41进行转动带动螺纹杆42转动，进而使得螺纹杆42顶部固定安装的齿轮三101进行转动，从而使与齿轮三101啮合的齿轮四102发生转动，齿轮四102转动带动底部固定安装的往复丝杆103进行转动，螺纹杆42转动则使螺纹杆42外表面螺旋传动的套筒二104携带清洁刮刀105进行下降，清洁刮刀105紧贴挡板106设置，从而会将挡板106外表面粘黏的废屑进行刮除，经出料口107落入储料盒108之中，即可完成清洁工作。
43.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。