一种3D金属打印机论文和设计-徐艳

全文摘要

本实用新型公开了一种3D金属打印机，包括底板，所述底板内设有空腔，所述空腔内设有升降装置，所述底板的上端四角均固定有竖板，同一侧的两个竖板为一组，同一组的两个竖板的上端共同固定有连接板，两个连接板的相对侧壁之间共同固定有两个承载板，两个连接板的上端两侧均固定有支撑板，四个支撑板的上端共同固定有安装架，四个支撑板的相对侧壁上均设有第一滑槽。本实用新型通过对3D金属打印机的改进，解决了打印机不能根据打印需要进行双向调节的问题，通过双向调节可以适用于更多规格的物品打印，提高了实用性，并通过加压加热机构和导热温控机构提高了打印质量，节省了时间，降低了成本，方便使用。

主设计要求

1.一种3D金属打印机，包括底板(1)，其特征在于：所述底板(1)内设有空腔，所述空腔内设有升降装置，所述底板(1)的上端四角均固定有竖板(2)，同一侧的两个竖板(2)为一组，同一组的两个竖板(2)的上端共同固定有连接板(5)，两个连接板(5)的相对侧壁之间共同固定有两个承载板(26)，两个连接板(5)的上端两侧均固定有支撑板(11)，四个支撑板(11)的上端共同固定有安装架(9)，四个支撑板(11)的相对侧壁上均设有第一滑槽(18)，所述第一滑槽(18)内安装有第一滑块(20)，所述第一滑槽(18)内的一端侧壁上安装有电动伸缩杆(21)，四个电动伸缩杆(21)的上端分别固定在四个第一滑块(20)的下端，同一侧的两个第一滑块(20)为一组，同一组的两个第一滑块(20)的相对侧壁之间共同固定有限位板(28)，两个限位板(28)上均设有第二滑槽(27)，所述第二滑槽(27)内安装有第二滑块(22)，两个第二滑块(22)的上端均固定有固定块(24)，四个第二滑块(22)之间设有第一调节装置，两个固定块(24)之间设有第二调节装置。

设计方案

2.根据权利要求1所述的一种3D金属打印机，其特征在于，所述第一调节装置包括固定在其中一组内的其中一个第二滑块(22)侧壁上的安装箱，所述安装箱内的一端侧壁上安装有第三伺服电机(19)，所述第三伺服电机(19)的输出轴末端固定有一个第三螺杆(25)，所述该第三螺杆(25)的一端贯穿安装箱内的一端侧壁并延伸至安装箱的一侧，另外一组内的其中一个第二滑块(22)上转动连接有另一个第三螺杆(25)，其中两个第二滑槽(27)内的一端侧壁上均设有开口(30)，两个第三螺杆(25)的一端分别贯穿同一组内的另外一个第二滑块(22)和一个开口(30)并延伸至支撑板(11)的一侧，两个第三螺杆(25)上均固定有转动轮(29)，两个转动轮(29)之间通过传动带(17)传动连接，两个固定块(24)分别螺纹套接在两个第三螺杆(25)上。

3.根据权利要求1所述的一种3D金属打印机，其特征在于，所述第二调节装置包括固定在两个固定块(24)相对侧壁之间的限位杆(10)，所述限位杆(10)上滑动套接有移动块(13)，其中一个固定块(24)的一侧固定有保护箱(7)，所述保护箱(7)内的一端侧壁上安装有第二伺服电机(6)，所述第二伺服电机(6)的输出轴末端固定有第一螺杆(12)，所述第一螺杆(12)的一端依次贯穿保护箱(7)和该固定块(24)的侧壁并转动连接在另一个固定块(24)的一端侧壁上，所述移动块(13)螺纹套接在第一螺杆(12)上，所述移动块(13)的下端安装有机体(8)，所述机体(8)下端安装有机针(23)。

4.根据权利要求1所述的一种3D金属打印机，其特征在于，所述升降装置包括固定在空腔内顶部的放置箱，所述放置箱内的一端侧壁上安装有第一伺服电机(3)，所述第一伺服电机(3)的输出轴末端固定有转动杆，所述转动杆的一端贯穿放置箱内的一端侧壁并转动连接在空腔内的底部，所述转动杆上固定套装有第一齿轮(14)，所述空腔内的底部转动连接有四个第二螺杆(15)，四个第二螺杆(15)上均固定套装有第二齿轮(16)，且四个第二齿轮(16)均与第一齿轮(14)相互啮合，四个第二螺杆(15)的一端贯穿空腔内的顶部并延伸至底板(1)的上端，四个第二螺杆(15)的上端分别转动连接在两个连接板(5)的下端，四个第二螺杆(15)上共同螺纹套接有移动板(4)。

5.根据权利要求3所述的一种3D金属打印机，其特征在于，所述机体(8)内设有加压加热机构和导热温控机构。

6.根据权利要求4所述的一种3D金属打印机，其特征在于，所述移动板(4)内设有模具温控机构。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种3D金属打印机。

背景技术

3D打印，又称三维打印，是快速成形技术的一种，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过一层又一层的多层打印方式，构造零件。该技术用于模具制造、工业设计甚至产品制造，一些高价值应用(如髋关节或牙齿、飞机零部件)己经有打印而成的零部件出现。

最普遍的3D打印技术是SLS、FDM和SLA。其中SLS和FDM是利用融化或软化原材料来生产层叠物。3D打印技术可以使用很多种材料，如ABS塑料、PLA、尼龙、玻璃填充聚胺、光固化材料、银、钛、钢、蜡、干膜和聚碳酸酯。FDM为熔融挤出成型技术，材料通过加热器在喷头内被加热融化，喷头沿零件截面轮廓和填充轨迹运动，同时将半流动状态的材料按CAD分层数据控制的路径挤出并沉积在指定的位置凝固成形，并与周围的材料粘结，层层堆积成型。SLS是选择性激光烧结技术，将粉末状金属预铺在工作台上，激光头沿着零件截面轮廓运动，逐层熔化金属粉末，堆积结晶为固态零件结构。SLA技术则是液槽中盛满液态光固化树脂，激光束在扫描偏转镜作用下按照截面轨迹在树脂上扫描，光束照射到的地方树脂就固化得到三维实体模型。

但是，现有的3D打印机不能根据打印需要进行双向调节，导致不能适用于多种规格的物品打印，从而降低了打印效率，更不能在打印过程中对模具进行加热并温控，导致打印质量低下，为此，我们提出一种3D金属打印机来解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种3D金属打印机。

为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

一种3D金属打印机，包括底板，所述底板内设有空腔，所述空腔内设有升降装置，所述底板的上端四角均固定有竖板，同一侧的两个竖板为一组，同一组的两个竖板的上端共同固定有连接板，两个连接板的相对侧壁之间共同固定有两个承载板，两个连接板的上端两侧均固定有支撑板，四个支撑板的上端共同固定有安装架，四个支撑板的相对侧壁上均设有第一滑槽，所述第一滑槽内安装有第一滑块，所述第一滑槽内的一端侧壁上安装有电动伸缩杆，四个电动伸缩杆的上端分别固定在四个第一滑块的下端，同一侧的两个第一滑块为一组，同一组的两个第一滑块的相对侧壁之间共同固定有限位板，两个限位板上均设有第二滑槽，所述第二滑槽内安装有第二滑块，两个第二滑块的上端均固定有固定块，四个第二滑块之间设有第一调节装置，两个固定块之间设有第二调节装置。

优选地，所述第一调节装置包括固定在其中一组内的其中一个第二滑块侧壁上的安装箱，所述安装箱内的一端侧壁上安装有第三伺服电机，所述第三伺服电机的输出轴末端固定有一个第三螺杆，所述该第三螺杆的一端贯穿安装箱内的一端侧壁并延伸至安装箱的一侧，另外一组内的其中一个第二滑块上转动连接有另一个第三螺杆，其中两个第二滑槽内的一端侧壁上均设有开口，两个第三螺杆的一端分别贯穿同一组内的另外一个第二滑块和一个开口并延伸至支撑板的一侧，两个第三螺杆上均固定有转动轮，两个转动轮之间通过传动带传动连接，两个固定块分别螺纹套接在两个第三螺杆上。

优选地，所述第二调节装置包括固定在两个固定块相对侧壁之间的限位杆，所述限位杆上滑动套接有移动块，其中一个固定块的一侧固定有保护箱，所述保护箱内的一端侧壁上安装有第二伺服电机，所述第二伺服电机的输出轴末端固定有第一螺杆，所述第一螺杆的一端依次贯穿保护箱和该固定块的侧壁并转动连接在另一个固定块的一端侧壁上，所述移动块螺纹套接在第一螺杆上，所述移动块的下端安装有机体，所述机体下端安装有机针。

优选地，所述升降装置包括固定在空腔内顶部的放置箱，所述放置箱内的一端侧壁上安装有第一伺服电机，所述第一伺服电机的输出轴末端固定有转动杆，所述转动杆的一端贯穿放置箱内的一端侧壁并转动连接在空腔内的底部，所述转动杆上固定套装有第一齿轮，所述空腔内的底部转动连接有四个第二螺杆，四个第二螺杆上均固定套装有第二齿轮，且四个第二齿轮均与第一齿轮相互啮合，四个第二螺杆的一端贯穿空腔内的顶部并延伸至底板的上端，四个第二螺杆的上端分别转动连接在两个连接板的下端，四个第二螺杆上共同螺纹套接有移动板。

优选地，所述机体内设有加压加热机构和导热温控机构。

优选地，所述移动板内设有模具温控机构。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

1、通过第一伺服电机、两个齿轮、第二螺杆、移动板、电动伸缩杆和限位板的配合，使用第一伺服电机带动移动板升降，解决了打印机不能根据打印需要进行双向调节的问题，实现了可以适用于更多规格物品打印的目的，提高了实用性，方便使用；

2、通过机身、机针、加压加热机构和导热温控机构的配合，使用加压加热机构对机针进行加热并控温，解决了打印机打印效果差的问题，实现了快速成型，提高打印质量的目的，节省了时间，降低了成本。

综上所述，本实用新型解决了打印机不能根据打印需要进行双向调节的问题，通过双向调节可以适用于更多规格的物品打印，提高了实用性，并通过加压加热机构和导热温控机构提高了打印质量，节省了时间，降低了成本，方便使用。

附图说明

图1为本实用新型提出的一种3D金属打印机的内部结构示意图；

图2为本实用新型提出的一种3D金属打印机限位板的结构示意图；

图3为本实用新型提出的一种3D金属打印机移动板的结构示意图；

图4为本实用新型提出的一种3D金属打印机的A处结构放大图。

图中：1底板、2竖板、3第一伺服电机、4移动板、5连接板、6第二伺服电机、7保护箱、8机体、9安装架、10限位杆、11支撑板、12第一螺杆、13移动块、14第一齿轮、15第二螺杆、16第二齿轮、17传动带、18第一滑槽、19第三伺服电机、20第一滑块、21电动伸缩杆、22第二滑块、23机针、24固定块、25第三螺杆、26承载板、27第二滑槽、28限位板、29转动轮、30开口。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-4，一种3D金属打印机，包括底板1，底板1内设有空腔，空腔内设有升降装置，方便调节，底板1的上端四角均固定有竖板2，同一侧的两个竖板2为一组，同一组的两个竖板2的上端共同固定有连接板5，方便连接和安装，两个连接板5的相对侧壁之间共同固定有两个承载板26，提高了稳定性，两个连接板5的上端两侧均固定有支撑板11，四个支撑板11的上端共同固定有安装架9，通过连接板5和承载板26提高了打印机运行廊桥的稳定性；

四个支撑板11的相对侧壁上均设有第一滑槽18，第一滑槽18内安装有第一滑块20，第一滑槽18内的一端侧壁上安装有电动伸缩杆21，方便升降调节，四个电动伸缩杆21的上端分别固定在四个第一滑块20的下端，同一侧的两个第一滑块20为一组，同一组的两个第一滑块20的相对侧壁之间共同固定有限位板28，两个限位板28上均设有第二滑槽27，第二滑槽27内安装有第二滑块22，方便滑动，降低移动时的阻力，两个第二滑块22的上端均固定有固定块24，使用四个电动伸缩杆21推动两个限位板28移动，从而带动四个第一滑块20在第一滑槽18内移动，继而带动第三伺服电机19、固定块24和第三螺杆25上下移动，四个第二滑块22之间设有第一调节装置，两个固定块24之间设有第二调节装置，通过电动伸缩杆21和限位板28方便进行机体8的调节，提高了打印效率。

本实用新型中，第一调节装置包括固定在其中一组内的其中一个第二滑块22侧壁上的安装箱，安装箱内的一端侧壁上安装有第三伺服电机19，提供稳定的动力，第三伺服电机19的输出轴末端固定有一个第三螺杆25，该第三螺杆25的一端贯穿安装箱内的一端侧壁并延伸至安装箱的一侧，另外一组内的其中一个第二滑块22上转动连接有另一个第三螺杆25，其中两个第二滑槽27内的一端侧壁上均设有开口30，方便第三螺杆25移动，两个第三螺杆25的一端分别贯穿同一组内的另外一个第二滑块22和一个开口30并延伸至支撑板11的一侧，两个第三螺杆25上均固定有转动轮29，两个转动轮29之间通过传动带17传动连接，两个固定块24分别螺纹套接在两个第三螺杆25上，使用第三伺服电机19带动其中一个第三螺杆25转动，从而通过转动轮29和传动带17带动另一个第三螺杆25转动，继而带动螺纹套接在两个第三螺杆25上的两个固定块24同步移动，通过转动轮29和传动带17，实现了两个第三螺杆25同步转动，方便使用。

本实用新型中，第二调节装置包括固定在两个固定块24相对侧壁之间的限位杆10，限位杆10上滑动套接有移动块13，方便移动，其中一个固定块24的一侧固定有保护箱7，保护箱7内的一端侧壁上安装有第二伺服电机6，可以进行正转和反转，第二伺服电机6的输出轴末端固定有第一螺杆12，第一螺杆12的一端依次贯穿保护箱7和该固定块24的侧壁并转动连接在另一个固定块24的一端侧壁上，移动块13螺纹套接在第一螺杆12上，移动块13的下端安装有机体8，机体8内设有加压加热机构和导热温控机构，方便控制机针23的温度，机体8下端安装有机针23，使用安装在其中一个固定块24一侧的第二伺服电机6带动第一螺杆12转动，从而带动螺纹套接在第一螺杆12上的移动块13在第一螺杆12和限位杆10上移动，继而带动机体8和机针23移动，并通过机体8内的加压与加热结构和导热温控机构对机针23进行温度控制，使用设置在移动板4内的模具温控机构对模具进行温度控制，提高了打印质量，通过第二伺服电机6方便机体8和机针23移动，方便进行快速打印。

本实用新型中，升降装置包括固定在空腔内顶部的放置箱，放置箱内的一端侧壁上安装有第一伺服电机3，第一伺服电机3的输出轴末端固定有转动杆，方便转动，转动杆的一端贯穿放置箱内的一端侧壁并转动连接在空腔内的底部，转动杆上固定套装有第一齿轮14，空腔内的底部转动连接有四个第二螺杆15，四个第二螺杆15上均固定套装有第二齿轮16，且四个第二齿轮16均与第一齿轮14相互啮合，带动四个第二齿轮16同步转动，四个第二螺杆15的一端贯穿空腔内的顶部并延伸至底板1的上端，四个第二螺杆15的上端分别转动连接在两个连接板5的下端，四个第二螺杆15上共同螺纹套接有移动板4，通过第一伺服电机3带动第一齿轮14转动，从而带动四个第二齿轮16同步转动，继而带动转动连接在空腔内底部的第二螺杆15转动，进而带动移动板4上下升降到合适位置，移动板4内设有模具温控机构，通过四个第二齿轮16和第二螺杆15方便对移动板4进行调节，可以适用于不同规格的物品打印。

本实用新型中，在使用时，通过第一伺服电机3带动第一齿轮14转动，从而带动四个第二齿轮16同步转动，继而带动转动连接在空腔内底部的第二螺杆15转动，进而带动移动板4上下升降到合适位置，打印时，使用四个电动伸缩杆21推动两个限位板28移动，从而带动四个第一滑块20在第一滑槽18内移动，继而带动第三伺服电机19、固定块24和第三螺杆25上下移动，使用第三伺服电机19带动其中一个第三螺杆25转动，从而通过转动轮29和传动带17带动另一个第三螺杆25转动，继而带动螺纹套接在两个第三螺杆25上的两个固定块24同步移动，使用安装在其中一个固定块24一侧的第二伺服电机6带动第一螺杆12转动，从而带动螺纹套接在第一螺杆12上的移动块13在第一螺杆12和限位杆10上移动，继而带动机体8和机针23移动，并通过机体8内的加压与加热结构和导热温控机构对机针23进行温度控制，使用设置在移动板4内的模具温控机构对模具进行温度控制，提高了打印质量，方便使用。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

设计图

一种3D金属打印机论文和设计

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