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1、(10)申请公布号 CN 103640220 A (43)申请公布日 2014.03.19 CN 103640220 A (21)申请号 201310687507.4 (22)申请日 2013.12.17 B29C 67/00(2006.01) (71)申请人 舟山市定海区巨洋技术开发有限公 司 地址 316000 浙江省舟山市定海区兴舟大道 157 号 (72)发明人 薛莉莉 方懂平 (54) 发明名称 新型 3D 数控打印制造设备 (57) 摘要 新型 3D 数控打印制造设备， 属于数控设备领 域， 包括机架、 Z 轴机构、 Y 轴机构、 X 轴机构、 打印 机头、 叉架、 底板、 调平机。
2、构和控制系统， 所述机架 两侧安装有 Z 轴机构， 两侧 Z 轴机构之间安装有 X 轴机构， Z 轴机构下部安装有 Y 轴机构， Z 轴机构、 Y 轴机构、 X 轴机构三者联动工作构成了三维立体 打印的运动主体， 机架下方通过调平机构安装有 底板， X 轴机构上安装有打印机头， 打印机头下部 安装有叉架。本设备可有效保护打印头和实现良 好的打印效果， 并支持中间停顿工作， 而且工作起 来更为稳定精度更高。 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页 说明书 2 页 附图 3 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书1页 说明书2页 附图3页 (10)申请公布号。
3、 CN 103640220 A CN 103640220 A 1/1 页 2 1. 新型 3D 数控打印制造设备， 包括机架 （1） 、 Z 轴机构 （2） 、 Y 轴机构 （3） 、 X 轴机构 （4） 、 打印机头 （5） 、 叉架 （6） 、 底板 （7） 、 调平机构 （8） 和控制系统 （9） ， 其特征是 ： 所述机架 （1） 两 侧安装有 Z 轴机构 （2） ， 两侧 Z 轴机构 （2） 之间安装有 X 轴机构 （4） ， Z 轴机构 （2） 下部安装 有 Y 轴机构 （3） ， Z 轴机构 （2） 、 Y 轴机构 （3） 、 X 轴机构 （4） 三者联动工作构成了三维立体打 印。
4、的运动主体， 机架 （1） 下方通过调平机构 （8） 安装有底板 （7） ， X 轴机构 （4） 上安装有打印 机头 （5） ， 打印机头 （5） 下部安装有叉架 （6） 。 2. 根据权利要求 1 所述的新型 3D 数控打印制造设备， 其特征是 ： 所述控制系统 （9） 与 叉架 （6） 、 调平机构 （8） 、 Z 轴机构 （2） 、 Y 轴机构 （3） 、 X 轴机构 （4） 、 打印机头 （5） 上的电气元 件相连接。 3. 根据权利要求 1 所述的新型 3D 数控打印制造设备， 其特征是 ： 所述叉架 （6） 的四个 角上安装有激光测距模块。 4. 根据权利要求 1 所述的新型 3D。
5、 数控打印制造设备， 其特征是 ： 所述打印机头 （5） 为 重力感应式， 其能绕 X 轴机构 （4） 上的 X 轴自由转动， 打印机头 （5） 下部设有挤出头 （12） ， 其头部呈圆弧形， 打印机头 （5） 旁设有半导体制冷加热片 （10） ， 半导体制冷加热片 （10） 上 设有记忆合金弹片 （11） ， 不工作时记忆合金弹片 （11） 紧贴挤出头 （12） ， 起到一个保护的作 用， 一旦通过半导体制冷加热片 （10） 加热记忆合金弹片 （11） 会自动向右转动 90 度从而脱 离挤出头 （12） 。 5. 根据权利要求 1 所述的新型 3D 数控打印制造设备， 其特征是 ： 所述调平。
6、机构 （8） 由 U 型弹片 （13） 、 减速电机 （14） 和尼龙绳 （15） 构成， U 型弹片 （13） 下部安装有减速电机 （14） ， 尼龙绳 （15） 一端安装在 U 型弹片 （13） 上部， 另一端穿过 U 型弹片 （13） 下部并与减速电机 （14） 的转轴相连接， 调平机构 （8） 用于配合叉架 （6） 实现对底板 （7） 的水平调节。 6. 根据权利要求 1 所述的新型 3D 数控打印制造设备， 其特征是 ： 所述机架 （1） 呈长方 体框架结构。 权 利 要 求 书 CN 103640220 A 2 1/2 页 3 新型 3D 数控打印制造设备 技术领域 0001 本发。
7、明涉及新型 3D 数控打印制造设备， 属于数控设备领域。 背景技术 0002 3D 数控技术使传统的制造业发生根本性变革， 各工业发达国家投入巨资， 对现代 数控制造技术进行研究开发， 它集微电子、 计算机、 信息处理、 自动检测、 自动控制等高新技 术于一体， 具有高精度、 高效率、 柔性自动化等特点， 对制造业实现柔性自动化、 集成化、 智 能化起着举足轻重的作用。2012 年 3 月， 为重振美国经济和美国制造， 奥巴马总统提出建 设全美制造业创新网络计划， 并将 3D 打印确定为方向之一。美国 时代 （TIME） 周刊也将 3D 打印列为 “美国十大增长最快的工业” 。中国也于 201。
8、2 年 10 月成立了中国 3D 打印技术 产业联盟。各国政府对于 3D 打印技术的认知使得在全球范围内迅速形成了 3D 打印技术的 发展热潮。但目前的 3D 打印设备的打印头都是固定式的， 经常会因为误操作而遭到破坏性 的损坏， 而且其打印台的水平调平都需要人工， 因此相当不方便而且耗时长， 目前是一个急 需解决的问题。 发明内容 0003 本发明的目的是提供新型 3D 数控打印制造设备。 0004 本发明要解决的是现有 3D 打印设备容易损坏打印头及调平麻烦的不足。 0005 新型 3D 数控打印制造设备， 包括机架、 Z 轴机构、 Y 轴机构、 X 轴机构、 打印机头、 叉 架、 底板、。
9、 调平机构和控制系统， 所述机架两侧安装有 Z 轴机构， 两侧 Z 轴机构之间安装有 X 轴机构， Z 轴机构下部安装有 Y 轴机构， Z 轴机构、 Y 轴机构、 X 轴机构三者联动工作构成了三 维立体打印的运动主体， 机架下方通过调平机构安装有底板， X 轴机构上安装有打印机头， 打印机头下部安装有叉架。 0006 所述控制系统与叉架、 调平机构、 Z 轴机构、 Y 轴机构、 X 轴机构、 打印机头上的电气 元件相连接。 0007 所述叉架的四个角上安装有激光测距模块。 0008 所述打印机头为重力感应式， 其能绕X轴机构上的X轴自由转动， 打印机头下部设 有挤出头， 其头部呈圆弧形， 打印。
10、机头旁设有半导体制冷加热片， 半导体制冷加热片上设有 记忆合金弹片， 不工作时记忆合金弹片紧贴挤出头， 起到一个保护的作用， 一旦通过半导体 制冷加热片加热记忆合金弹片会自动向右转动 90 度从而脱离挤出头。 0009 所述调平机构由 U 型弹片、 减速电机和尼龙绳构成， U 型弹片下部安装有减速电 机， 尼龙绳一端安装在 U 型弹片上部， 另一端穿过 U 型弹片下部并与减速电机的转轴相连 接， 调平机构用于配合叉架实现对底板的水平调节。 0010 所述机架呈长方体框架结构。 0011 本发明的优点 ： 采用本设备的结构特征， 可有效保护打印头和实现良好的打印效 果， 并支持中间停顿工作， 而。
11、且工作起来更为稳定精度更高， 应具有广阔的市场空间。 说 明 书 CN 103640220 A 3 2/2 页 4 附图说明 0012 图 1 是本发明新型 3D 数控打印制造设备的结构示意图 ； 图 2 是打印机头的放大示意图 ； 图 3 是调平机构的放大示意图 ； 图中 ： 1、 机架 2、 Z 轴机构 3、 Y 轴机构 4、 X 轴机构 5、 打印机头 6、 叉 架 7、 底板 8、 调平机构 9、 控制系统 10、 半导体制冷加热片 11、 记忆合金弹片 12、 挤出头 13、 U 型弹片 14、 减速电机 15、 尼龙绳。 具体实施方式 0013 下面结合附图及实施例对本发明作进一步。
12、的说明。 0014 新型 3D 数控打印制造设备， 包括机架 1、 Z 轴机构 2、 Y 轴机构 3、 X 轴机构 4、 打印 机头 5、 叉架 6、 底板 7、 调平机构 8 和控制系统 9， 所述机架 1 两侧安装有 Z 轴机构 2， 两侧 Z 轴机构 2 之间安装有 X 轴机构 4， Z 轴机构 2 下部安装有 Y 轴机构 3， Z 轴机构 2、 Y 轴机构 3、 X 轴机构 4 三者联动工作构成了三维立体打印的运动主体， 均为光轴丝杠结构， 机架 1 下 方通过调平机构 8 安装有底板 7， X 轴机构 4 上安装有打印机头 5， 打印机头 5 下部安装有 叉架 6。 0015 所述控。
13、制系统9为MEGA系列arduino控制器为主要控制元件， 其与叉架6、 调平机 构 8、 Z 轴机构 2、 Y 轴机构 3、 X 轴机构 4、 打印机头 5 上的电气元件相连接。 0016 所述叉架 6 的四个角上安装有激光测距模块， 用于测量与底板 7 是否相平行。 0017 所述打印机头 5 为重力感应式， 其能绕 X 轴机构 4 上的 X 轴自由转动， 可有效防止 打印机头5因误操作与底板7大扭矩接触而报废， 打印机头5下部设有挤出头12， 其头部呈 圆弧形， 打印机头 5 旁设有半导体制冷加热片 10， 半导体制冷加热片 10 上设有记忆合金弹 片 11， 不工作时记忆合金弹片 11。
14、 紧贴挤出头 12， 起到一个保护的作用， 一旦通过半导体制 冷加热片10加热记忆合金弹片11会自动向右转动90度从而脱离挤出头12， 而且在打印中 途停止后可迅速封闭挤出头 12， 防止液体流出， 从而保证后期的打印质量具有重要意义， 记 忆合金弹片 11 呈 L 型。 0018 所述调平机构 8 由 U 型弹片 13、 减速电机 14 和尼龙绳 15 构成， U 型弹片 13 下部 安装有减速电机 14， 尼龙绳 15 一端安装在 U 型弹片 13 上部， 另一端穿过 U 型弹片 13 下部 并与减速电机 14 的转轴相连接， 调平机构 8 用于配合叉架 6 实现对底板 7 的水平调节 ；。
15、 叉 架6的四个角上安装有激光测距模块， 如果测量到底板7的距离不相等， 就会通过控制系统 9 驱动减速电机 14 转动， 拉动尼龙绳 15 直到水平 ； 采用尼龙绳 15 可有效保护减速电机 14 因意外而过载， 过载时尼龙绳 15 会先断从而保护减速电机 14。 0019 所述机架 1 呈长方体框架结构， 具有良好的结构强度。 0020 本发明的使用方法 ： 当需要打印零部件时， 通过控制系统9驱动调平机构8配合叉 架 6 实现对底板 7 的水平调节， 然后半导体制冷加热片 10 就可以对记忆合金弹片 11 加热 使其右转离开挤出头12就可以打印了， 如碰到硬性障碍物打印机头5会因过载力大而自动 转动， 从而保护其不被损坏， 而且在打印中途停止后可迅速封闭挤出头 12， 防止液体流出， 从而保证后期的打印质量， 因此打印效果好。 说 明 书 CN 103640220 A 4 1/3 页 5 图 1 说 明 书 附 图 CN 103640220 A 5 2/3 页 6 图 2 说 明 书 附 图 CN 103640220 A 6 3/3 页 7 图 3 说 明 书 附 图 CN 103640220 A 7 。