工业设计3D打印校准系统、使用方法及其3D打印机

摘要

本发明公开了工业设计3D打印校准系统、使用方法及其3D打印机，包括承台、喷头组件，所述承台通过三个固定杆固定连接有回形支架，所述回形支架与承台之间转动连接有第一丝杆，所述第一丝杆上旋合连接有滑动螺套，三个所述固定杆上均滑动连接有滑动套，所述滑动螺套固定连接有第一移动板，所述第一移动板底端固定连接有第二壳体，所述第二壳体底端固定连接有第二驱动电机，所述第二驱动电机的输出端传动连接有第一齿轮，所述第二壳体内腔滑动连接有第一齿条和第二齿条。本发明中，当第一齿轮转动时，四个第二丝杆转动方向相同，热床平台同步上升或下降，提高了调平的精度，避免了现有技术中手动调节带来的误差。

说明书

技术领域

本发明涉及3D打印技术技术领域，尤其涉及工业设计3D打印校准系统、使用方法及其3D打印机。

背景技术

3D打印技术因其优异于现有减法加工工艺的诸多优势而得到快速发展，而打印前喷头的精准校准过程是3D打印技术高稳定、高精度的重要前提。现有技术中，双喷头或多喷头的校准过程一般是人工校准配合软件控制校准，有时还需要喷头端固定配置相应校准元件，这些校准方法会出现误差，操作人员后续需要在软件控制程序中给予一个宽范围误差值或平均误差值作为补偿参数，而这里的宽范围误差值和平均误差值的设定均为操作人员的经验值，对操作人员的经验值要求较高，并且依然达不到精准的定制要求；此外，上述校准过程热床调平耗时较长，且较大程度增加了3D打印的成型时间；另外，现有技术中，在对喷头的归零操作中，喷头与平台的距离需要多次手动校准调节，操作繁琐且耗时进一步加长。即，现有3D打印机对于喷头的校准操作繁琐、耗时长且校准精度低。

发明内容

本发明的目的在于：为了解决上述的问题，而提出的工业设计3D打印校准系统、使用方法及其3D打印机。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

工业设计3D打印校准系统，包括承台、喷头组件，所述承台通过三个固定杆固定连接有回形支架，所述回形支架与承台之间转动连接有第一丝杆，所述第一丝杆上旋合连接有滑动螺套，三个所述固定杆上均滑动连接有滑动套，所述滑动螺套固定连接有第一移动板，所述第一移动板底端固定连接有第二壳体，所述第二壳体底端固定连接有第二驱动电机，所述第二驱动电机的输出端传动连接有第一齿轮，所述第二壳体内腔滑动连接有第一齿条和第二齿条，所述第二壳体上开设有与第一齿条和第二齿条相适配的活动孔，所述第二壳体内转动连接有对称设置的两个第二齿轮和两个第三齿轮，两个所述第二齿轮和两个第三齿轮均固定连接有第二丝杆，所述第二丝杆旋合连接有热床平台，所述回形支架底端固定连接有连接架，所述连接架固定连接有微动开关，所述回形支架顶端固定连接有第一壳体，所述第一壳体开设有凹槽，所述第一壳体顶端固定连接有第一驱动电机，所述第一驱动电机的输出端传动连接有蜗杆，所述蜗杆贯穿回形支架且与第一丝杆固定连接，所述凹槽内表壁固定连接有固定轴，所述固定轴上转动连接有与蜗杆啮合的蜗轮，所述蜗轮固定连接有第二锥齿轮，所述承台上转动连接有贯穿回形支架的转动杆，所述转动杆顶端固定连接有与第二锥齿轮啮合的第一锥齿轮，所述转动杆前端和后端均固定连接有限位块，所述转动杆上滑动连接有第一同步轮，所述第一同步轮与第一移动板转动连接，所述第一移动板上转动连接有第二同步轮，所述第一同步轮通过同步带与第二同步轮传动连接，所述第二同步轮固定连接有第三丝杆，所述第三丝杆上旋合连接有第二移动板，所述第一移动板固定连接有贯穿第二移动板的限位杆，所述第二移动板与微动开关抵接。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述热床平台与第一移动板之间通过弹簧弹性连接。

作为上述技术方案的进一步描述：

三个所述固定杆与第一丝杆为回字型分布。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述第一齿条和第二齿条双侧均设有齿牙。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述第二壳体内表壁上开设有与第一齿条和第二齿条相适配的限位槽。

作为上述技术方案的进一步描述：

所述热床平台上粘接有美工胶带。

作为上述技术方案的进一步描述：

工业设计3D打印校准系统的方法，包括以下步骤：

S1:首先对热床平台进行调平，打开第二驱动电机，第二驱动电机的输出端带动第一齿轮转动，第一齿轮顺时针转动带动第一齿条由右向左滑动，第二齿条由左向右滑动，第一齿条带动两个第二齿轮逆时针转动，第二齿条带动两个第三齿轮逆时针转动，其中与第二齿轮固接的第二丝杆与第三齿轮固接的第二丝杆螺纹旋向相同，当第一齿轮转动时，四个第二丝杆转动方向相同，热床平台同步上升或下降,进行调平；

S2:对喷头的归零，需要调节喷头组件与热床平台的距离，打开第一驱动电机，第一驱动电机的输出端带动蜗杆以及第一丝杆转动，第一丝杆带动第一移动板和滑动套沿着固定杆在竖直方向上向靠近回形支架一侧移动，蜗杆带动蜗轮转动，蜗轮带动第二锥齿轮转动，第二锥齿轮带动第一锥齿轮转动，第一锥齿轮带动转动杆转动，转动杆带动第一同步轮转动，第一同步轮通过同步带带动第二同步轮转动，第二同步轮带动第三丝杆转动，第三丝杆转动使得第二移动板沿着限位杆向下移动，当微动开关与第二移动板不抵接时，指示灯熄灭，则表示为喷头与热床平台位置已归零，此刻关闭第一驱动电机；

S3:需要打印模型时，控制第一驱动电机反转，则第一移动板向靠近承台一侧移动，第二移动板向远离热床平台一侧移动，且第一移动板与第二移动板移动距离相同，移动方向相反，可保证模型在打印过程中处于稳定，一旦在打印过程中出现乱丝，应立即关闭第一驱动电机暂停打印。

作为上述技术方案的进一步描述：

工业设计3D打印校准系统的3D打印机，包括承台、回形支架、固定杆、喷头组件以及用于驱动喷头组件进行X-Y方向移动的驱动装置。

综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

1、本发明中，首先对热床平台进行调平，打开第二驱动电机，第二驱动电机的输出端带动第一齿轮转动，由于第一齿条和第二齿条双侧均设有齿牙，第一齿轮与第一齿条啮合，第一齿轮与第二齿条啮合，两个第二齿轮与第一齿条啮合，两个第三齿轮与第二齿条啮合，第一齿轮顺时针转动带动第一齿条由右向左滑动，第二齿条由左向右滑动，第一齿条带动两个第二齿轮逆时针转动，第二齿条带动两个第三齿轮逆时针转动，其中与第二齿轮固接的第二丝杆与第三齿轮固接的第二丝杆螺纹旋向相同，当第一齿轮转动时，四个第二丝杆转动方向相同，热床平台同步上升或下降，提高了调平的精度，避免了现有技术中手动调节带来的误差。

2、本发明中，在对喷头的归零操作中，需要调节喷头组件与热床平台的距离，打开第一驱动电机，第一驱动电机的输出端带动蜗杆以及第一丝杆转动，第一丝杆带动第一移动板和滑动套沿着固定杆在竖直方向上向靠近回形支架一侧移动，蜗杆带动蜗轮转动，蜗轮带动第二锥齿轮转动，第二锥齿轮带动第一锥齿轮转动，第一锥齿轮带动转动杆转动，转动杆带动第一同步轮转动，第一同步轮通过同步带带动第二同步轮转动，第二同步轮带动第三丝杆转动，第三丝杆转动使得第二移动板沿着限位杆向下移动，当微动开关与第二移动板不抵接时，指示灯熄灭，则表示为喷头与热床平台位置已归零，实现了自动归零操作，避免了现有技术中手动校准调节操作繁琐且耗时进一步加长的问题。

附图说明

图1为本发明提出的工业设计3D打印校准系统、使用方法及其3D打印机的正视结构示意图；

图2为本发明提出的工业设计3D打印校准系统、使用方法及其3D打印机的侧视结构示意图；

图3为本发明提出的工业设计3D打印校准系统、使用方法及其3D打印机的第二壳体内部结构示意图；

图4为本发明提出的工业设计3D打印校准系统、使用方法及其3D打印机的图2的A局部放大结构示意图；

图5为本发明提出的工业设计3D打印校准系统、使用方法及其3D打印机的图2的B局部放大结构示意图；

图6为本发明提出的工业设计3D打印校准系统、使用方法及其3D打印机的第二壳体仰视结构示意图。

图例说明：

1、承台；2、第一丝杆；3、固定杆；4、回形支架；5、第一移动板；6、滑动螺套；7、第一壳体；8、第一驱动电机；9、凹槽；10、蜗杆；11、固定轴；12、蜗轮；13、连接架；14、转动杆；15、限位块；16、第二壳体；17、第二驱动电机；18、弹簧；19、热床平台；20、第二移动板；21、第一同步轮；22、同步带；23、第一锥齿轮；24、第二锥齿轮；25、第二丝杆；26、喷头；27、微动开关；28、第二同步轮；29、第三丝杆；30、限位槽；31、限位杆；32、第一齿轮；33、第一齿条；34、第二齿轮；35、第二齿条；36、第三齿轮；37、活动孔；38、滑动套。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-6，本发明提供一种技术方案：工业设计3D打印校准系统，包括承台1、喷头组件26，承台1通过三个固定杆3固定连接有回形支架4，固定杆3一端与回形支架4固定连接，固定杆3另一端与承台1固定连接，回形支架4与承台1之间通过轴承转动连接有第一丝杆2，三个固定杆3与第一丝杆2为回字型分布，第一丝杆2上旋合连接有滑动螺套6，三个固定杆3上均滑动连接有滑动套38，滑动螺套6固定连接有第一移动板5，第一移动板5与三个滑动套38均为固定连接，第一移动板5底端固定连接有第二壳体16，第二壳体16底端固定连接有第二驱动电机17，第二驱动电机17的输出端传动连接有第一齿轮32，第一齿轮32与第二壳体16转动连接，第二壳体16内腔分别滑动连接有第一齿条33和第二齿条35，第一齿条33和第二齿条35双侧均设有齿牙，第一齿轮32与第一齿条33啮合，第一齿轮32与第二齿条35啮合，两个第二齿轮34与第一齿条33啮合，两个第三齿轮36与第二齿条35啮合，第二壳体16上开设有与第一齿条33和第二齿条35相适配的活动孔37，便于第一齿条33和第二齿条35滑动，第二壳体16内墙转动连接有对称设置的两个第二齿轮34和两个第三齿轮36，第二齿轮34和第三齿轮36关于第一齿轮32的水平轴线对称设置，两个第二齿轮34和两个第三齿轮36均固定连接有第二丝杆25，第二丝杆25旋合连接有热床平台19，热床平台19与第一移动板5之间通过弹簧18弹性连接，其中与第二齿轮34固接的第二丝杆25与第三齿轮36固接的第二丝杆25螺纹旋向相同，当第一齿轮32转动时，四个第二丝杆25转动方向相同，热床平台19同步上升或下降，提高了调平的精度，回形支架4底端固定连接有连接架13，连接架13固定连接有微动开关27，回形支架4顶端固定连接有第一壳体7，第一壳体7开设有凹槽9，第一壳体7顶端固定连接有第一驱动电机8，第一驱动电机8的输出端传动连接有蜗杆10，蜗杆10贯穿回形支架4且与第一丝杆2固定连接，凹槽9内表壁固定连接有垂直于凹槽9左端内表壁的固定轴11，固定轴11上转动连接有与蜗杆10啮合的蜗轮12，蜗轮12固定连接有第二锥齿轮24，承台1上转动连接有贯穿回形支架4的转动杆14，转动杆14顶端固定连接有与第二锥齿轮24啮合的第一锥齿轮23，转动杆14前端和后端均固定连接有限位块15，转动杆14上滑动连接有第一同步轮21，第一同步轮21与第一移动板5转动连接，第一移动板5上转动连接有第二同步轮28，第一同步轮21通过同步带22与第二同步轮28传动连接，第二同步轮28固定连接有第三丝杆29，第三丝杆29上旋合连接有第二移动板20，第一移动板5固定连接有贯穿第二移动板20的限位杆31，限位杆31可防止第二移动板20跟随第三丝杆29转动，第二移动板20与微动开关27的弹性条抵接，微动开关27电性连接有指示灯，微动开关27端部设有弹性条，当微动开关27与第二移动板20抵接时，指示灯点亮，当弹性条与第二移动板20不抵接时，指示灯熄灭，则表示为喷头与热床平台19位置已归零。

具体的，如图3所示，第二壳体16内表壁上开设有与第一齿条33和第二齿条35相适配的限位槽30，限位槽30可防止第一齿条33和第二齿条35移动过程中发生偏移。

具体的，如图1所示，热床平台19上粘接有美工胶带（图上未示出），增加打印模型与热床平台19的附着力，防止打印过程中模型与热床平台19分离，同时便于清洁热床平台19，避免出现打印完成后难以清理的现象。

工业设计3D打印校准系统的3D打印机，包括承台1、回形支架4、固定杆3、喷头组件26以及用于驱动喷头组件26进行X-Y方向移动的驱动装置。

工作原理：首先对热床平台19进行调平，打开第二驱动电机17，第二驱动电机17的输出端带动第一齿轮32转动，由于第一齿条33和第二齿条35双侧均设有齿牙，第一齿轮32与第一齿条33啮合，第一齿轮32与第二齿条35啮合，两个第二齿轮34与第一齿条33啮合，两个第三齿轮36与第二齿条35啮合，第一齿轮32顺时针转动带动第一齿条33由右向左滑动，第二齿条35由左向右滑动，第一齿条33带动两个第二齿轮34逆时针转动，第二齿条35带动两个第三齿轮36逆时针转动，其中与第二齿轮34固接的第二丝杆25与第三齿轮36固接的第二丝杆25螺纹旋向相同，当第一齿轮32转动时，四个第二丝杆25转动方向相同，热床平台19同步上升或下降，提高了调平的精度，避免了现有技术中手动调节带来的误差，在对喷头的归零操作中，需要调节喷头组件26与热床平台19的距离，打开第一驱动电机8，第一驱动电机8的输出端带动蜗杆10以及第一丝杆2转动，第一丝杆2带动第一移动板5和滑动套38沿着固定杆3在竖直方向上向靠近回形支架4一侧移动，蜗杆10带动蜗轮12转动，蜗轮12带动第二锥齿轮24转动，第二锥齿轮24带动第一锥齿轮23转动，第一锥齿轮23带动转动杆14转动，转动杆14带动第一同步轮21转动，第一同步轮21通过同步带22带动第二同步轮28转动，第二同步轮28带动第三丝杆29转动，第三丝杆29转动使得第二移动板20沿着限位杆31向下移动，当微动开关27与第二移动板20不抵接时，指示灯熄灭，则表示为喷头与热床平台19位置已归零，此刻关闭第一驱动电机8，需要打印模型时，控制第一驱动电机8反转，则第一移动板5向靠近承台1一侧移动，第二移动板20向远离热床平台19一侧移动，且第一移动板5与第二移动板20移动距离相同，移动方向相反，可保证模型在打印过程中处于稳定，一旦在打印过程中出现乱丝，应立即关闭第一驱动电机8暂停打印。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明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发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。