一种3D打印机温度控制系统的制作方法

一种3d打印机温度控制系统
技术领域
1.本发明涉及3d打印技术领域，特别涉及一种3d打印机温度控制系统。


背景技术：

2.3d打印即快速成型技术的一种，又称增材制造，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术，3d打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的，常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。
3.3d打印的温度控制一般分为两部分，即挤出头的温度控制和打印平台的温度控制，在打印较高的模型的时候，其打印平台的温度无法传递到模型的顶部，从而导致其挤出头出来的物料冷却速度过快，导致其模型发生卷边，并且由于大多数打印机为方便拿取物料和进行调平等操作，其打印机多为敞开的结构，容易导致热量快速散失，进一步地会加速挤出头物料冷却速度，此外常见的打印设备在使用前需要手动调平，操作较为繁琐。
4.为解决上述问题。为此，提出一种3d打印机温度控制系统。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于提供一种3d打印机温度控制系统，解决了背景技术中在打印较高的模型的时候，其打印平台的温度无法传递到模型的顶部，从而导致其挤出头出来的物料冷却速度过快，导致其模型发生卷边，并且由于大多数打印机为方便拿取物料和进行调平等操作，其打印机多为敞开的结构，容易导致热量快速散失，进一步地会加速挤出头物料冷却速度，此外常见的打印设备在使用前需要手动调平，操作较为繁琐的问题。
6.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种3d打印机温度控制系统，包括打印机主体和设置在打印机主体上的加热机构和调平机构，还包括设置在打印机主体上的保温机构，打印机主体包括底板和活动设置在底板上的打印平台，底板的顶部设有移动架，移动架上活动设置有挤出头，加热机构包括驱动组件、传动组件和升降组件，加热机构还包括设置在打印平台内部的加热腔体，加热腔体的内部设置有电磁加热管，打印平台的底部均匀分布有与加热腔体贯通的进风孔，打印平台的顶部均匀分布有与加热腔体内部贯通的出风孔，且出风孔设置有四组，打印平台的顶部位于出风孔的位置均固定连接有l形通道，l形通道的一侧设有风机；
7.驱动组件包括活动设置在底板内部的双头电机，底板的内部位于双头电机两侧均固定连接有伸缩气缸，伸缩气缸的输出端固定连接在双头电机外壁上，双头电机的一侧输出端固定连接有第一端面齿轮，驱动组件还包括转动连接在底板上得到转动轴，转动轴的底部固定连接有与第一端面齿轮相对应的第一伞齿轮，转动轴的上端贯穿底板并连接有第二伞齿轮；
8.传动组件包括设置在打印平台上方的第一传动轴和第二传动轴，第二传动轴设置有两组且分布在第一传动轴的两侧，第一传动轴和第二传动轴均通过固定座转动连接在l
形通道的顶部，两组所述的第二传动轴靠近第一传动轴的一端均固定连接有第三伞齿轮，第一传动轴上固定连接有与第三伞齿轮相啮合的第三端面齿轮，第一传动轴的一端固定连接有与第二伞齿轮相啮合的第二端面齿轮；
9.升降组件包括固定连接在风机一侧的第一壳体，第一壳体的内部上方滑动连接有第二壳体，第二壳体的内侧上方均设有出风管，第一壳体的一侧设有凹槽，第二壳体的一侧均设有齿槽，第一传动轴和第二传动轴上均固定连接有与齿槽相啮合的直齿轮。
10.进一步地，调平机构包括联动组件、啮合组件和间隙微调组件，联动组件包括转动连接在底板内部的主动轮和传动轮，传动轮设置有四组，且四组所述的传动轮呈矩形分布在打印平台的底部四角处。
11.进一步地，主动轮的底部固定连接有第二锥齿轮，双头电机的另一侧输出端固定连接有与第二锥齿轮相对应的第一锥齿轮，主动轮与四组所述的传动轮之间通过传动带转动连接。
12.进一步地，啮合组件包括设置在底板内部的推拉式电磁铁，且推拉式电磁铁设置有四组，四组所述的推拉式电磁铁的输出端均转动连接有贯穿传动轮的限位轴，且传动轮与限位轴滑动连接，限位轴的顶部设有凸起部。
13.进一步地，啮合组件还包括设置在打印平台内部四角处的螺母座，螺母座上螺纹连接有丝杆，丝杆的顶部贯穿打印平台并固定连接有万向球，丝杆的底部贯穿打印平台并设有与凸起部相对应的凹陷部，调平机构还包括设置在打印平台上方的加热板以及设置在加热板顶部的磁垫，加热板的底部四角均固定连接有第一固定板，且万向球的顶部转动连接在第一固定板的底部。
14.进一步地，间隙微调组件包括固定连接在挤出头一侧的第三壳体，第三壳体的内部下方滑动连接有第四壳体，第三壳体上螺纹连接有螺丝钉，螺丝钉的底部与第四壳体转动连接，第四壳体的顶部内壁固定连接有压力传感器，压力传感器的底部固定连接有固定块，固定块的底部设置有橡胶轮。
15.进一步地，保温机构包括设置在底板顶部的亚克力外壳，还包括设置在亚克力外壳一侧的开合组件以及设置在亚克力外壳上方的收卷组件。
16.进一步地，开合组件包括第二固定板、第一活动板、第二活动板和第三活动板，且相邻的第二固定板、第一活动板、第二活动板和第三活动板之间滑动连接，亚克力外壳的内侧设置有限位槽，第一活动板、第二活动板和第三活动板滑动连接在限位槽内，第二固定板、第一活动板和第二活动板的外表面两侧均设有滑槽，第一活动板、第二活动板和第三活动板的内侧表面固定连接有与滑槽相对应的滑杆。
17.进一步地，收卷组件包括设置在底板顶部内壁上的滑轮，滑轮上设有连接线，连接线的一端与第三活动板连接。
18.进一步地，收卷组件还包括转动连接在亚克力外壳内部的收卷辊，连接线的一端与收卷辊连接，收卷辊的顶部固定连接有限位传动轴，亚克力外壳的顶部活动设置有第一棘齿轮，且第一棘齿轮的内部下方设置有与限位传动轴相对应的槽，第一棘齿轮的底部与亚克力外壳的顶部表面之间设置有压缩弹簧，第一棘齿轮的顶部设置有第二棘齿轮，第二棘齿轮通过轴套转动连接在亚克力外壳的顶部，第一棘齿轮的顶部转动连接有贯穿第二棘齿轮的按压轴，第二棘齿轮的外表面设置有螺旋环绕的导向槽，第二棘齿轮的外部套装有
套筒，套筒的两侧设置有导向轴，导向轴的内侧滑动连接在导向槽内，导向轴的外侧固定连接有压板，压板通过导向杆滑动连接在亚克力外壳的顶部，导向杆上套装有复位弹簧，且复位弹簧位于亚克力外壳的顶部与导向杆底部之间。
19.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
20.1.一种3d打印机温度控制系统，在进行打印的时候，启动双头电机，双头电机转动的时候通过第一端面齿轮啮合第一伞齿轮带动转动轴和第二伞齿轮转动，转动轴转动的时候啮合第二端面齿轮使得第一传动轴转动，第一传动轴通过第三端面齿轮带动两组的第二传动轴转动，最终使得直齿轮啮合第二壳体上的齿槽，改变第二壳体的高度，电磁加热管通电发热的时候，风机工作将加热腔体内部热量抽取并通过第一壳体、第二壳体和出风管匀速缓慢的吹向在打印中的模型上，使得模型受热均匀，避免热熔状态下的材料在模型上发生卷边，且第二壳体的高度改变可以在模型高度上升的时候跟随上升。
21.2.一种3d打印机温度控制系统，在打印工作开始之前，通过移动架使得挤出头靠近磁垫表面，然后转动螺丝钉，使得第四壳体向下移动，最终使得橡胶轮接触到磁垫的外表面，然后伸缩气缸伸出使得第一锥齿轮与第二锥齿轮相啮合，当双头电机转动的时候，通过第一锥齿轮、第二锥齿轮和主动轮带动传动带和传动轮转动，通过打印平台、移动架和挤出头的配合模拟打印的过程，当加热板不平衡的时候，压力传感器的压力数值会发生变化，当推拉式电磁铁断电伸出的时候，其他三组的推拉式电磁铁通电缩回，断电状态下的推拉式电磁铁使得凸起部与凹陷部啮合，在传动轮转动的时候带动相对应的丝杆向上或者向下运动，最终通过万向球和第一固定板改变了打印平台与加热板之间四角处的间距，实现了将加热板进行平衡调整。
22.3.一种3d打印机温度控制系统，在打印的过程第二固定板、第一活动板、第二活动板、第三活动板和亚克力外壳罩在底板的顶部，使其内部形成了独立密封的空间，可以有效避免热量散失，减小挤出头处物料冷却速度，在需要拿取模型的时候，通过向下按压套筒，套筒向下运动的时候，压板向下压缩复位弹簧，第二棘齿轮在导向槽和导向轴相对运动的过程中啮合第一棘齿轮发生转动，并对滑轮进行收卷，套筒在复位弹簧的复位下向上运动的时候第一棘齿轮与第二棘齿轮之间形成棘轮结构使得第一棘齿轮不会反向转动，往复按压套筒，从而依次带动向上运动缩回至第二固定板的后方，方便拿取模型，当需要对第三活动板、第二活动板和第一活动板展开的时候，按压按压轴，按压轴使得第一棘齿轮向下压缩压缩弹簧，断开与第二棘齿轮之间的棘轮结构，在第一活动板、第二活动板和第三活动板重力下会下落，在保证其内部空间独立的情况下方便拿取模型。
附图说明
23.图1为本发明的整体结构示意图；
24.图2为本发明的整体结构拆分图；
25.图3为本发明的打印机主体结构示意图；
26.图4为本发明的加热机构结构示意图；
27.图5为本发明的打印平台结构剖开图；
28.图6为本发明的驱动组件结构示意图；
29.图7为本发明的传动组件结构拆分图；
30.图8为本发明的调平机构结构示意图；
31.图9为本发明的联动组件结构示意图；
32.图10为本发明的啮合组件结构爆炸图；
33.图11为本发明的间隙微调组件结构爆炸图；
34.图12为本发明的保温机构结构示意图；
35.图13为本发明的亚克力外壳结构示意图；
36.图14为本发明的开合组件结构爆炸图；
37.图15为本发明的收卷组件结构示意图；
38.图16为本发明的收卷组件部分结构爆炸图。
39.图中：1、打印机主体；11、底板；12、打印平台；13、移动架；14、挤出头；2、加热机构；21、驱动组件；211、双头电机；212、第一端面齿轮；213、伸缩气缸；214、转动轴；215、第一伞齿轮；216、第二伞齿轮；22、传动组件；221、固定座；222、第一传动轴；223、第二端面齿轮；224、第二传动轴；225、直齿轮；226、第三端面齿轮；227、第三伞齿轮；23、升降组件；231、第一壳体；232、凹槽；233、第二壳体；234、出风管；235、齿槽；24、加热腔体；241、电磁加热管；242、出风孔；243、进风孔；244、l形通道；245、风机；3、调平机构；31、联动组件；311、第一锥齿轮；312、第二锥齿轮；313、主动轮；314、传动轮；315、传动带；32、啮合组件；321、推拉式电磁铁；322、限位轴；323、凸起部；324、螺母座；325、第一固定板；326、丝杆；327、凹陷部；328、万向球；33、加热板；34、磁垫；35、间隙微调组件；351、第三壳体；352、第四壳体；353、螺丝钉；354、压力传感器；355、固定块；356、橡胶轮；4、保温机构；41、亚克力外壳；411、限位槽；42、开合组件；421、第二固定板；422、第一活动板；423、第二活动板；424、第三活动板；425、滑槽；426、滑杆；43、收卷组件；431、滑轮；432、连接线；433、收卷辊；4331、限位传动轴；434、第一棘齿轮；4341、压缩弹簧；435、第二棘齿轮；4351、导向槽；436、按压轴；437、套筒；4371、导向轴；4372、压板；4373、导向杆；4374、复位弹簧。
具体实施方式
40.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。
41.为了解决在打印较高的模型的时候，其打印平台的温度无法传递到模型的顶部，从而导致其挤出头出来的物料冷却速度过快，导致其模型发生卷边的技术问题，如图1-7所示，提供以下优选技术方案：
42.一种3d打印机温度控制系统，包括打印机主体1和设置在打印机主体1上的加热机构2和调平机构3，还包括设置在打印机主体1上的保温机构4，打印机主体1包括底板11和活动设置在底板11上的打印平台12，底板11的顶部设有移动架13，移动架13上活动设置有挤出头14，加热机构2包括驱动组件21、传动组件22和升降组件23，加热机构2还包括设置在打印平台12内部的加热腔体24，加热腔体24的内部设置有电磁加热管241，打印平台12的底部均匀分布有与加热腔体24贯通的进风孔243，打印平台12的顶部均匀分布有与加热腔体24内部贯通的出风孔242，且出风孔242设置有四组，打印平台12的顶部位于出风孔242的位置
均固定连接有l形通道244，l形通道244的一侧设有风机245。
43.驱动组件21包括活动设置在底板11内部的双头电机211，底板11的内部位于双头电机211两侧均固定连接有伸缩气缸213，伸缩气缸213的输出端固定连接在双头电机211外壁上，双头电机211的一侧输出端固定连接有第一端面齿轮212，驱动组件21还包括转动连接在底板11上得到转动轴214，转动轴214的底部固定连接有与第一端面齿轮212相对应的第一伞齿轮215，转动轴214的上端贯穿底板11并连接有第二伞齿轮216，传动组件22包括设置在打印平台12上方的第一传动轴222和第二传动轴224，第二传动轴224设置有两组且分布在第一传动轴222的两侧，第一传动轴222和第二传动轴224均通过固定座221转动连接在l形通道244的顶部，两组的第二传动轴224靠近第一传动轴222的一端均固定连接有第三伞齿轮227，第一传动轴222上固定连接有与第三伞齿轮227相啮合的第三端面齿轮226，第一传动轴222的一端固定连接有与第二伞齿轮216相啮合的第二端面齿轮223。
44.升降组件23包括固定连接在风机245一侧的第一壳体231，第一壳体231的内部上方滑动连接有第二壳体233，第二壳体233的内侧上方均设有出风管234，第一壳体231的一侧设有凹槽232，第二壳体233的一侧均设有齿槽235，第一传动轴222和第二传动轴224上均固定连接有与齿槽235相啮合的直齿轮225。
45.具体的，在进行打印的时候，启动双头电机211，双头电机211转动的时候通过第一端面齿轮212啮合第一伞齿轮215带动转动轴214和第二伞齿轮216转动，转动轴214转动的时候啮合第二端面齿轮223使得第一传动轴222转动，第一传动轴222通过第三端面齿轮226带动两组的第二传动轴224转动，最终使得直齿轮225啮合第二壳体233上的齿槽235，改变第二壳体233的高度，电磁加热管241通电发热的时候，风机245工作将加热腔体24内部热量抽取并通过第一壳体231、第二壳体233和出风管234匀速缓慢的吹向在打印中的模型上，使得模型受热均匀，避免热熔状态下的材料在模型上发生卷边。
46.为了解决常见的打印设备在使用前需要手动调平，操作较为繁琐的技术问题，如图8-11所示，提供以下优选技术方案：
47.调平机构3包括联动组件31、啮合组件32和间隙微调组件35，联动组件31包括转动连接在底板11内部的主动轮313和传动轮314，传动轮314设置有四组，且四组的传动轮314呈矩形分布在打印平台12的底部四角处，主动轮313的底部固定连接有第二锥齿轮312，双头电机211的另一侧输出端固定连接有与第二锥齿轮312相对应的第一锥齿轮311，主动轮313与四组的传动轮314之间通过传动带315转动连接，啮合组件32包括设置在底板11内部的推拉式电磁铁321，且推拉式电磁铁321设置有四组，四组的推拉式电磁铁321的输出端均转动连接有贯穿传动轮314的限位轴322，且传动轮314与限位轴322滑动连接，限位轴322的顶部设有凸起部323。
48.啮合组件32还包括设置在打印平台12内部四角处的螺母座324，螺母座324上螺纹连接有丝杆326，丝杆326的顶部贯穿打印平台12并固定连接有万向球328，丝杆326的底部贯穿打印平台12并设有与凸起部323相对应的凹陷部327，调平机构3还包括设置在打印平台12上方的加热板33以及设置在加热板33顶部的磁垫34，加热板33的底部四角均固定连接有第一固定板325，且万向球328的顶部转动连接在第一固定板325的底部，间隙微调组件35包括固定连接在挤出头14一侧的第三壳体351，第三壳体351的内部下方滑动连接有第四壳体352，第三壳体351上螺纹连接有螺丝钉353，螺丝钉353的底部与第四壳体352转动连接，
第四壳体352的顶部内壁固定连接有压力传感器354，压力传感器354的底部固定连接有固定块355，固定块355的底部设置有橡胶轮356。
49.具体的，通过移动架13使得挤出头14靠近磁垫34表面，然后转动螺丝钉353，使得第四壳体352向下移动，最终使得橡胶轮356接触到磁垫34的外表面，然后伸缩气缸213伸出使得第一锥齿轮311与第二锥齿轮312相啮合，当双头电机211转动的时候，通过第一锥齿轮311、第二锥齿轮312和主动轮313带动传动带315和传动轮314转动，通过打印平台12、移动架13和挤出头14的配合模拟打印的过程，当加热板33不平衡的时候，压力传感器354的压力数值会发生变化，当推拉式电磁铁321断电伸出的时候，其他三组的推拉式电磁铁321通电缩回，断电状态下的推拉式电磁铁321使得凸起部323与凹陷部327啮合，在传动轮314转动的时候带动相对应的丝杆326向上或者向下运动，最终通过万向球328和第一固定板325改变了打印平台12与加热板33之间四角处的间距。
50.为了解决大多数打印机为方便拿取物料和进行调平等操作，其打印机多为敞开的结构，容易导致热量快速散失加速挤出头物料冷却速度的技术问题，如图12-16所示，提供以下优选技术方案：
51.保温机构4包括设置在底板11顶部的亚克力外壳41，还包括设置在亚克力外壳41一侧的开合组件42以及设置在亚克力外壳41上方的收卷组件43，开合组件42包括第二固定板421、第一活动板422、第二活动板423和第三活动板424，且相邻的第二固定板421、第一活动板422、第二活动板423和第三活动板424之间滑动连接，亚克力外壳41的内侧设置有限位槽411，第一活动板422、第二活动板423和第三活动板424滑动连接在限位槽411内，第二固定板421、第一活动板422和第二活动板423的外表面两侧均设有滑槽425，第一活动板422、第二活动板423和第三活动板424的内侧表面固定连接有与滑槽425相对应的滑杆426，收卷组件43包括设置在底板11顶部内壁上的滑轮431，滑轮431上设有连接线432，连接线432的一端与第三活动板424连接。
52.收卷组件43还包括转动连接在亚克力外壳41内部的收卷辊433，连接线432的一端与收卷辊433连接，收卷辊433的顶部固定连接有限位传动轴4331，亚克力外壳41的顶部活动设置有第一棘齿轮434，且第一棘齿轮434的内部下方设置有与限位传动轴4331相对应的槽，第一棘齿轮434的底部与亚克力外壳41的顶部表面之间设置有压缩弹簧4341，第一棘齿轮434的顶部设置有第二棘齿轮435，第二棘齿轮435通过轴套转动连接在亚克力外壳41的顶部，第一棘齿轮434的顶部转动连接有贯穿第二棘齿轮435的按压轴436，第二棘齿轮435的外表面设置有螺旋环绕的导向槽4351，第二棘齿轮435的外部套装有套筒437，套筒437的两侧设置有导向轴4371，导向轴4371的内侧滑动连接在导向槽4351内，导向轴4371的外侧固定连接有压板4372，压板4372通过导向杆4373滑动连接在亚克力外壳41的顶部，导向杆4373上套装有复位弹簧4374，且复位弹簧4374位于亚克力外壳41的顶部与导向杆4373底部之间。
53.具体的，在打印的过程第二固定板421、第一活动板422、第二活动板423、第三活动板424和亚克力外壳41罩在底板11的顶部，使其内部形成了独立密封的空间，可以有效避免热量散失，减小挤出头14处物料冷却速度，在需要拿取模型的时候，通过向下按压套筒437，套筒437向下运动的时候，压板4372向下压缩复位弹簧4374，第二棘齿轮435在导向槽4351和导向轴4371相对运动的过程中啮合第一棘齿轮434发生转动，并对滑轮431进行收卷，套
筒437在复位弹簧4374的复位下向上运动的时候第一棘齿轮434与第二棘齿轮435之间形成棘轮结构使得第一棘齿轮434不会反向转动，往复按压套筒437，从而依次带动向上运动缩回至第二固定板421的后方，方便拿取模型，当需要对第三活动板424、第二活动板423和第一活动板422展开的时候，按压按压轴436，按压轴436使得第一棘齿轮434向下压缩压缩弹簧4341，断开与第二棘齿轮435之间的棘轮结构，在第一活动板422、第二活动板423和第三活动板424重力下会下落。
54.需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
55.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披露的技术范围内，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。