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CN204701155U - 可增加打印高度的三维打印机 - Google Patents

可增加打印高度的三维打印机 Download PDF

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CN204701155U CN201520211647.9U CN201520211647U CN204701155U CN 204701155 U CN204701155 U CN 204701155U CN 201520211647 U CN201520211647 U CN 201520211647U CN 204701155 U CN204701155 U CN 204701155U
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张沈
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Abstract

一种可增加打印高度的三维打印机包含基座、升降轴、升降台、第一驱动模块、工作台、打印喷嘴以及第二驱动模块。升降轴连接基座。升降台可滑动地连接基座。第一驱动模块用以驱动升降轴而使基座沿着方向移动，并同时驱动升降台相对基座沿着方向反向移动。工作台可滑动地连接升降台。打印喷嘴连接基座，用以在工作台上进行打印。第二驱动模块用以驱动工作台移动于打印喷嘴与升降台之间。

Description

可增加打印高度的三维打印机
技术领域
本实用新型是有关于一种三维打印机。
背景技术
快速成型技术(Rapid Prototyping,RP)是继CNC加工技术后，另一项受到产业界重视的技术。它可利用电脑辅助设计(CAD)中的3D物体模型通过一立体打印机构快速地将原型(Prototype)制作出来，而且不需花费太高的费用。其原理是将CAD系统中的3D物体模型切成许多薄片，这些薄片的截面构造信息经过后处理软件的处理及转换后，再送至立体打印机构将待成型物体一层一层地堆迭出来，而且不需使用任何刀具，因此快速成型技术有极大的发展潜力。
目前三维打印机的喷头结构主要包含进料口、进料马达、导料管、加热元件以及喷头所构成。所使用的原料大多是热塑性成型原料。成型原料于常温下为固态由进料马达将固态的成型原料自进料口推移入导料管，经由导料管输送到加热元件，加热元件将成型原料热融后由喷头进行出料以逐步堆迭打印成立体物件。
一般来说，在进行三维打印时，高度方向尺寸范围比平面方向尺寸范围来的重要。然而，传统的三维打印机，不论是笛卡尔式结构(喷嘴在XY轴移动配合工作台在Z轴移动)或是并联臂式结构(通过三角函数将XYZ坐标映射到三台垂直的移动轴)，机台本身的Z轴高度要求大，但有效的打印高度却过低。而且，传统的三维打印机在进行三维打印时并无法突破机台本身的高度限制。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的一目的在于提出一种可解决上述问题的可增加打印高度的三维打印机。
为了达到上述目的，依据本实用新型的一实施方式，一种可增加打印高度的三维打印机包含基座、升降轴、升降台、第一驱动模块、工作台、打印喷嘴以及第二驱动模块。升降轴连接基座。升降台可滑动地连接基座。第一驱动模块连接升降轴、基座与升降台，用以驱动升降轴而使基座沿着第一方向移动，并同时驱动升降台相对基座沿着第一方向反向移动。工作台可滑动地连接升降台。打印喷嘴连接基座，用以在工作台上进行打印。第二驱动模块连接升降台与工作台，用以驱动工作台移动于打印喷嘴与升降台之间。
于本实用新型的一或多个实施方式中，上述的升降轴包含多个轴套。轴套依序套合，并可沿着第一方向展开或收合。第一驱动模块包含驱动器。驱动器设置于基座，用以驱动轴套展开或收合。
于本实用新型的一或多个实施方式中，上述的第一驱动模块包含第一套筒、第一导杆以及驱动器。第一套筒设置于基座。第一导杆连接升降台，并可滑动地套合于第一套筒。第一导杆平行于第一方向。驱动器设置于基座，用以驱动第一导杆相对第一套筒移动。
于本实用新型的一或多个实施方式中，上述的第二驱动模块包含第二套筒、第二导杆、螺杆以及第一马达。第二套筒设置于工作台。第二导杆连接升降台，并可滑动地套合于第二套筒。第二导杆平行于第一方向。螺杆设置于升降台，并与工作台螺合。第一马达设置于升降台，用以驱动螺杆转动，进而使工作台相对升降台沿着第一方向移动。
于本实用新型的一或多个实施方式中，上述的可增加打印高度的三维打印机还包含二维移动模块。二维移动模块连接于基座与打印喷嘴之间，用以使打印喷嘴相对基座沿着第二方向以及第三方向移动。
于本实用新型的一或多个实施方式中，上述的二维移动模块包含第一轨道以及第二轨道。第一轨道连接基座，并平行于第二方向。第二轨道可滑动地设置于第一轨道，并平行于第三方向。打印喷嘴可滑动地设置于第二轨道。
于本实用新型的一或多个实施方式中，上述的二维移动模块还包含第一传动件、第二马达、第二传动件以及第三马达。第一传动件连接第二轨道。第二马达设置于第一轨道，用以驱动第一传动件带动第二轨道相对第一轨道沿着第二方向移动。第二传动件连接打印喷嘴。第三马达设置于第二轨道，用以驱动第二传动件带动打印喷嘴相对第二轨道沿着第三方向移动。
于本实用新型的一或多个实施方式中，上述的第一传动件与第二传动件为皮带。
于本实用新型的一或多个实施方式中，上述的第一方向、第二方向与第三方向两两相互垂直。
于本实用新型的一或多个实施方式中，上述的第一驱动模块驱动升降轴使基座沿着第一方向移动预定距离，并同时驱动升降台相对基座沿着第一方向反向移动此预定距离。
综上所述，本实用新型的可增加打印高度的三维打印机可根据所欲打印的物件的实际高度，调整机台的可打印高度范围。在不打印或所欲打印的物件的高度较矮时，本实用新型的可增加打印高度的三维打印机可切换至收合状态，以使可增加打印高度的三维打印机占据较少的空间；一旦需所欲打印的物件的高度较高时，本实用新型的可增加打印高度的三维打印机可通过升降轴抬升基座，并将升降台下降以切换至展开状态，进而增加升降台上的工作台在升降台与打印喷嘴之间的可活动高度范围。由此可知，本实用新型的可增加打印高度的三维打印机平时可缩小整体的外观体积，仅在需要打印较高物件的时候才进行外型体积的展开。
以上所述仅用以阐述本实用新型所欲解决的问题、解决问题的技术手段、及其产生的功效等等，本实用新型的具体细节将在下文的实施方式及相关图式中详细介绍。
附图说明
为让本实用新型的上述和其他目的、特征、优点与实施例能更明显易懂，所附图式的说明如下：
图1为绘示本实用新型一实施方式的可增加打印高度的三维打印机呈收合状态的立体图。
图2为绘示图1中的可增加打印高度的三维打印机呈展开状态的立体图。
【符号说明】
1：可增加打印高度的三维打印机
10：基座
11：升降轴
110：轴套
12：升降台
13：第一驱动模块
130：驱动器
131：第一套筒
132：第一导杆
14：工作台
15：打印喷嘴
16：第二驱动模块
160：第二套筒
161：第二导杆
162：螺杆
163：第一马达
17：二维移动模块
170：第一轨道
171：第二轨道
172：第一传动件
173：第二马达
174：第二传动件
175：第三马达
2：物件
A1：第一方向
A2：第二方向
A3：第三方向
具体实施方式
以下将以图式揭露本实用新型的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本实用新型。也就是说，在本实用新型部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些传统惯用的结构与元件在图式中将以简单示意的方式绘示之。
请参照图1以及图2。图1为绘示本实用新型一实施方式的可增加打印高度的三维打印机1呈收合状态的立体图。图2为绘示图1中的可增加打印高度的三维打印机1呈展开状态的立体图。
如图1与图2所示，于本实施方式中，可增加打印高度的三维打印机1包含基座10、升降轴11、升降台12、第一驱动模块13、工作台14、打印喷嘴15以及第二驱动模块16。升降轴11连接基座10。升降台12可滑动地连接基座10。第一驱动模块13连接升降轴11、基座10与升降台12，用以驱动升降轴11而使基座10沿着第一方向A1移动(如图2所示向上移动)，并同时驱动升降台12相对基座10沿着第一方向A1反向移动(如图2所示向下移动)。工作台14可滑动地连接升降台12。打印喷嘴15连接基座10，用以在工作台14上进行打印。第二驱动模块16连接升降台12与工作台14，用以驱动工作台14移动于打印喷嘴15与升降台12之间。以下将介绍可增加打印高度的三维打印机1所包含的上述元件的详细结构、作动关系以及各元件之间的具体连接关系。
升降轴11包含多个轴套110。这些轴套110依序套合，并可沿着第一方向A1展开或收合。第一驱动模块13包含驱动器130。驱动器130设置于基座10，用以驱动轴套110展开或收合。如图1所示，当第一驱动模块13的驱动器130驱动轴套110收合时，可增加打印高度的三维打印机1的基座10就会位于其最低位置。相对地，如图2所示，当第一驱动模块13的驱动器130驱动轴套110展开时，可增加打印高度的三维打印机1的基座10就会位于其最高位置。
于本实施方式中，可增加打印高度的三维打印机1包含四个升降轴11，而第一驱动模块13的驱动器130仅驱动其中一升降轴11而达到升降基座10的目的，但本实用新型并不以此为限。于其他实施方式中，可增加打印高度的三维打印机1可包含四个驱动器130以分别驱动四个升降轴11，以使基座10升降时可更好地维持水平。
如图2所示，第一驱动模块13还包含第一套筒131以及第一导杆132。第一套筒131设置于基座10。第一导杆132连接升降台12，并可滑动地套合于第一套筒131。第一导杆132平行于第一方向A1。驱动器130除了用以驱动升降轴11展开或收合之外，还用以驱动第一导杆132相对第一套筒131移动。
于本实施方式中，可增加打印高度的三维打印机1包含两组第一套筒131与第一导杆132的组合，以使升降台12在相对基座10升降时可更好地维持水平，但本实用新型所包含的第一套筒131与第一导杆132的组合的数量并不以此为限。
如图2所示，第二驱动模块16包含第二套筒160、第二导杆161、螺杆162以及第一马达163(于图2中以虚线表示)。第二套筒160设置于工作台14。第二导杆161连接升降台12，并可滑动地套合于第二套筒160。第二导杆161平行于第一方向A1。螺杆162设置于升降台12，并与工作台14螺合。第一马达163设置于升降台12，用以驱动螺杆162转动，进而使工作台14相对升降台12沿着第一方向A1移动。
于本实施方式中，可增加打印高度的三维打印机1包含两组第二套筒160与第二导杆161的组合，以使工作台14在相对升降台12升降时可更好地维持水平，但本实用新型所包含的第二套筒160与第二导杆161的组合的数量并不以此为限。
另外，可增加打印高度的三维打印机1还包含二维移动模块17。二维移动模块17经由可增加打印高度的三维打印机1的外壳体(图未示)连接基座10，且打印喷嘴15设置于二维移动模块17，藉以使打印喷嘴15相对基座10沿着第二方向A2以及第三方向A3移动。于本实施方式中，上述的第一方向A1、第二方向A2与第三方向A3两两相互垂直，但本实用新型并不以此为限。于实际应用中，第二方向A2与第三方向A3可以非正交，只要第二方向A2与第三方向A3所构成的平面垂直于第一方向A1，本实用新型的可增加打印高度的三维打印机1即可进行三维打印。
详细来说，二维移动模块17包含第一轨道170以及第二轨道171。第一轨道170经由可增加打印高度的三维打印机1的外壳体(图未示)连接基座10，并平行于第二方向A2。第二轨道171可滑动地设置于第一轨道170，并平行于第三方向A3。打印喷嘴15可滑动地设置于第二轨道171。二维移动模块17还包含第一传动件172、第二马达173、第二传动件174以及第三马达175。第一传动件172连接第二轨道171。第二马达173设置于第一轨道170，用以驱动第一传动件172带动第二轨道171相对第一轨道170沿着第二方向A2移动。第二传动件174连接打印喷嘴15。第三马达175设置于第二轨道171，用以驱动第二传动件174带动打印喷嘴15相对第二轨道171沿着第三方向A3移动。
于本实施方式中，第一传动件172与第二传动件174为皮带，但本实用新型并不以此为限。
根据上述结构配置，可以清楚得知本实用新型的可增加打印高度的三维打印机1可通过第一马达163驱动螺杆162转动而调整工作台14相对于打印喷嘴15在第一方向A1上的距离，并可通过第二马达173与第三马达175调整打印喷嘴15相对于分别在第二方向A2与第三方向A3上的位移，进而可实现三维打印物件2的目的。
此外，于本实施方式中，第一驱动模块13驱动升降轴11使基座10沿着第一方向A1移动预定距离，并同时驱动升降台12相对基座10沿着第一方向A1反向移动此预定距离。举例来说，当第一驱动模块13驱动升降轴11使基座10沿着第一方向A1向上移动的预定距离为H时，第一驱动模块13也会同时驱动升降台12相对基座10沿着第一方向A1向下移动H。藉此，工作台14与打印喷嘴15之间的距离即增加了H，而此H即为本实用新型的可增加打印高度的三维打印机1在升降台12与打印喷嘴15之间所增加的可活动高度范围。此时，打印喷嘴15并无法在工作台14上进行打印物件2的工作，因为打印喷嘴15与工作台14必须保持一个打印层高的间隙，此打印层高例如为D。因此，可增加打印高度的三维打印机1需通过螺杆162将工作台14相对于升降台12上升H-D之后，打印喷嘴15才能开始在工作台14上打印物件2的第一层。
于实际应用中，第一驱动模块13可通过例如齿轮组之类的传动元件达到同步驱动升降轴11与升降台12作动的目的，但本实用新型并不以此为限。
由以上对于本实用新型的具体实施方式的详述，可以明显地看出，本实用新型的可增加打印高度的三维打印机可根据所欲打印的物件的实际高度，调整机台的可打印高度范围。在不打印，或所欲打印的物件的高度较矮时，本实用新型的可增加打印高度的三维打印机可切换至收合状态，以使可增加打印高度的三维打印机占据较少的空间；一旦需所欲打印的物件的高度较高时，本实用新型的可增加打印高度的三维打印机可通过升降轴抬升基座，并将升降台下降以切换至展开状态，进而增加升降台上的工作台在升降台与打印喷嘴之间的可活动高度范围。因此，本实用新型的可增加打印高度的三维打印机平时可缩小整体的外观体积，仅在需要打印较高物件的时候才进行外型体积的展开。
虽然本实用新型已以实施方式揭露如上，然其并不用以限定本实用新型，任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰，因此本实用新型的保护范围当以所附的权利要求所界定者为准。

Claims (10)

1.一种可增加打印高度的三维打印机，其特征在于，包含：
一基座；
一升降轴，连接该基座；
一升降台，可滑动地连接该基座；
一第一驱动模块，连接该升降轴、该基座与该升降台，用以驱动该升降轴而使该基座沿着一第一方向移动，并同时驱动该升降台相对该基座沿着该第一方向反向移动；
一工作台，可滑动地连接该升降台；
一打印喷嘴，连接该基座，用以在该工作台上进行打印；以及
一第二驱动模块，连接该升降台与该工作台，用以驱动该工作台移动于该打印喷嘴与该升降台之间。
2.如权利要求1所述的可增加打印高度的三维打印机，其特征在于，该升降轴包含多个轴套，所述多个轴套依序套合，并可沿着该第一方向展开或收合，该第一驱动模块包含一驱动器，设置于该基座，用以驱动所述多个轴套展开或收合。
3.如权利要求1所述的可增加打印高度的三维打印机，其特征在于，该第一驱动模块包含：
一第一套筒，设置于该基座；
一第一导杆，连接该升降台，并可滑动地套合于该第一套筒，其中该第一导杆平行于该第一方向；以及
一驱动器，设置于该基座，用以驱动该第一导杆相对该第一套筒移动。
4.如权利要求1所述的可增加打印高度的三维打印机，其特征在于，该第二驱动模块包含：
一第二套筒，设置于该工作台；
一第二导杆，连接该升降台，并可滑动地套合于该第二套筒，其中该第二导杆平行于该第一方向；
一螺杆，设置于该升降台，并与该工作台螺合；以及
一第一马达，设置于该升降台，用以驱动螺杆转动，进而使该工作台相对该升降台沿着该第一方向移动。
5.如权利要求1所述的可增加打印高度的三维打印机，其特征在于，还包含一二维移动模块，连接于该基座与该打印喷嘴之间，用以使该打印喷嘴相对该基座沿着一第二方向以及一第三方向移动。
6.如权利要求5所述的可增加打印高度的三维打印机，其特征在于，该二维移动模块包含：
一第一轨道，连接该基座，并平行于该第二方向；以及
一第二轨道，可滑动地设置于该第一轨道，并平行于该第三方向，其中该打印喷嘴可滑动地设置于该第二轨道。
7.如权利要求6所述的可增加打印高度的三维打印机，其中该二维移动模块还包含：
一第一传动件，连接该第二轨道；
一第二马达，设置于该第一轨道，用以驱动该第一传动件带动该第二轨道相对该第一轨道沿着该第二方向移动；
一第二传动件，连接该打印喷嘴；以及
一第三马达，设置于该第二轨道，用以驱动该第二传动件带动该打印喷嘴相对该第二轨道沿着该第三方向移动。
8.如权利要求7所述的可增加打印高度的三维打印机，其特征在于，该第一传动件与该第二传动件为皮带。
9.如权利要求5所述的可增加打印高度的三维打印机，其特征在于，该第一方向、该第二方向与该第三方向两两相互垂直。
10.如权利要求1所述的可增加打印高度的三维打印机，其特征在于，该第一驱动模块驱动该升降轴使该基座沿着该第一方向移动一预定距离，并同时驱动该升降台相对该基座沿着该第一方向反向移动该预定距离。
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