一種FDM機(jī)齒輪齒條傳動的雙打印頭聯(lián)動升降機(jī)構(gòu)的制作方法

本發(fā)明屬于增材制造技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種雙打印頭聯(lián)動升降機(jī)構(gòu)，尤其是一種FDM機(jī)齒輪齒條傳動的雙打印頭聯(lián)動升降機(jī)構(gòu)。

背景技術(shù)：

3D打印是增材制造技術(shù)(AM，Additive Manufacturing)的俗稱。3D打印，名為“打印”，實(shí)為“制造”。實(shí)際上，在大量的英文文獻(xiàn)中，3D打印(3D Printing)常被稱作3D Fabrication(3D制造)，這更準(zhǔn)確地描述了3D打印的本質(zhì)。FDM技術(shù)是20世紀(jì)80年代時(shí)Scott Crump發(fā)明的。在獲得該項(xiàng)技術(shù)的專利后，他于1989年建立了Stratasys公司。FDM的技術(shù)原理：將絲狀(直徑約2mm)的熱塑性材料通過噴頭加熱熔化，噴頭底部帶有微細(xì)噴嘴(直徑一般為0.2～0.6mm)。材料以一定的壓力擠噴出來，同時(shí)噴頭沿水平方向移動，擠出的材料與前一個(gè)層面熔結(jié)在一起。一個(gè)層面沉積完成后，工作臺垂直下降一個(gè)層的厚度，再繼續(xù)熔融沉積，直至完成整個(gè)實(shí)體造型。

目前市面上的具有雙打印噴頭的FDM打印設(shè)備，普遍存在打印噴頭與成形件之間的刮蹭與干涉問題。在成形過程中，當(dāng)一個(gè)打印噴頭在既定層執(zhí)行一段打印程序時(shí)，因兩個(gè)噴頭的高度基本保持一致，一旦存在運(yùn)行路徑上有已成形材料的凸起或者毛刺，就會導(dǎo)致閑置噴嘴與成形件之間發(fā)生干涉，嚴(yán)重的將會導(dǎo)致噴頭將整個(gè)成形件脫離基板，導(dǎo)致打印失敗。

有人提出了“單電機(jī)雙噴頭3D打印機(jī)噴頭機(jī)構(gòu)”(專利號CN201310422519.4)的發(fā)明專利。它主要是一種通過一個(gè)電機(jī)帶動兩個(gè)噴頭進(jìn)行雙色打印的單電機(jī)雙噴頭3D打印機(jī)噴頭機(jī)構(gòu)。然而這種方案并沒有解決兩個(gè)噴頭可能干涉的問題。

因此，保證雙噴頭打印機(jī)打印時(shí)，閑置噴嘴與打印成形件不發(fā)生干涉，同時(shí)又保證兩個(gè)噴頭之間來回轉(zhuǎn)換的順暢與便捷，設(shè)計(jì)一種雙打印頭聯(lián)動升降機(jī)構(gòu)具有十分重要的意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種FDM機(jī)齒輪齒條傳動的雙打印頭聯(lián)動升降機(jī)構(gòu)。其能夠?qū)崿F(xiàn)雙打印頭的自動切換，實(shí)現(xiàn)雙材料的復(fù)合制備，并保證成形過程中閑置噴頭與打印件不發(fā)生刮蹭或者干涉，有效提高成形件合格率。

本發(fā)明的目的是通過以下技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的：

這種FDM機(jī)齒輪齒條傳動的雙打印頭聯(lián)動升降機(jī)構(gòu)，包括框架，在框架左右兩側(cè)分別固定設(shè)置有直線導(dǎo)軌以及裝配在直線導(dǎo)軌上的滑塊，滑塊固定有送絲電機(jī)；每一側(cè)滑塊均連接有打印噴頭支架，在打印噴頭支架上設(shè)置有打印噴頭，兩側(cè)打印噴頭支架相鄰的一端均設(shè)置有齒條，在兩齒條之間嚙合有一齒輪，所述齒輪與齒條構(gòu)成齒輪齒條傳動機(jī)構(gòu)使得兩個(gè)打印噴頭整體聯(lián)動升降，所述齒輪由電機(jī)驅(qū)動。

進(jìn)一步，上述電機(jī)固定設(shè)置在框架中部兩打印噴頭支架的中間位置。

進(jìn)一步，上述齒輪為直齒輪，齒條為直齒條。

進(jìn)一步，上述齒輪為斜齒齒輪，齒條為斜齒齒條。

進(jìn)一步，上述齒輪為弧齒齒輪，齒條為弧齒齒條。

進(jìn)一步，上述直線導(dǎo)軌為方形滾珠直線導(dǎo)軌、雙軸芯滾輪直線導(dǎo)軌或者單軸芯直線導(dǎo)軌。

本發(fā)明具有以下有益效果：

1、本發(fā)明可以實(shí)現(xiàn)兩種材料的復(fù)合打印。

2、本發(fā)明可以工作、空閑位在打印程序控制下的自動切換，轉(zhuǎn)化工位響應(yīng)快，能有效解決干涉問題。

3、本發(fā)明可以通過電機(jī)轉(zhuǎn)角的控制，實(shí)現(xiàn)避障高度的調(diào)節(jié)，進(jìn)行效率優(yōu)化設(shè)計(jì)。

附圖說明

圖1是本發(fā)明的整體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1的俯視圖；

圖3是圖1的左視圖。

其中：1.臺架，2.滑塊，3.打印噴頭，4.驅(qū)動電機(jī)，5.齒輪，6.齒條，7.送絲電機(jī)，8.直線導(dǎo)軌。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述：

參見圖1、2、3，本發(fā)明包括臺架1以及安裝在臺架1左右兩側(cè)的直線導(dǎo)軌8，且直線導(dǎo)軌8上的滑塊2與送絲電機(jī)7固定，在臺架1中間部位固定有驅(qū)動電機(jī)4，通過驅(qū)動電機(jī)4驅(qū)動由齒輪5與齒條6構(gòu)成的齒輪齒條傳動機(jī)構(gòu)使得兩個(gè)打印噴頭3整體聯(lián)動升降。

本發(fā)明采用的聯(lián)動針對于整個(gè)打印噴頭。若只針對噴嘴做聯(lián)動升降，噴嘴與絲材之間會產(chǎn)生相對運(yùn)動。噴嘴對絲材造成一定的拉伸或者壓縮，會產(chǎn)生絲材供給的不順暢，甚至導(dǎo)致打印絲材間斷。初始狀態(tài)時(shí)兩個(gè)打印噴頭的高度并不一致，保證一定高度差，需要轉(zhuǎn)換打印噴頭時(shí)，通過驅(qū)動電機(jī)改變兩打印噴頭的相對高度位置。整個(gè)過程中，噴頭之間的轉(zhuǎn)換程序需要與驅(qū)動電機(jī)驅(qū)動信號保持一致，以保證轉(zhuǎn)換動作的順暢與精確。