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三维打印机及其组装方法

技术领域

[0001] 本发明涉及打印技术领域， 具体地说， 是涉及一种三维打印机及其组装方法。

背景技术

[0002] 三维打印是快速成型制造技术的一种， 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， 是 制造技术领域的一项重大突破。 它能克服传统机械加工无法实现的特殊结构障 碍， 可以实现任意复杂结构部件的简单化生产， 可以自动、 直接、 精确地将将 设计思想从数字模型转化为具有一定功能的模 型或器件。

[0003] 而三维打印机是一种实现快速成型技术的机器 ， 目前， 三维打印机的种类包括 熔融沉积 (FDM)、 光固化成型 选择性激光烧结(81^)和分层实体制造(LOM) 等， 而其中以熔融沉积 (FDM)式三维打印机最为常见， 目前这种三维打印机有两 种流行的运动控制方案包括 笛卡尔坐标系结构和 并联臂结构。 而目前， 无论是笛卡尔坐标系结构的三维打印机还是并 联臂结构的三维打印机， 其组装 工序复杂， 需要通过很多螺栓来实现各个部件之间的固定 连接， 甚至是通过铆 接、 胶接等方式来实现各个部件之间的固定连接。

发明概述

技术问题

[0004] 现有的连接方式存在的问题是：

[0005] 第一， 拆装不便， 不利于车间员工对三维打印机进行装配， 并且安装工序多， 零部件多， 使得组装效率低， 且在组装过程中容易出现某个部位的螺栓漏装 的 情况， 而且易造成零部件安装不到位， 出现打印故障的问题。

[0006] 第二， 现有的三维打印机的结构决定了三维打印机必 须完成整机的安装后才可 以出厂， 从而导致当产品的某一部件出现故障时， 用户无法自行拆装、 更换和 维修， 而是需要将整台三维打印机寄回给厂商进行售 后处理， 导致维修成本高 \¥0 2019/114576 卩（：17 \2018/119045

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[0007] 第三， 现有的三维打印机的结构使得用户无法自行动 手组装产品， 缺少 01丫的 消费市场， 不利于提高用户的体验感。

[0008] 第四， 现有的三维打印机的顶座和底座均为价格昂贵 的亚克力板， 各零部件与 亚克力板通过螺栓进行固定连接时， 需要在亚克力板上开设许多的固定孔， 由 于在亚克力板上钻孔难度大， 因此会导致现有的三维打印机成本高且生产加 工 困难。

[0009] 为了解决上述问题， 本发明的主要目的是提供一种结构简单、 安装简便且便于 维护的三维打印机。

[0010] 本发明的另一目的是提供一种安装简便的三维 打印机的组装方法。

[0011] 技术解决手段

[0012] 为了实现本发明的主要目的， 本发明提供一种三维打印机包括底座模块、 顶座 模块、 打印模块和至少三组滑台组件模块， 底座模块包括至少三个第一延伸部 和至少三个第一加强部， 多个第一延伸部的内端部连接在一起， 第一延伸部和 第一加强部在底座模块的周向上间隔布置， 第一加强部与相邻两个第一延伸部 共同围成一个第一定位槽， 底座模块的中部设置有打印平台； 顶座模块与底座 模块均为注塑件， 顶座模块与底座模块共轴线设置， 顶座模块包括至少三个第 二延伸部和至少三个第二加强部， 多个第二延伸部的内端部连接在一起， 第二 延伸部和第二加强部在顶座模块的周向上间隔 布置， 第二加强部与相邻两个第 二延伸部共同围成一个第二定位槽， 每一个第二定位槽与一个第一定位槽相对 地设置。 每一组滑台组件模块包括上盖板、 下盖板、 传动带、 导轨、 滑台件和 驱动电机， 上盖板与下盖板均为注塑件， 上盖板安装在一个第二定位槽内并与 顶座模块可拆卸地固定连接， 下盖板位于一个第一定位槽内并与底座模块可 拆 卸地固定连接， 导轨的两端分别与上盖板和下盖板固定连接， 传动带在平行于 导轨的延伸方向上延伸， 传动带的两端分别与上盖板和下盖板连接， 驱动电机 用于驱动传动带移动， 滑台件沿导轨的延伸方向与导轨可滑动地连接 。 打印模 块包括打印头和至少三组连接组件， 连接组件的第一端与打印头铰接， 连接组 件的第二端与滑台件铰接。

[0013] 一个优选的方案是， 第一加强部上开设有多个第一开口， 下盖板上与第一开口 \¥0 2019/114576 卩（：17 \2018/119045

3 相对应的位置处设置有与第一开口相配合的第 一卡勾； 第二加强部上开设有第 二开口， 上盖板上与第二开口相对应的位置处设置有与 第二开口相配合的第二 卡勾。

[0014] 一个优选的方案是， 下盖板的外端部具有在竖直方向上向顶座模块 一侧延伸的 第一遮挡部， 上盖板的外端部具有在竖直方向上向底座模块 一侧延伸的第二遮 挡部。

[0015] 一个优选的方案是， 底座模块和第一遮挡部一体成型。

[0016] 一个优选的方案是， 下盖板上远离顶座模块的一面设置有防滑块， 防滑块自下 盖板的底面外凸。

[0017] 一个优选的方案是， 下盖板上设置有第一盲孔组， 第一盲孔组沿竖直方向自下 盖板表面朝向顶座模块一侧延伸， 导轨的第一端安装在第一盲孔组上。

[0018] 进一步的方案是， 第一盲孔组包括多个第一盲孔， 在第一盲孔外设有多个板状 的加强筋， 多个加强筋沿第一盲孔的周向布置并垂直于下 盖板设置， 加强筋的 第一条边连接在第一盲孔的外周壁上， 加强筋的第二条边连接在下盖板朝向顶 座模块的一面上。

[0019] 进一步的方案是， 下盖板上还设置有带轮座， 带轮座安装在两个第一盲孔之间

[0020] 进一步的方案是， 底座模块、 第一盲孔组、 加强筋以及带轮座一体成型。

[0021] 一个优选的方案是， 上盖板上设置有第二盲孔组， 第二盲孔组沿竖直方向自上 盖板表面朝向底座模块一侧延伸， 导轨的第二端安装在第二盲孔组上。

[0022] 一个优选的方案是， 上盖板朝向底座模块的一面还设置有电机安装 槽和固定抱 环， 驱动电机通过固定抱环安装在电机安装槽内， 固定抱环可拆卸地安装在驱 动电机外。

[0023] 为了实现本发明的另一目的， 本发明提供一种三维打印机的组装方法， 三维打 印机为上述三维打印机， 并且三维打印机还包括挤丝马达和主控电路板 ， 挤丝 马达与顶座模块可拆卸地连接， 主控电路板设置在顶座模块上， 主控电路板分 别与打印头、 挤丝马达、 驱动电机电连接， 组装方法包括如下步骤： 将所述下 盖板、 所述滑台件、 所述上盖板分别与所述导轨固定连接的步骤； 将所述传动 \¥0 2019/114576 卩（：17 \2018/119045

4 带与所述上盖板、 所述下盖板连接的步骤； 将至少三组所述滑台组件模块与所 述底座模块固定连接； 将所述挤丝马达、 所述主控电路板与所述顶座模块连接 ； 将所述顶座模块与多组所述滑台组件模块固定 连接； 将所述打印模块与多组 所述滑台组件模块连接； 将所述主控电路板分别与所述挤丝马达、 所述打印模 块、 所述驱动电机电连接。

[0024] 一个优选的方案是， 将传动带与上盖板、 下盖板连接的步骤包括： 将传动带的 两端分别套装在上盖板、 下盖板的带轮上， 并对传动带的张紧力进行调节。

[0025] 一个优选的方案是， 将至少三组滑台组件模块与底座模块固定连接 的步骤： 将 多组滑台组件模块的下盖板与底座模块卡扣连 接， 再通过螺钉对下盖板与底座 模块进行固定连接。

问题的解决方案

发明的有益效果

有益效果

[0026] 通过将现有技术中由亚克力板构造的顶座模块 和底座模块替换并设计为注塑件 组合而成的结构， 大幅度地降低了生产成本， 同时简化了组装工序。 通过对三 维打印机的设置和结构设计， 使得三维打印机的各个主要部件均进行模块化 ， 从而使得三维打印机的机构更加简单， 更加便于车间对各部件进行加工， 能够 有效的提高生产效率， 并且， 模块化后的各部件进行组装更加简便， 更加便于 车间工人对各部件进行组装。 同时， 模块化后的三维打印机能够简化组装工序 并降低漏装零部件的风险， 并最大程度的减少螺栓的使用量， 提高产品的品质 和稳定性。 此外， 该三维打印机能够使得当自身的某一个零部件 出现故障时， 用户能够自行对三维打印机进行拆卸和组装， 便于用户自行对三维打印机进行 维护， 或者使得用户能够仅将出现故障的某一个零部 件寄回给厂商进行维修处 理， 而不用将整个三维打印机寄回给厂商， 降低了三维打印机的维护成本。

[0027] 并且， 底模模块与下盖板通过卡扣连接不仅安装简易 可靠， 同时， 能够简化组 装工序， 最大程度的减少螺栓的使用量， 提高产品的品质和稳定性。

[0028] 此外， 第一遮挡部和第二遮挡部的设置可防止三维打 印机上零部件脱落后飞出 ， 而对操作者造成意外伤害。 \¥0 2019/114576 卩（：17 \2018/119045

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[0029] 另外， 防滑块的设置有效防止三维打印机放置于工作 台上后滑动。

[0030] 而且， 加强筋对第一盲孔起到支撑和加强的作用， 防止第一盲孔从第一盲孔与 下盖板的连接处折断。

[0031] 同时， 将导轨的第一端安装在第一盲孔组上， 能够实现对导轨的快速组装和定 位， 从而实现滑台组件模块的快速组装。

[0032] 还有， 采用固定抱环固定驱动电机， 不仅拆卸和安装过程简易且固定牢靠。

对附图的简要说明

附图说明

[0033] 图 1是本发明三维打印机实施例的结构示意图。

[0034] 图 2是本发明三维打印机实施例中顶座模块、 驱动电机、 挤丝马达和主控电路 板的结构示意图。

[0035] 图 3是本发明三维打印机实施例中顶座模块和上� �板的结构分解图。

[0036] 图 4是本发明三维打印机实施例中滑台组件模块� �结构示意图。

[0037] 图 5是本发明三维打印机实施例中滑台组件模块� �局部剖视图。

[0038] 图 6是本发明三维打印机实施例中底座模块和下� �板的结构示意图。

[0039] 图 7是本发明三维打印机实施例中底座模块和下� �板第一视角的结构分解图。

[0040] 图 8是本发明三维打印机实施例中底座模块和下� �板第二视角的结构分解图。

[0041] 以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明 。

发明实施例

本发明的实施方式

[0042] 参照图 1和图 2， 三维打印机 1包括底座模块 2、 顶座模块 3、 三组滑台组件模块 4 、 打印模块 5、 挤丝马达 6以及主控电路板 7。 顶座模块 3与底座模块 2均为注塑件 ， 并且顶座模块 3与底座模块 2共轴线设置， 三组滑台组件模块 4沿所述底座模块 2的周向均匀地设置， 且三组滑台组件模块 4分别与底座模块 2、 顶座模块 3连接

[0043] 参见图 2和图 3， 顶座模块 3包括三个大致呈三角状的延伸部 31和三个加强部 32 ， 三个延伸部 31的内端部连接在一起， 三个延伸部 31与三个加强部 32在顶座模 块 3的周向上间隔并均匀布置， 加强部 32与相邻两个延伸部 31共同围成一个定位 \¥0 2019/114576 卩（：17 \2018/119045

6 槽 33。

[0044] 参见图 4至图 8， 底座模块 2包括三个大致呈三角状的延伸部 21和三个加强部 22 ， 三个延伸部 21的内端部连接在一起， 三个延伸部 21与三个加强部 32在底座模 块 2的周向上间隔并均匀布置， 加强部 22与相邻两个延伸部 21共同围成一个定位 槽 23， 每一个定位槽 33与一个定位槽 23上下相对地设置。

[0045] 每一组滑台组件模块 4包括上盖板 41、 下盖板 42、 传动带 43、 导轨 44、 滑台件 4 5和驱动电机 46。 上盖板 41与下盖板 42均为注塑件， 上盖板 41安装在一个定位槽 33内并与顶座模块 3可拆卸地固定连接， 下盖板 42位于一个定位槽 23内并与底座 模块 2可拆卸地固定连接， 导轨 44的两端分别与上盖板 41和下盖板 42固定连接， 传动带 43在平行于导轨 44的延伸方向上延伸， 传动带 43的两端分别与上盖板 41 和下盖板 42连接， 驱动电机 46的驱动轴与上盖板 41的带轮 413连接， 驱动电机 46 用于驱动传动带 43移动， 滑台件 45沿导轨 44的延伸方向与导轨 44可滑动地连接 。 底座模块 2的中部设置有打印平台 24, 并且， 打印平台 24与下盖板 42之间设置 有弹性件 25 , 优选地弹性件 25为弹簧。

[0046] 加强部 22上开设有多个开口 221， 下盖板 42上与开口 221相对应的位置处设置有 与开口 221相配合的卡勾 421， 卡勾 421与开口 221相扣合实现下盖板与底座模块 2 之间的定位。 下盖板 42的外端部具有在竖直方向上向顶座模块 3—侧延伸的遮挡 部 422。 下盖板 42上还设置有三个带轮座 426和三组第一盲孔组， 第一盲孔组沿 竖直方向自下盖板 42表面朝向顶座模块 3—侧延伸。 一组第一盲孔组包括两个第 一盲孔 425 , 带轮座 426安装在两个第一盲孔 425之间， 带轮座 426上设置有带轮 4 27。 在第一盲孔 425外设有多个板状的加强筋 424, 多个加强筋 424沿第一盲孔 42 5的周向布置并垂直于下盖板 42设置， 加强筋 424的第一条边连接在第一盲孔 425 的外周壁上， 加强筋 424的第二条边连接在下盖板 42朝向顶座模块 3的一面上。 底座模块 2、 遮挡部 422、 第一盲孔组、 加强筋 424以及带轮座 426—体成型。 下 盖板 42上远离顶座模块 3的一面设置有防滑块 423 , 防滑块 423自下盖板 42的底面 外凸。

[0047] 加强部 32上开设有开口 321， 上盖板 41上与开口 321相对应的位置处设置有与开 口 321相配合的卡勾 411， 卡勾 411与开口 321相扣合实现上盖板与顶座模块 3之间 \¥0 2019/114576 卩（：17 \2018/119045

7 的定位。 上盖板 41的外端部具有在竖直方向上向底座模块 2—侧延伸的遮挡部 41 2。 上盖板 41上设置有第二盲孔组， 第二盲孔组沿竖直方向自上盖板 41表面朝向 底座模块 2—侧延伸， 第一盲孔组与第二盲孔组上下相对地设置， 导轨 44两端分 别安装在第一盲孔组和第二盲孔组上。 上盖板 41朝向底座模块 2的一面还设置有 带轮 413、 电机安装槽 414和固定抱环 415， 带轮 413与带轮 427上下相对地设置。 驱动电机 46安装在电机安装槽 414内并通过固定抱环 415固定在上盖板 41上， 固 定抱环 415可拆卸地固定安装在驱动电机 46外。

[0048] 打印模块 5包括打印头 51和三组连接组件 52， 连接组件 52的第一端与打印头 51 铰接， 连接组件 52的第二端与滑台件 45铰接。

[0049] 挤丝马达 6与顶座模块 3可拆卸地连接， 挤丝马达 6与打印头 51之间设置有导管 6 1， 导管 61用于为打印材料进行导向， 并防止三维打印机 1在打印过程中打印材 料出现卡死、 断裂的情况发生。 主控电路板 7设置在顶座模块 3上， 主控电路板 7 分别与打印头 51、 挤丝马达 6和驱动电机 46电连接， 主控电路板 7用于获取三维 打印数据， 并协调、 控制打印头 51、 挤丝马达 6和驱动电机 46根据三维打印数据 进行打印作业。

[0050] 通过将现有技术中由亚克力板构造的顶座模块 和底座模块替换并设计为注塑件 组合而成的结构， 大幅度地降低了生产成本， 同时简化了组装工序。 通过对三 维打印机的设置和结构设计， 使得三维打印机的各个主要部件均进行模块化 ， 从而使得三维打印机的机构更加简单， 更加便于车间对各部件进行加工， 能够 有效的提高生产效率， 并且， 模块化后的各部件进行组装更加简便， 更加便于 车间工人对各部件进行组装。 同时， 模块化后的三维打印机能够简化组装工序 并降低漏装零部件的风险， 并最大程度的减少螺栓的使用量， 提高产品的品质 和稳定性。 此外， 该三维打印机能够使得当自身的某一个零部件 出现故障时， 用户能够自行对三维打印机进行拆卸和组装， 便于用户自行对三维打印机进行 维护， 或者使得用户能够仅将出现故障的某一个零部 件寄回给厂商进行维修处 理， 而不用将整个三维打印机寄回给厂商， 降低了三维打印机的维护成本。

[0051] 本实施例的三维打印机的组装方法， 包括如下步骤：

[0052] 组装滑台组件模块的步骤， 包括将所述下盖板、 所述滑台件、 所述上盖板分别 \¥0 2019/114576 卩（：17 \2018/119045

8 与所述导轨固定连接的步骤以及将所述传动带 与所述上盖板、 所述下盖板连接 的步骤：

[0053] 如图 4所示， 将导轨 44的第一端穿设在下盖板 42的盲孔 425内， 导轨 44的第一端 与盲孔 425过盈配合， 实现导轨 44、 与下盖板 42之间的固定连接。 接着， 沿导轨 44的延伸方向将每一组滑台组件模块 4的滑台件 45与导轨 44进行可滑动地连接， 即使滑台件 45内的直线轴承与导轨 44进行连接， 并使滑台件 45设置有铰轴的一 面朝向打印平台 24设置。 接着， 将导轨 44的第二端穿过上盖板 41的第二盲孔组 的盲孔内， 导轨 44的第二端与该盲孔过盈配合， 实现导轨 44和上盖板 41之间的 定位。 完成三组上盖板 41、 滑台件 45、 下盖板 42与导轨 44的连接。 接着， 将传 动带 43的两端分别套装在上盖板 41的带轮 413和下盖板 42的带轮 427上， 并对传 动带 43的张紧力进行调节， 保证驱动电机 46驱动传动带 43移动的可靠性。

[0054] 将三组滑台组件模块与底座模块固定连接的步 骤：

[0055] 如图 7所示， 将三组滑台组件模块 4的下盖板 42均通过卡勾 421扣合在底座模块 2 的开口 221内， 实现滑台组件模块 4与底座模块 2之间的定位， 再通过螺钉对所述 下盖板 42与所述底座模块 2进行固定连接。 完成三组滑台组件模块 4和底座模块 2 的连接。

[0056] 将挤丝马达、 主控电路板与顶座模块连接的步骤：

[0057] 如图 1和图 2所示， 将挤丝马达 6和主控电路板 7安装在顶座模块 3上， 并在打印 头 51的输入端与挤丝马达 6的挤出端之间连接导管 61。

[0058] 将顶座模块与三组滑台组件模块固定连接的步 骤：

[0059] 如图 3所示， 将三组滑台组件模块 4的上盖板 41均通过卡勾 411扣合在顶座模块 3 的开口 321内， 实现滑台组件模块 4与顶座模块 3之间的定位， 再通过螺钉对所述 上盖板 41与顶座模块 3进行固定连接。 完成三组滑台组件模块 4和顶座模块 3的连 接。

[0060] 将打印模块与三组滑台组件模块连接的步骤：

[0061] 如图 1所示， 将打印模块 5的三组连接块 53分别与三组滑台组件模块 4的滑台件 4

5连接。

[0062] 将打印平台与下盖板连接的步骤： \¥0 2019/114576 卩（：17 \2018/119045

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[0063] 螺栓依次穿过打印平台 24的通孔、 弹簧 25以及下盖板 42的通孔实现打印平台 24 与下盖板 42之间的连接。

[0064] 将主控电路板分别与挤丝马达、 打印模块、 驱动电机电连接的步骤：

[0065] 将驱动电机 46、 打印头 51、 挤丝马达 61分别与主控电路板 7进行电连接。

工业实用性

[0066] 本发明的三维打印机将各个主要部件进行模块 化， 使得结构更加简单， 进而使 得该三维打印机更加便于车间进行加工， 能够有效的提高生产效率， 并且， 通 过本发明提供的组装方法， 能够使得三维打印机的安装更加简便， 更加便于车 间工人对三维打印机进行组装。 同时， 该三维打印机的组装方法能够降低漏装 零部件的风险， 并最大程度的减少螺栓的使用量， 提高产品的品质和稳定性， 具有良好的工业实用性。

[0067] 最后需要强调的是， 以上所述仅为本发明的优选实施例， 并不用于限制本发明 ， 对于本领域的技术人员来说， 本发明可以有各种变化和更改， 凡在本发明的 精神和原则之内， 所做的任何修改、 等同替换、 改进等， 均应包含在本发明的 保护范围之内。