三维打印机及其组装方法与流程

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：

3d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。

而3d打印机是一种实现快速成型技术的机器，目前，3d打印机的种类包括熔融沉积(fdm)、光固化成型(sl)、选择性激光烧结(sls)和分层实体制造(lom)等，而其中以熔融沉积(fdm)式3d打印机最为常见，目前这种3d打印机有两种流行的运动控制方案包括xyz笛卡尔坐标系结构和delta并联臂结构。而目前，无论是笛卡尔坐标系结构的3d打印机还是并联臂结构的3d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，而这些连接方式存在的问题是：

第一，拆装不便，不利于车间员工对3d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。

第二，现有的3d打印机的结构决定了3d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3d打印机寄回给厂商进行售后处理，导致维修成本高。

第三，现有的3d打印机的结构使得用户无法自行动手组装产品，缺少diy的消费市场，不利于提高用户的体验感。

技术实现要素：

为了解决上述问题，本发明的主要目的是提供一种安装简便的三维打印机的组装方法。

本发明的另一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。

为了实现本发明的主要目的，本发明提供一种三维打印机的组装方法，三维打印机包括底座模块、顶座模块、三组导向装置、打印模块、挤丝马达和主控电路板，每一组导向装置包括上支座、下支座、传动带、导轨、滑车和驱动电机，驱动电机用于驱动传动带移动，其中，将三组下支座与底座模块固定连接的步骤；将导轨与下支座固定连接的步骤；将滑车与导轨连接的步骤；将打印模块与三组滑车连接的步骤；将顶座模块与三组上支座固定连接的步骤；将导轨与上支座固定连接的步骤；将传动带与上支座、下支座连接的步骤；将挤丝马达、主控电路板与顶座模块连接的步骤；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。

由上可见，将三维打印机的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，此外，该三维打印机的组装方法能够使得当该三维打印机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。

进一步的方案是，打印模块包括打印头、三组支臂和三组连接块，一组支臂的两端分别与打印头、一组连接块铰接，连接块设置有凸起，凸起上设置有卡齿，滑车滑块朝向打印模块的一面设置有凹槽，将打印模块与三组滑车连接的步骤包括：将每一组连接块的凸起插装在凹槽内，并使卡齿与传动带的带齿固定啮合。

由上可见，通过连接块能够实现支臂与导向装置的滑车的快速连接，并且通过连接块上的卡齿实现连接块与滑车的固定连接、滑车与传动带的固定连接，简化了打印模块与导向装置的连接步骤，免去了需要通过螺栓对连接块和滑车进行固定的繁琐操作，使得打印模块与导向装置之间进行拆装和维护更加方便。

更进一步的方案是，下支座设置有第一盲槽，第一盲槽的底部设置有第一定位孔，底座模块沿底座模块的周向均匀地设置有三组第一定位孔组，且底座模块的周壁沿周向均匀地设置有三组第一限位块，一组第一限位块与一组第一定位孔组相对应地设置，将三组下支座与底座模块固定连接的步骤包括：将底座模块分别嵌装在三组下支座的第一盲槽内，并使一组第一定位孔与一组第一限位块配合连接，对三组下支座与底座模块进行固定；将导轨与下支座固定连接的步骤包括：将一组导轨的第一端穿过一组第一定位孔组、一组下支座，并使导轨与下支座固定连接。

由上可见，通过将底座模块嵌装在下支座的第一盲槽内，并使第一定位孔与第一限位块进行配合连接，能够实现对下支座和底座模块之间的快速组装和定位，而将导轨的第一端穿过第一定位孔组和下支座，能够实现对导轨的快速组装和定位，以及实现对下支座和底座模块的初步固定。

更进一步的方案是，上支座设置有第二盲槽，第二盲槽的底部设置有第二定位孔，顶座模块沿周向均匀地设置有三组第二定位孔组，且顶座模块的周壁沿周向均匀地设置有三组第二限位块，一组第二限位块与一组第二定位孔组相对应地设置，将导轨与上支座固定连接的步骤包括：将一组导轨的第二端穿过一组第二定位孔组、一组上支座，并使导轨与上支座固定连接；将顶座模块与三组上支座固定连接的步骤包括：将顶座模块分别嵌装在三组上支座的第二盲槽内，并使一组第二定位孔与一组第二限位块配合连接，对三组上支座与顶座模块进行固定。

更进一步的方案是，将传动带与上支座、下支座连接的步骤包括：将传动带的两端分别套装在上支座、下支座的带轮上，并对传动带的张紧力进行调节。

由上可见，通过将顶座模块嵌装在上支座的第二盲槽内，并使第二定位孔与第二限位块进行配合连接，能够实现对上支座和顶座模块之间的快组组装和定位，而将导轨的第二端穿过第二定位孔组和上支座，能够实现对导轨的快速组装和定位，以及是实现对上支座和顶座模块的初步固定。

为了实现本发明的另一目的，本发明提供一种三维打印机，其中，包括底座模块、顶座模块、三组导向装置、打印模块、挤丝马达和主控电路板，底座模块的中部设置有打印平台，底座模块沿底座模块的周向均匀地设置有三组第一定位孔组，顶座模块与底座模块共轴线设置，顶座模块沿周向均匀地设置有三组第二定位孔组，一组第二定位孔组与一组第一定位孔组相对地设置，每一组导向装置包括上支座、下支座、传动带、导轨、滑车和驱动电机，上支座与顶座模块可拆卸地连接，且上支座设置在一组第二定位孔组处，下支座与底座模块可拆卸地连接，且下支座设置在一组第一定位孔组处，传动带的两端分别与上支座和下支座连接，驱动电机用于驱动传动带移动，导轨的第一端穿过一组第一定位孔组与下支座连接，导轨的第二端穿过一组第二定位孔组与上支座连接，滑车沿导轨的延伸方向与导轨可滑动地连接，滑块朝向打印平台的一面设置有凹槽，打印模块包括打印头、三组支臂和三组连接块，每一组连接块包括第一连接部和第二连接部，第一连接部与一组支臂的第一端铰接，第二连接部朝向滑车延伸地设置有凸起，凸起上设置有卡齿，连接块通过凸起与滑车可拆卸地连接，且卡齿穿过凹槽与传动带的带齿固定啮合，支臂的第二端与打印头铰接，挤丝马达与顶座模块可拆卸地连接，挤丝马达与打印头之间设置有导管，主控电路板设置在顶座模块上，主控电路板分别与打印头、挤丝马达电连接。

由上可见，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。

进一步的方案是，下支座朝向底座模块的一面设置有第一盲槽，第一盲槽的底部设置有第一定位孔，底座模块的周壁沿周向均匀地设置有三组第一限位块，一组第一限位块与一组第一定位孔组相对应地设置，下支座通过第一盲槽套装在底座模块上，且第一定位孔与一组第一限位块配合连接。

由上可见，通过将底座模块嵌装在下支座的第一盲槽内，并使第一定位孔与第一限位块进行配合连接，能够实现对下支座和底座模块之间的快速组装和定位，而将导轨的第一端穿过第一定位孔组和下支座，能够实现对导轨的快速组装和定位，以及实现对下支座和底座模块的初步固定。

更进一步的方案是，上支座朝向顶座模块的一面设置有第二盲槽，第二盲槽的底部设置有第二定位孔，顶座模块的周壁沿周向均匀地设置有三组第二限位块，一组第二限位块与一组第二定位孔组相对应地设置，上支座通过第二盲槽套装在顶座模块上，且第二定位孔与一组第二限位块配合连接。

由上可见，通过将顶座模块嵌装在上支座的第二盲槽内，并使第二定位孔与第二限位块进行配合连接，能够实现对上支座和顶座模块之间的快组组装和定位，而将导轨的第二端穿过第二定位孔组和上支座，能够实现对导轨的快速组装和定位，以及是实现对上支座和顶座模块的初步固定。

更进一步的方案是，上支座还设置有微动开关，微动开关与主控电路板电连接，微动开关的触发部朝向滑车设置。

由上可见，设置微动开关能够对滑车的位移临界点进行检测，以便三维打印机判断滑车的初始位置。

附图说明

图1是本发明三维打印机实施例的结构图。

图2是本发明三维打印机实施例的另一视角下的结构图。

图3是本发明三维打印机实施例的第一省略部分组件后的分解图。

图4是本发明三维打印机实施例的第二省略部分组件后的分解图。

图5是本发明三维打印机实施例的第三省略部分组件后的分解图。

图6是图5中a处的放大图。

图7是本发明三维打印机实施例的导向装置的第一局部剖视图。

图8是本发明三维打印机实施例的导向装置的第二局部剖视图。

图9是本发明三维打印机实施例的分解图。

以下结合附图及实施例对本发明作进一步说明。

具体实施方式

三维打印机实施例：

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、三组导向装置4、打印模块5、挤丝马达6以及主控电路板7。

参照图3，底座模块2的中部设置有打印平台21，并且，打印平台21与底座模块2的本体之间设置有弹性件。底座模块2沿底座模块2的周向均匀地设置有三组第一定位孔组22，此外，底座模块2的周壁沿底座模块2的周向均匀地设置有三组第一限位块221，一组第一限位块221与一组第一定位孔组22相对应地设置。

参照图4至图9，并结合图2，顶座模块3与底座模块2共轴线地设置，并且，顶座模块3沿底座模块2的周向均匀地设置有三组第二定位孔组31，一组第二定位孔组31与一组第一定位孔组22相对地设置，即一组第一定位孔组22的一个定位孔与相对应设置的一组第二定位孔组31的一个定位孔共轴线设置。此外，顶座模块3的周壁沿底座模块2的周向均匀地设置有三组第二限位块311，一组第二限位块311与一组第二定位孔组31相对应地设置。

三组导向装置4沿所述底座模块2的周向均匀地设置，且三组导向装置4分别与底座模块2、顶座模块3连接。具体地，每一组导向装置4包括上支座41、下支座42、传动带43、导轨44、滑车45以及驱动电机46。

其中，上支座41与顶座模块3可拆卸地连接，且上支座41设置在一组第二定位孔组31处。具体地，上支座41在朝向顶座模块3的一面设置有第二盲槽411，并且，第二盲槽411的底部设置有第二定位孔412。此外，上支座41朝向底座模块2的一面设置有盲孔组414，盲孔组414的盲孔沿导轨44的延伸方向设置，且盲孔组414的盲孔贯穿第二盲槽411。上支座41朝向底座模块2的一面还设置有微动开关413，微动开关413与主控电路板7电连接，且微动开关413的触发部朝向滑车45设置。上支座41通过第二盲槽411套装在顶座模块3上，且第二盲槽411的底部的第二定位孔412与顶座模块3上的一组第二限位块221配合连接，实现对上支座41与顶座模块3之间的定位。上支座41上还设置有带轮415，带轮415位于微动开关413远离滑车45的一侧上。

下支座42与底座模块2可拆卸地连接，且下支座42设置在一组第一定位孔组31处。具体地，下支座42朝向底座模块2的一面设置有第一盲槽421，并且，第一盲槽421的底部设置有第一定位孔422。此外，下支座42朝向顶座模块3的一面设置有盲孔组423，盲孔组423的盲孔沿导轨44的延伸方向设置，且盲孔组423的盲孔贯穿第一盲槽421。下支座42设置有带轮座424，带轮座424安装在下支座42朝向顶座模块3的一面上，带轮座424上设置有带轮425，带轮425与带轮415相对地设置。下支座42通过第一盲槽421套装在底座模块2上，且第一盲槽421的底部的第一定位孔422与底座模块3上的一组第二限位块311配合连接，实现对下支座42与底座模块3之间的定位。

导轨44的第一端穿过底座模块2的一组第一定位孔组22与下支座42连接，导轨44的第二端穿过与该第一定位孔组22相对设置的一组第二定位孔组31与上支座41连接。并且，滑车45沿导轨44的延伸方向与导轨44可滑动地连接，此外，滑车45朝向打印平台21的一面设置有凹槽451。传动带43穿过滑车45并穿过凹槽451，传动带43的两端分别与上支座41的带轮415和下支座42的带轮425连接，驱动电机46的驱动轴与上支座41的带轮415固定连接，驱动电机46用于通过带轮415驱动传动带43移动，且驱动电机46与上支座41固定连接。

打印模块5包括打印头51、三组支臂52以及三组连接块53，其中，每一组连接块53包括第一连接部531和与第一连接部531连接的第二连接部532，第一连接部531与一组支臂52的第一端铰接，且该组支臂52的第二端与打印头51连接，此外，三组支臂52沿底座模块2的周向均匀地设置。第二连接部532朝向滑车45延伸地设置有凸起533，且凸起533上设置有卡齿534。当连接块53与一组滑车45连接时，连接块53通过凸起533与滑车45可拆卸地连接，且凸起533上的卡齿534穿过凹槽451与传动带43的带齿固定啮合，并实现滑车45与传动带43的固定连接。

挤丝马达6与顶座模块3可拆卸地连接，且挤丝马达6与打印头51之间设置有导管61，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、驱动电机46和微动开关413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。

由上述方案可见，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，该三维打印机具有结构简单、安装简便且便于维护的优点。

三维打印机组装方法实施例：

结合图2至图9，本发明的三维打印机组装方法是用对上述实施例中的三维打印机1进行组装，三维打印机组装方法包括：

将三组下支座与底座模块固定连接的步骤：

如图3所示，将底座模块2分别嵌装在三组下支座42的第一盲槽421内，并使一组下支座42位于一组第一定位孔组22处，此外，使底座模块2的一组第一限位块221与一组下支座42的第一盲槽421的底部的第一定位孔422配合连接。

将导轨与下支座固定连接的步骤：

如图4所示，将导轨44的第一端穿过下支座42的盲孔组423的盲孔、底座模块2的一组第一定位孔组22，实现导轨44、下支座42和底座模块2之间的定位，接着，通过螺栓穿过通孔426对导轨进行固定，以及通过螺栓穿过通孔427对下支座42和底座模块2进行固定。完成三组下支座42和三组导轨44的连接。

将滑车与导轨连接的步骤：

如图5所示，沿导轨44的延伸方向将每一组导向装置4的滑车45与导轨44进行可滑动地连接，即使滑车45内的直线轴承与导轨进行连接，并使滑车45设置有凹槽451的一面朝向打印模块5设置。

将打印模块与三组滑车连接的步骤：

如图6和图7所示，并结合图5，将打印模块5的三组连接块53分别与三组导向装置4的滑车45连接，具体地，将每一组连接块53的第二连接部532的凸起533插装在相对应的一组滑车45的凹槽451内，并使连接块532的凸起533上的卡齿534与穿过滑车45的传动带43上的带齿固定啮合，进而实现对连接块53与滑车45进行固定、对滑车45与传动带43进行固定。

将顶座模块与三组上支座固定连接的步骤：

如图9所示，将顶座模块3分别嵌装在三组上支座41的第二盲槽411内，并使一组上支座41位于一组第二定位孔组31处，此外，使顶座模块3的一组第二限位块311与一组上支座41的第二盲槽411的底部的第二定位孔412配合连接，通过螺栓416对上支座41和顶座模块3进行固定。

将导轨与上支座固定连接的步骤：

将导轨44的第二端穿过上支座41的盲孔组413的盲孔，顶座模块3的一组第二定位孔组313，实现导轨44、上支座41和顶座模块3之间的定位，接着，通过螺栓对导轨44与上支座41进行固定。完成三组上支座41和三组导轨44的连接。

将传动带与上支座、下支座连接的步骤：

如图8所示，并结合图2，将传动带43的两端分别套接在上支座41的带轮415和下支座42的带轮425上，并对传动带43的张紧力进行调节，保证驱动电机46驱动传动带移动的可靠性。

将挤丝马达、主控电路板与顶座模块连接的步骤:

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。

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:

将驱动电机46、打印头51和挤丝马达61与主控电路板7进行电连接，并将三组滑车45分别移动至三组上支座41处，使三组滑车45分别与三组微动开关413的触发部邻接。

由上述方案可见，本发明提供的三维打印机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，此外，该三维打印机的组装方法能够使得当该三维打印机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。该组装方法具有安装简便的优点。

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。