CN103752829B - 带中心孔的金属坯3d打印装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种带中心孔的金属坯3D打印装置，包括打印箱、雾化喷头、沉积基体及中心孔调节杆，所述沉积基体固定在打印箱内，所述雾化喷头固定在打印箱上并与沉积基体相对应，所述中心孔调节杆固定在沉积基体中心并与沉积基体相垂直，中心孔调节杆的外径大小可调。该带中心孔的金属坯3D打印装置可以打印出带有中心孔的金属坯，不仅降低了生产成本，还大大提高了加工效率，同时，由于中心孔调节杆的外径可调、位置可调，可以加工出带有不同直径、不同位置的中心孔的金属坯，使用范围较广。
Description
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种带中心孔的金属坯3D打印装置。
背景技术
3D打印（3D printing），即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用熔融金属（合金）、粉末状金属（合金）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。这种技术的最大特点在于其几乎可以造出任何形状的物品。目前已成为国际和国内的前沿研究领域。
3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。过去其常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，现正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。以计算机三维设计模型为蓝本，通过软件分层离散和数控成型系统，利用激光束、热熔喷嘴等方式将金属粉末、陶瓷粉末、塑料、细胞组织等特殊材料进行逐层堆积黏结，最终叠加成型，制造出实体产品。与传统制造业通过模具、车铣等机械加工方式对原材料进行定型、切削以最终生产成品不同，3D打印将三维实体变为若干个二维平面，通过对材料处理并逐层叠加进行生产，大大降低了制造的复杂度。这种数字化制造模式不需要复杂的工艺、不需要庞大的机床、不需要众多的人力，直接从计算机图形数据中便可生成任何形状的零件，使生产制造得以向更广的生产人群范围延伸。
然而，现有的3D打印机一般功能较为单一，在打印带有中心孔的金属坯时，一般都是先通过打印机打印出实心金属坯，然后再将打印好的金属坯运输到冲床或切割机内加工出中心孔，这就在原有的3D打印机的基础上，需要购买冲孔设备或切割设备，大大提高了生产成本，而且还降低了生产效率。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：为了提供一种带中心孔的金属坯3D打印装置，能够打印出带有中心孔的金属坯，且中心孔位置和直径可调。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种带中心孔的金属坯3D打印装置，包括打印箱、雾化喷头、沉积基体及中心孔调节杆，所述沉积基体固定在打印箱内，所述雾化喷头固定在打印箱上并与沉积基体相对应，所述中心孔调节杆包括中心管、中心螺杆、调距螺母及调距连杆，所述中心管底部固定在沉积基体中心并与沉积基体相垂直，中心管顶部伸出打印箱，所述中心螺杆同轴设置在中心管内，中心螺杆与中心管之间设有空腔，所述调距螺母从上到下均匀固定在中心螺杆上，所述调距连杆沿调距螺母周向均匀设置，调距连杆两端分别通过铰链与调距螺母、中心管固定连接，所述中心螺杆底部设置有能够调节中心螺杆沿中心管上下移动的调节螺栓。
在进行金属坯3D打印时，可能需要在金属坯中心打孔。针对这一问题，一般厂家都是将打印好的金属坯搬运至冲床、切割装置等加工工位进行冲孔或切割，而并没有想到在原有的3D打印机上进行改进，这就在原有的3D打印机的基础上，需要购买冲孔设备或切割设备，大大提高了生产成本。因此，如何在原有的3D打印机上进行改进，使其能够打印出带有中心孔的金属坯是亟待解决的难点。
本发明在原有的3D打印机的基础上，增加了一根中心孔调节杆，雾化喷头围绕中心孔调节杆喷液，即可打印出带有中心孔的金属坯。
另外，本发明通过将调距连杆、调节螺栓及中心管巧妙的配合，使得该调节杆的外径可调，从而可以加工出含有不同直径中心孔的金属坯，大大提高了应用范围。
在某些特殊加工要求下，可能对金属坯的中心孔的位置有一定的要求。因此本发明在打印箱外设置有密封滑台，所述密封滑台沿打印箱左右或前后滑动连接，所述中心管上端穿过密封滑台并与密封滑台固定连接，当前后或左右滑动密封滑台时，整个中心孔调节杆随着密封滑台一起移动，而雾化喷头和沉积基体是不动的，打印出的金属坯的中心孔的位置即发生改变。
为了达到更好的打印效果，防止出现打印死角，所述雾化喷头的喷射口与水平面相倾斜，则雾化喷头可以对金属坯边缘的死角打印，得到的产品质量更好。
本发明对沉积基体也作了改进，沉积基体底部固定有能够控制沉积基体旋转的旋转机构，沉积基体底部固定有能够控制沉积基体上下移动的升降机构，从而大大提高了打印范围。
本发明的有益效果：本发明的带中心孔的金属坯3D打印装置可以打印出带有中心孔的金属坯，不仅降低了生产成本，还大大提高了加工效率，同时，由于中心孔调节杆的外径可调、位置可调，可以加工出带有不同直径、不同位置的中心孔的金属坯，使用范围较广。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明带中心孔的金属坯3D打印装置的结构示意图；
图2是本发明带中心孔的金属坯3D打印装置的中心孔调节杆的内部结构示意图；
图中：1.中心管，2.中心螺杆，3.调距螺母，4.调距连杆，5.铰链，6.调节螺栓，7.空腔，8.沉积基体，9.雾化喷头，10.金属坯，11.密封滑台，12.打印箱。
具体实施方式
现在结合附图对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1、图2所示，一种带中心孔的金属坯3D打印装置，包括打印箱12、雾化喷头9、沉积基体8及中心孔调节杆，所述沉积基体8固定在打印箱12内，所述雾化喷头9固定在打印箱12上并与沉积基体8相对应，所述中心孔调节杆包括中心管1、中心螺杆2、调距螺母3及调距连杆4，所述中心管1底部固定在沉积基体8中心并与沉积基体8相垂直，中心管1顶部伸出打印箱12，所述中心螺杆2同轴设置在中心管1内，中心螺杆2与中心管1之间设有空腔7，所述调距螺母3从上到下均匀固定在中心螺杆2上，所述调距连杆4沿调距螺母3周向均匀设置，呈“伞状”，调距连杆4两端分别通过铰链5与调距螺母3、中心管1固定连接，所述中心螺杆2底部设置有能够调节中心螺杆2沿中心管1上下移动的调节螺栓6。调节螺栓6与中心螺杆2螺纹连接，正向或反向旋转调节螺栓6即可带动中心螺杆2沿中心管1向上或向下移动。
本发明在原有的3D打印机的基础上，增加了一根中心孔调节杆，雾化喷头9围绕中心孔调节杆喷液，即可打印出带有中心孔的金属坯10。
另外，本发明通过将调距连杆4、调节螺栓6及中心管1巧妙的配合，使得该中心孔调节杆的外径可调，从而可以加工出含有不同直径中心孔的金属坯10，大大提高了应用范围。
正向旋转调节螺栓6，由于调节螺栓6与中心螺杆2螺纹连接，则中心螺杆2沿中心管1向下移动，带动调距螺母3向下移动，由于调距连杆4两端分别通过铰链5与调距螺母3、中心管1固定连接，则调距连杆4与水平面的夹角逐渐减小，即调距连杆4下端向外扩张，从而将中心管1直径撑大，从上到下设置的呈环形的调距连杆4即将整个中心管1的直径撑大，从而增加了中心管1的外径，可以加工中心孔较大的金属坯10；反向旋转调节螺栓6，则中心螺杆2沿中心管1向上移动，带动调距螺母3向上移动，由于调距连杆4两端分别通过铰链5与调距螺母3、中心管1固定连接，则调距连杆4与水平面的夹角逐渐增大，即调距连杆4下端向内收缩，从而将中心管1直径拉小，从上到下设置的呈环形的调距连杆4即将整个中心管1的直径拉小，从而减小了中心管1的外径，可以加工中心孔较小的金属坯10。
为了方便调节螺栓6调节，固定在调距螺母3上的铰链5的高度高于固定在中心管1上的铰链5的高度，使得调距连杆4呈伞状固定在调距螺母3周围。
本发明在打印箱12外设置有横向滑轨、纵向滑轨及密封滑台11，所述密封滑台11沿打印箱12的横向滑轨、纵向滑轨左右或前后滑动连接，所述中心管1上端穿过密封滑台11并与密封滑台11固定连接，当前后或左右滑动密封滑台11时，整个中心孔调节杆随着密封滑台11一起移动，而雾化喷头9和沉积基体8是不动的，打印出的金属坯10的中心孔的位置即发生改变。
为了达到更好的打印效果，防止出现打印死角，所述雾化喷头9的喷射口与水平面相倾斜，则雾化喷头9可以对金属坯10边缘的死角打印，得到的产品质量更好。
本发明对沉积基体8也作了改进，沉积基体8底部固定有能够控制沉积基体8旋转的旋转机构，沉积基体8底部固定有能够控制沉积基体8上下移动的升降机构，从而大大提高了打印范围。旋转机构及升降机构采用普通的旋转机构或升降机构即可实现。
加工时，根据加工要求，先调节密封滑台11的位置，使得中心孔调节杆到达指定位置；通过升降机构调节沉积基体8，使其到达指定高度；然后将中心孔调节杆底部与沉积基体8固定住；旋转调节螺栓6，使中心管1达到指定的直径；调整好雾化喷头9的位置，打开控制开关，旋转机构带动沉积基体8不断旋转，雾化喷头9即可在沉积基体8上进行3D打印。
与现有技术相比，本发明的带中心孔的金属坯3D打印装置可以打印出带有中心孔的金属坯10，不仅降低了生产成本，还大大提高了加工效率，同时，由于中心孔调节杆的外径可调、位置可调，可以加工出带有不同直径、不同位置的中心孔的金属坯10，使用范围较广。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (5)
1.一种带中心孔的金属坯3D打印装置，其特征在于：包括打印箱、雾化喷头、沉积基体及中心孔调节杆，所述沉积基体固定在打印箱内，所述雾化喷头固定在打印箱上并与沉积基体相对应，所述中心孔调节杆包括中心管、中心螺杆、调距螺母及调距连杆，所述中心管底部固定在沉积基体中心并与沉积基体相垂直，中心管顶部伸出打印箱，所述中心螺杆同轴设置在中心管内，中心螺杆与中心管之间设有空腔，所述调距螺母从上到下均匀固定在中心螺杆上，所述调距连杆沿调距螺母周向均匀设置，调距连杆两端分别通过铰链与调距螺母、中心管固定连接，所述中心螺杆底部设置有能够调节中心螺杆沿中心管上下移动的调节螺栓。
2.如权利要求1所述的带中心孔的金属坯3D打印装置，其特征在于：所述打印箱外设置有密封滑台，所述密封滑台沿打印箱左右或前后滑动连接，所述中心管上端穿过密封滑台并与密封滑台固定连接。
3.如权利要求1所述的带中心孔的金属坯3D打印装置，其特征在于：所述雾化喷头的喷射口与水平面相倾斜。
4.如权利要求1所述的带中心孔的金属坯3D打印装置，其特征在于：所述沉积基体底部固定有能够控制沉积基体旋转的旋转机构。
5.如权利要求1所述的带中心孔的金属坯3D打印装置，其特征在于：所述沉积基体底部固定有能够控制沉积基体上下移动的升降机构。
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