CN105690766B - 易于剥离增材制造打印台上成型件的装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及增材制造机床部件设计技术领域，尤其是涉及一种易于剥离增材制造打印台上成型件的装置，包括打印基座，预热基板，两个打印基板组和两个顶升机构；每个打印基板组均包括多个打印基板单元，多个打印基板单元平行间隔设置；预热基板设置在打印基座上，两个打印基板组均设置在预热基板上方，且一个打印基板组的相邻两个打印基板单元之间设置有另一个打印基板组的一个打印基板单元；每个打印基板组与一个顶升机构传动连接，顶升机构用于带动打印基板组上下移动。本发明提供的易于剥离增材制造打印台上成型件的装置，利用两个打印基板组间隔地上下移动，能有效剪切成型在打印基板上的物体，较省力的剥离粘结在打印基板上的成型件。
Description
技术领域
本发明涉及增材制造机床部件设计技术领域，尤其是涉及一种易于剥离增材制造打印台上成型件的装置。
背景技术
增材制造概念的提出始于20世纪80年代后期，我国则始于90年代初开始研究。经过短短20余年的时间，这一技术已取得了飞速发展，在航空航天、微纳制造、生物医学工程等诸多领域的应用前景十分广阔。增材制造(additive manufacturing，AM)技术是通过CAD设计数据采用材料逐层累加的方法制造实体零件的技术，相对于传统的材料去除(切削加工)技术，是一种“自下而上”材料累加的制造方法。其优势在于三维结构的快速和自由制造，被广泛应用于新产品开发、单件小批量制造。自20世纪80年代末增材制造技术逐步发展，期间也被称为“材料累加制造”(material increase manufacturing)、“快速原型”(rapid prototyping)、“分层制造”(layered manufacturing)、“实体自由制造”(solidfree-form fabrication)、“3D打印技术”(3D printing)等。名称各异的叫法分别从不同侧面表达了该制造技术的特点。
熔融沉积快速沉积技术FDM(Fused Deposition Modeling)是目前国内外应用最为广泛的快速成型技术之一。它可以快速，精确地将设计思想从CAD模型物化为具有一定功能的原型或零件，从而实现对产品的快速测评及修改，有效的缩短了产品的开发周期。具有成型速度快，结构易构性好，自动化程度高的优点。
但是目前包括FDM在内的几乎所有的增材制造技术对打印的成型件从打印台分离都有局限性，需要人工手动分离。以FDM打印成型件为例，由于FDM类打印机是高温熔料成型，所有耗材会凝固在平台上，比较难取下，费时费力。
发明内容
本发明的目的在于提供一种易于剥离增材制造打印台上成型件的装置，以解决现有技术中存在的难以将成型件从打印台上剥离下来的技术问题。
本发明提供的易于剥离增材制造打印台上成型件的装置，包括打印基座，预热基板，两个打印基板组和两个顶升机构；每个打印基板组均包括多个打印基板单元，多个打印基板单元平行间隔设置；预热基板设置在打印基座上，两个打印基板组均设置在预热基板上方，且一个打印基板组的相邻两个打印基板单元之间设置有另一个打印基板组的一个打印基板单元；每个打印基板组与一个顶升机构传动连接，顶升机构用于带动打印基板组上下移动。
进一步地，每个打印基板组还包括连接杆和多个固定杆；连接杆的侧壁上，沿连接杆延伸的方向，依次间隔的设置有多个固定杆；每个固定杆与一个打印基板单元连接；连接杆与顶升机构传动连接。
进一步地，每个打印基板组包括两个连接杆；每个打印基板单元的两端均设置有一个固定杆；每个打印基板组的一侧的多个固定杆均与一个连接杆连接，另一侧的多个固定杆与另一个连接杆连接；两个连接杆均与一个顶升机构传动连接。
进一步地，顶升机构包括电机、主传动轴、从传动轴、同步齿形带，以及四个齿条；电机设置在打印基座上，主传动轴的一端与电机的动力输出轴固定连接，主传动轴上设置有主皮带齿轮；从传动轴转动连接在打印基座上，从传动轴上设置有从皮带齿轮；主皮带齿轮与从皮带齿轮外套设有同步齿形带；
主传动轴的两端均设置有一个主动齿轮，从传动轴的两端均设置有一个从动齿轮；每个连接杆的两端均设置有一个齿条，每个连接杆的一个齿条与一个主动齿轮啮合，另一个齿条与一个从动齿轮啮合。
进一步地，打印基座与预热基板之间，设置有多个减震弹簧。
进一步地，易于剥离增材制造打印台上成型件的装置还包括控制器，控制器与电机电连接，用于控制调节电机的转动圈数，以控制调节打印基板组的行程距离。
进一步地，易于剥离增材制造打印台上成型件的装置还包括温度传感器，温度传感器设置在预热基板上，且温度传感器与控制器电连接。
本发明提供的易于剥离增材制造打印台上成型件的装置，利用两个打印基板组间隔地上下移动，能有效剪切成型在打印基板上的物体，较省力的剥离粘结在打印基板上的成型件。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的易于剥离增材制造打印台上成型件的装置的示意图；
图2为图1中I部位的细节图；
图3为本发明实施例提供的易于剥离增材制造打印台上成型件的装置中打印基板组的结构示意图；
图4-1为本实施例提供的易于剥离增材制造打印台上成型件的装置的初始工作状态图；
图4-2为本实施例提供的易于剥离增材制造打印台上成型件的装置的工作状态图一；
图4-3为本实施例提供的易于剥离增材制造打印台上成型件的装置的工作状态图二。
附图标记：
1-打印基座； 2-预热基板； 3-打印基板组；
31-打印基板单元； 32-连接杆； 33-固定杆；
41-电机； 42-主传动轴；
43-从传动轴； 44-同步齿形带； 45-齿条；
46-主皮带齿轮； 47-从皮带齿轮； 48-主动齿轮；
49-从动齿轮； 5-减震弹簧。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
图1为本发明实施例提供的易于剥离增材制造打印台上成型件的装置的示意图。如图1所示，本实施例提供的易于剥离增材制造打印台上成型件的装置，包括打印基座1，预热基板2，两个打印基板组3和两个顶升机构；每个打印基板组3均包括多个打印基板单元31，多个打印基板单元31平行间隔设置；预热基板2设置在打印基座1上，两个打印基板组3均设置在预热基板2上方，且一个打印基板组3的相邻两个打印基板单元31之间设置有另一个打印基板组3的一个打印基板单元31；每个打印基板组3与一个顶升机构传动连接，顶升机构用于带动打印基板组3上下移动。
其中，顶升机构的形式有多种，例如顶升机构包括气缸和连杆，打印基板组3的多个打印基板单元31平行间隔地固定连接在连杆上，气缸的活塞杆与连杆的一侧连接，气缸运行即带动打印基板组3上下运动；同理，顶升机构还可以包括液压缸和连杆，液压缸的活塞杆与连杆连接；顶升机构还可以包括有电机，齿轮，与齿轮啮合的齿条等等，电机带动齿轮转动，齿条固定于打印基板组3上，齿轮转动使得齿条上下运动，进而打印基板组3也上下运动。
两个打印基板组3均设置在预热基板2上，每组打印基板组3包括多个打印基板单元31，每个打印基板单元31组通过与预热基板2面接触定位，使得整个打印基板单元31组合的打印平面在打印的过程中有较高的平面度，保证了重复多次打印的过程中的平面形位公差精度，避免打印过程中出现单个打印基板单元31与整体基板平面出现错位现象。
在上述实施例的基础上，进一步地，每个打印基板组3还包括连接杆32和多个固定杆33；连接杆32的侧壁上，沿连接杆32延伸的方向，依次间隔的设置有多个固定杆33；每个固定杆33与一个打印基板单元31连接；连接杆32与顶升机构传动连接。
图3为本发明实施例提供的易于剥离增材制造打印台上成型件的装置中打印基板组的结构示意图。
参见图3，打印基板组3包括多个打印基板单元31、连接杆32和多个固定杆33，连接杆32上依次间隔地设置有多个固定杆33，且每个固定杆33与一个打印基板单元31连接，顶升机构只要作用在连接杆32上，即能够带动打印基板组3上下移动。
在上述实施例的基础上，进一步地，每个打印基板组3包括两个连接杆32；每个打印基板单元31的两端均设置有一个固定杆33；每个打印基板组3的一侧的多个固定杆33均与一个连接杆32连接，另一侧的多个固定杆33与另一个连接杆32连接；两个连接杆32均与一个顶升机构传动连接。
如图3所示，每个打印基板组3包括两个连接杆32，两个连接杆32分布在打印基板单元31的两端，每个打印基板单元31通过一个固定杆33与连接杆32连接。
在上述实施例的基础上，进一步地，顶升机构包括电机41、主传动轴42、从传动轴43、同步齿形带44，以及四个齿条45；电机41设置在打印基座1上，主传动轴42的一端与电机41的动力输出轴固定连接，主传动轴42上设置有主皮带齿轮46；从传动轴43转动连接在打印基座1上，从传动轴43上设置有从皮带齿轮47；主皮带齿轮46与从皮带齿轮47外套设有同步齿形带44；
主传动轴42的两端均设置有一个主动齿轮48，从传动轴43的两端均设置有一个从动齿轮49；每个连接杆32的两端均设置有一个齿条45，每个连接杆32的一个齿条45与一个主动齿轮48啮合，另一个齿条45与一个从动齿轮49啮合。
图2为图1中I部位的细节图。
参见图1和图2，电机41的动力输出轴与主传动轴42固定连接，主传动轴42上设置有主皮带齿轮46，从传动轴43上设置有从皮带齿轮47，通过同步齿形带44，电机41运转进而主传动轴42与从传动轴43均旋转；
主传动轴42的两端均设置有一个主动齿轮48，从传动轴43的两端均设置有一个从动齿轮49，每个连接杆32的两端均设置有一个齿条45，通过四个齿条45分别与两个主动齿轮48和两个从动齿轮49的啮合，电机41转动带动打印基板组3上下移动。
图4-1为本实施例提供的易于剥离增材制造打印台上成型件的装置的初始工作状态图；图4-2为本实施例提供的易于剥离增材制造打印台上成型件的装置的工作状态图一；图4-3为本实施例提供的易于剥离增材制造打印台上成型件的装置的工作状态图二。
参见图4-1，图4-2，图4-3，图中大方框代表成型件。本实施例提供的易于剥离增材制造打印台上成型件的装置，两组打印基板组3分别由两个电机41控制，为了方便说明，我们先暂定为电机一控制打印基板组一，电机二控制打印基板组二。
成型件首先打印完成后粘结在由两组打印基板组3形成的打印平台上如图4-1所示，电机一控制打印基板组一向上运动，使得粘结在打印基板组二上的工件粘结部分剥离如图4-2所示，随后打印基板组一回归，形成如图4-1所示的形态，然后电机二控制打印基板组二向上运动，使得粘结在打印基板组一上的工件粘结部分剥离如图4-3所示，至此成型件自动剥离完成。
在上述实施例的基础上，进一步地，打印基座1与预热基板2之间，设置有多个减震弹簧5。
如图1所示，预热基板2通过四个抗震弹簧支架连接在打印基座1上，减震弹簧5设置在四个弹簧支架上，便于提高整体打印稳定性。
在上述实施例的基础上，进一步地，易于剥离增材制造打印台上成型件的装置还包括控制器，控制器与电机41电连接，用于控制调节电机41的转动圈数，以控制调节打印基板组3的行程距离。
通过外部控制器控制电机41进而控制调节打印基板组3的运动行程，以使成型件每次剥离打印平台表面后，打印基板组3通过外部控制器回到初始状态。
在上述实施例的基础上，进一步地，易于剥离增材制造打印台上成型件的装置还包括温度传感器，温度传感器设置在预热基板2上，且温度传感器与控制器电连接。
打印基板单元31通过面接触有效的贴合预热基板2，从而有利于减少热应力，避免成型件的收缩和翘曲不均匀，进一步提高成型件的机械性能，因此预热基板2的温度控制尤为重要，我们通过在预热基板2上设置温度传感器，利用外部控制器对预热温度进行自动控温。
通过以上实施方式，本实施例提供的易于剥离增材制造打印台上成型件的装置，一次定位的条件下，满足机床在其上连续完成熔融沉积打印所需的工艺要求；可应用于三轴打印机或五轴熔融打印机上，通用性强；能有效剪切成型在打印基板上的物件，能较省力的剥离粘结在打印基板上的成型件。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (4)
1.一种易于剥离增材制造打印台上成型件的装置，包括打印基座，预热基板，两个打印基板组和两个顶升机构，其特征在于：
每个所述打印基板组均包括多个打印基板单元，多个所述打印基板单元平行间隔设置；所述预热基板设置在所述打印基座上，两个所述打印基板组均设置在所述预热基板上方，且一个所述打印基板组的相邻两个打印基板单元之间设置有另一个所述打印基板组的一个打印基板单元；每个所述打印基板组与一个所述顶升机构传动连接，所述顶升机构用于带动所述打印基板组上下移动；
每个所述打印基板组还包括连接杆和多个固定杆；所述连接杆的侧壁上，沿所述连接杆延伸的方向，依次间隔的设置有多个所述固定杆；每个所述固定杆与一个所述打印基板单元连接；所述连接杆与所述顶升机构传动连接；
所述顶升机构包括电机、主传动轴、从传动轴、同步齿形带，以及四个齿条；
所述电机设置在所述打印基座上，所述主传动轴的一端与所述电机的动力输出轴固定连接，所述主传动轴上设置有主皮带齿轮；所述从传动轴转动连接在所述打印基座上，所述从传动轴上设置有从皮带齿轮；所述主皮带齿轮与所述从皮带齿轮外套设有所述同步齿形带；
所述主传动轴的两端均设置有一个主动齿轮，所述从传动轴的两端均设置有一个从动齿轮；每个所述连接杆的两端均设置有一个所述齿条，每个所述连接杆的一个齿条与一个所述主动齿轮啮合，另一个所述齿条与一个所述从动齿轮啮合；
所述打印基座与所述预热基板之间，设置有多个减震弹簧。
2.根据权利要求1所述的易于剥离增材制造打印台上成型件的装置，其特征在于，每个所述打印基板组包括两个所述连接杆；每个所述打印基板单元的两端均设置有一个所述固定杆；每个所述打印基板组的一侧的多个所述固定杆均与一个所述连接杆连接，另一侧的多个所述固定杆与另一个所述连接杆连接；两个所述连接杆均与一个所述顶升机构传动连接。
3.根据权利要求1所述的易于剥离增材制造打印台上成型件的装置，其特征在于，还包括控制器，所述控制器与所述电机电连接，用于控制调节所述电机的转动圈数，以控制调节所述打印基板组的行程距离。
4.根据权利要求3所述的易于剥离增材制造打印台上成型件的装置，其特征在于，还包括温度传感器，所述温度传感器设置在所述预热基板上，且所述温度传感器与所述控制器电连接。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20180731 |