CN105834429A - 一种3d打印机环境状态保持与隔离装置 - Google Patents

一种3d打印机环境状态保持与隔离装置 Download PDF

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Abstract

一种3D打印机环境状态保持与隔离装置，包括一个分隔为两个既可以相互连通又可以相互隔离部分的密封舱和设置在密封舱内的加工件移送装置；本发明的有益效果是，将加工制造设备中的制造空间分隔为工艺加工和工艺准备两个既可隔离又可相互连通的密封区域，实现上述两个区域环境条件的独立或连通控制，而无需依赖于设备所处生产车间的大环境条件。

Description

一种3D打印机环境状态保持与隔离装置
技术领域
本发明属加工制造设备中由于对加工区域有环境条件有特殊要求，因此有必要将工艺准备过程和加工制造过程分别在不同空间区域完成的机械零件加工的设备区域，适合于电子零部件制造、安装装配、3D打印制造的设备技术领域。
背景技术
在机械零件加工制造，电子零部件制造、安装装配、3D打印制造的工艺技术中，有些加工制造工艺要求特殊的工艺环境，如一定的温度、湿度、真空度以及特定的环境气氛等。通常的解决方案是将加工制造设备安放在能满足并能保持工艺要求的环境中。但是，要在整个生产场所实现并保持特殊的工艺环境条件有时是不经济的，有时甚至是对操作人员的健康不利的。
发明内容
本发明的目的是提供一种设备系统，将某些工艺要求的特殊工艺环境条件有效地限制并保持在加工制造设备内部有必要的区域内，以达到节能、环保、有利于操作人员健康的多重目的。
一种3D打印机环境状态保持与隔离装置，包括一个分隔为两个既可以相互连通又可以相互隔离部分的密封舱和设置在密封舱内的加工件移送装置；其中：
所述密封舱1设为由两个独立密封区域的工作A区、工作B区组成，工作A区、工作B区分别设有抽气阀、进气阀；在工作A区、工作B区之间设置有一道隔离密封门14，在工作B区设置有一道进出密封门15；
所述加工件移送装置包括固定在工作A区内的固定托板框架3，设在工作B区的活动托板框架4，能够分别在固定托板框架3、活动托板框架4之间进行移动的工件托板2；活动托板框架4固定连接在一个直线导轨的滑块6上，直线导轨滑块6位于直线导轨7上，直线导轨7固定设置在工作B区内；在直线导轨滑块6上设有一根能够轴向移动、绕轴旋转的推拉杆5，在推拉杆5前端设有挂钩5.1，在工件托板2、活动托板框架4上相对应位置分别开设有能够钩挂挂钩5.1的矩形连接槽2.1、4.1。
本发明在工作A区设有抽气阀8、工作B区设有抽气阀9，抽气阀8、抽气阀9通过抽气管道共同与抽气总阀10连接；在工作A区设有进气阀11、工作B区设有进气阀12，进气阀11、进气阀12通过进气管道共同与进气总阀13连接。
本发明固定托板框架3设为一矩形框架，单边开口，在开口端矩形两侧设有导槽3.1；工件托板2通过导槽3.1插入固定托板框架3内；工件托板2上的矩形连接槽2.1位于远离所述开口端的一端。
本发明活动托板框架4设为一矩形框架，固定连接在一个直线导轨的滑块6上，活动托板框架4单边开口，在开口端矩形两侧设有导槽4.1；工件托板2通过导槽4.1插入活动托板框架4内；活动托板框架4开口端与固定托板框架3的开口端对应；推拉杆5为一根圆柱形杆，采用径向支撑座5.2固定在直线导轨滑块6上。
本发明的有益效果是，将加工制造设备中的制造空间分隔为工艺加工和工艺准备两个既可隔离又可相互连通的密封区域，物料在两个区域间传递时以安装在通用的(但不限于)直线导轨上的一种特殊的可分离/易复位的工件托板装置作为通道；而在进行物料准备时，先将上述通道收缩至工艺准备区域，在用密封门将工艺加工区与物料准备区密封隔离，通过抽气和进气阀门的开闭组合，实现上述两个区域环境条件的独立或连通控制，而无需依赖于设备所处生产车间的大环境条件。
附图说明
图1为本发明一种工作(连通)状态结构示意图；
图2为本发明另一种工作(隔离)状态结构示意图。
具体实施方式
见图1、图2，一种3D打印机环境状态保持与隔离装置，本发明其特征在于，包括分隔为两个既可以相互连通又可以相互隔离部分的一个密封舱和设置在密封舱内的加工件移送装置；其中：
所述密封舱1设为由两个独立密封区域的工作A区、工作B区组成，工作A区、工作B区分别设有抽气阀、进气阀；在工作A区、工作B区之间设置有一道隔离密封门14，在工作B区设置有一道进出密封门15；
所述加工件移送装置包括固定在工作A区内的固定托板框架3，能够分别在固定托板框架3、活动托板框架4之间进行移动的工件托板2；活动托板框架4固定连接在一个直线导轨滑块6上，直线导轨滑块6位于直线导轨7上，直线导轨7固定设置在工作B区内；在直线导轨滑块6上设有一根能够轴向移动、绕轴旋转的推拉杆5，在推拉杆5前端设有挂钩5.1，在工件托板2、活动托板框架4上相对应位置分别开设有能够钩挂挂钩5.1的矩形连接槽2.1、4.1。
本发明在工作A区设有抽气阀8、工作B区设有抽气阀9，抽气阀8、抽气阀9通过抽气管道共同与抽气总阀10连接；在工作A区设有进气阀11、工作B区设有进气阀12，进气阀11、进气阀12通过进气管道共同与进气总阀13连接。
本发明固定托板框架3设为一矩形框架，单边开口，在开口端矩形两侧设有导槽3.1；工件托板2通过导槽3.1插入固定托板框架3内；工件托板2上的矩形连接槽2.1位于远离所述开口端的一端。
本发明活动托板框架4设为一矩形框架，单边开口，在开口端矩形两侧设有导槽4.1；工件托板2通过导槽4.1插入活动托板框架4内；活动托板框架4开口端与固定托板框架3的开口端对应；推拉杆5为一根圆柱形杆，采用径向支撑座5.2固定在直线导轨的滑块6上。
本发明的所有相关动作可以由全手动，也可以由半机械、全机械、半自动全自动甚至智能机械手完成，因均不属于本发明权利要求的范围，以下描述中只提及动作过程，不涉及动作方法；同理，以下描述中也不涉及环境气氛的测量设备及方法。
抽气总阀10(常开)和进气总阀13(常开)分别与气氛控制设备(如除湿机)的气体入口和气体出口相连接形成回路。为了保持工艺加工区A的环境气氛，A区抽气阀8和进气阀11通常保持常开状态；而B区抽气阀9和进气阀12则通常保持常闭状态。当工件托板2位于固定托板框架3中时，属于制造工艺的生产状态，此时A区密封门14和B区密封门15至少有一个是关闭的，以确保工艺加工区A的环境气氛处于气氛控制设备的控制下。
当加工完成，需要从固定托板框架3中取出工件托板2时，先关闭B区密封门15(如果其此前是敞开的)，打开B区抽气阀9和进气阀12，使得B区的环境气氛达到与A区一致，然后打开A区密封门14，将安装在直线导轨滑块6上的活动托板框架4沿直线导轨7推送至固定托板框架3的开口端(图中所示的下端)，将属于工件托板装置的推拉杆5的短爪头推至并轴向旋入工件托板2下部的矩形连接槽中，用推拉杆5将工件托板2拉出固定托板框架3并进入活动托板框架4的导槽中直至活动托板框架4的底部，使工件托板2下部的矩形连接槽已与活动托板框架4下部的矩形连接槽自动对齐，此时将推拉杆5轴向逆时针旋转到底，使其长爪头同时抓住工件托板2下部的矩形连接槽和活动托板框架4下部的矩形连接槽，拉回推拉杆5，将工件托板2、活动托板框架4、直线导轨滑块6一同沿直线导轨7完全平移至工艺准备区B中。此时依次关闭A区密封门14，关闭B区抽气阀9和进气阀12，然后可以开启B区密封门15，从活动托板框架4的前端(图中上部)取出工件托板2以进行必要的工艺准备操作。
当工艺准备完成，需要将工件托板2送回固定托板框架3时，先将工件托板2从活动托板框架4的前端(图中上部)沿其导槽插入到底，使工件托板2下部的矩形连接槽已与活动托板框架4下部的矩形连接槽自动对齐，将推拉杆5的长爪头在矩形连接槽中逆时针旋转到底，使其长爪头同时抓住工件托板2下部的矩形连接槽和活动托板框架4下部的矩形连接槽。此时关闭B区密封门15，打开B区抽气阀9和进气阀12，使B区的舱内气氛与A区达到一致后打开A区密封门14，推出推拉杆5，将工件托板2、活动托板框架4、直线导轨滑块6一同沿直线导轨7完全平移至工艺加工区A中靠近固定托板框架3的位置，轴向顺时针旋转推拉杆5使其长爪头脱离工件托板2下部的矩形连接槽和活动托板框架4下部的矩形连接槽，并继续旋转至其短爪头进入工件托板2下部的矩形连接槽，继续推出推拉杆5，可将送入固定托板框架3的导槽中实现复位，轴向逆时针旋转推拉杆5使其爪头脱离工件托板2下部的矩形连接槽，拉回推拉杆5使其爪头到达活动托板框架4下部的矩形连接槽的位置，轴向逆时针旋转推拉杆5使其长爪头进入活动托板框架4下部的矩形连接槽，继续拉回推拉杆5直至活动托板框架4、直线导轨滑块6一同沿直线导轨7完全平移至工艺准备区B内。
至此，一个主要操作循环完成。继续的操作有两种选择：1)保持各阀门和密封门的状态不变，让工艺加工在A、B两区连通的状态下进行；或者2)关闭A区密封门14，关闭B区抽气阀9和进气阀12，让工艺加工在隔离他的A区内进行，然后可以打开B区密封门15，对B区内进行必要的操作。
1.(实施例)
在光敏树脂的3D打印(SLA)成型技术中，工艺要求盛有光敏树脂的原料槽处于极低湿度的环境中，否则已经装入设备打印区域的光敏树脂将因吸湿而失效。由于目前通常的3D打印设备的打印区域和托板上的工艺准备区域是同一个区域，打印区域内的气氛与设备外部的环境是相通的，这使得在载物托板上的准备操作不得不也在打印区域中进行，因此必须保持放置3D打印设备的整个生产车间任何时候(甚至无论是否有生产过程)都全时处于足够低湿度的状态。
为了从设备结构上改变上述困难，本发明被用于在光敏树脂的3D打印(SLA)成型设备中，将设备中的制造空间分隔为工艺加工和工艺准备两个既可隔离又可连通的独立区域，物料在两个区域间传递时以安装在通用的(但不限于)直线导轨上的一种特殊的可分离/易复位的工件托板装置作为通道；而在进行物料准备时，先将上述通道收缩至工艺准备区域，在用密封门将工艺加工区与物料准备区密封隔离，通过抽气和进气阀门的开闭组合，从而实现了上述两个区域环境条件的独立或连通控制，而无需依赖于设备所处生产车间的大环境条件。
本发明实施后，只需将除湿机的气体入口和气体出口分别与设备的抽气总阀10(常开)和进气总阀13(常开)相连接形成回路，就可实现直接对盛有光敏树脂的原料槽所在的打印区域进行全时湿度控制，而无需对打印设备所处的整个生产车间进行湿度控制，其带来的经济效益和环境效益是不言而喻的。

Claims (4)

1.一种3D打印机环境状态保持与隔离装置，其特征在于，包括一个分隔为两个既可以相互连通又可以相互隔离部分的密封舱和设置在密封舱内的加工件移送装置；其中：
所述密封舱(1)设为由两个独立密封区域的工作A区、工作B区组成，工作A区、工作B区分别设有抽气阀、进气阀；在工作A区、工作B区之间设置有一道隔离密封门(14)，在工作B区设置有一道进出密封门(15)；
所述加工件移送装置包括固定在工作A区内的固定托板框架(3)，设在工作B区的活动托板框架(4)，设置在固定托板框架(3)、能够在固定托板框架(3)、活动托板框架(4)之间进行移动的工件托板(2)；活动托板框架(4)固定连接在一个直线导轨的滑块(6)上，直线导轨的滑块(6)设在直线导轨(7)上，直线导轨(7)固定设置在工作B区内；在直线导轨滑块(6)上设有一根能够轴向移动、绕轴旋转的推拉杆(5)，在推拉杆(5)前端设有挂钩(5.1)，在工件托板(2)、活动托板框架(4)上相对应位置分别开设有能够钩挂挂钩(5.1)的矩形连接槽(2.1、4.1)。
2.根据权利要求1所述的一种3D打印机环境状态保持与隔离装置，其特征在于，在工作A区设有抽气阀(8)、工作B区设有抽气阀(9)，抽气阀(8)、抽气阀(9)通过抽气管道共同与抽气总阀(10)连接；在工作A区设有进气阀(11)、工作B区设有进气阀(12)，进气阀(11)、进气阀(12)通过进气管道共同与进气总阀(13)连接。
3.根据权利要求1所述的一种3D打印机环境状态保持与隔离装置，其特征在于，固定托板框架(3)设为一矩形框架，单边开口，在开口端矩形两侧设有导槽(3.1)；工件托板(2)通过导槽(3.1)插入固定托板框架(3)内；工件托板(2)上的矩形连接槽(2.1)位于远离所述开口端的一端。
4.根据权利要求1所述的一种3D打印机环境状态保持与隔离装置，其特征在于，活动托板框架(4)设为一矩形框架，固定连接在一个直线导轨的滑块(6)上，活动托板框架(4)单边开口，在开口端矩形两侧设有导槽(4.1)；工件托板(2)通过导槽(4.1)插入活动托板框架(4)内；活动托板框架(4)开口端与固定托板框架(3)的开口端对应；推拉杆(5)为一根圆柱形杆，采用径向支撑座(5.2)固定在直线导轨滑块(6)上。
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