CN106827523B - 自取粉式3d打印机铺粉系统 - Google Patents

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Abstract

自取粉式3D打印机铺粉系统,属于增材制造领域;该系统利用多功能铺粉箱的铺粉运动巧妙取粉,实现双向自动换刀铺粉;当铺粉箱后退、退至与滑板接触后,铺粉箱就推动滑板一同后退,直至供粉箱的出粉口打开,供粉箱的出粉口打开后,待用粉就从供粉箱的腹腔中漏到铺粉箱中,至漏满;铺粉箱返回时,滑板在弹簧的作用下,又将供粉箱的出粉口关闭;当铺粉箱前进时,铺粉箱内的待用粉从铺粉箱下端的出粉口漏出,并通过其下部的刮刀使待用粉在成型缸上面铺平;结构独特,成本低、效率高。

Description

自取粉式3D打印机铺粉系统
技术领域
本发明涉及增材制造领域,尤其是“分层制造、逐层叠加”而形成工件的3D打印机。
背景技术
采用不同的材料、或不同的成型工艺,3D打印机的结构和原理也有所不同,逐层铺粉烧结成型、或逐层铺粉固化成型的3D打印机,是目前结构较为成熟的3D打印机之一,包括金属粉和非金属粉3D打印机。图1、图2是3D打印机示意图,通常其主要结构由供粉装置1、铺粉刮刀装置7、成型缸系统6、烧结(或固化)装置8、收粉腔5以及控制系统、冷却和气循环系统等构成;打印零件的步骤主要有三步,第一步:送粉;供粉装置1将粉料送到铺粉刮刀装置7的刮刀前面。第二步:铺粉;铺粉刮刀装置7的刮刀水平移动,将待用粉2铺平。第三步:烧结(或固化);烧结(或固化)装置8工作,将实用粉料烧结(或固化)。实际中,这三步是机器长时间重复循环的工作过程,在这一过程中,任意一次出现问题,所打印的零件就会报废;当前公知的供粉、铺粉装置结构复杂、占用空间大,效率低、还存有供粉不可靠等问题。
发明内容
为了解决现有3D打印机存在的上述问题,本发明提供一种自取粉式3D打印机铺粉系统,该系统借用铺粉箱的铺粉运动巧妙取粉,并实现双向铺粉,结构简单,效率提高。
本发明采取的技术方案是:自取粉式3D打印机铺粉系统包括供粉装置和铺粉刮刀装置;供粉装置置于铺粉刮刀装置上方的后部,其供粉箱(101)固装在机架(100)上,供粉箱(101)的下方设有出粉口,出粉口下方是滑板(103),滑板(103)嵌装在导槽(或称导轨)内,滑板(103)能够沿导槽滑动,滑板(103)后部是弹簧(102),滑板(103)在弹簧(102)的作用下始终处于前部,并使供粉箱(101)的出粉口保持常闭状态;铺粉刮刀装置置于成型缸系统上方,其铺粉箱(701)通过导轨(11)与机架(100)连接,铺粉箱(701)在行走驱动机构的作用下,能够沿导轨(11)前后往复运动,铺粉箱(701)的下部装有刮刀;当铺粉箱(701)后退、退至与滑板(103)接触后,铺粉箱(701)就推动滑板(103)一同后退,直至供粉箱(101)的出粉口打开,供粉箱(101)的出粉口打开后,待用粉(2)就从供粉箱(101)的腹腔中漏到铺粉箱(701)中,至漏满;铺粉箱(701)返回时,滑板(103)在弹簧(102)的作用下,又将供粉箱(101)的出粉口关闭;当铺粉箱(701)前进时,铺粉箱(701)内的待用粉(2)从铺粉箱(701)下端的出粉口漏出,并通过其下部的刮刀使待用粉(2)在成型缸上面铺平。
本发明的有益效果是,利用多功能铺粉箱的铺粉运动巧妙取粉,实现双向自动换刀铺粉,结构独特,成本低、效率高。
附图说明
图1是3D打印机主机剖视示意图。
图2是图1的A-A剖视示意图。
图3是自取粉式3D打印机结构示意图-烧结(或固化)状态。
图4是自取粉式3D打印机结构示意图-铺粉状态。
图5是铺粉刮刀装置局部放大示意图-铺粉状态。
图6是供粉装置局部放大示意图。
图7是自取粉式3D打印机结构示意图-换刀状态。
图8是铺粉刮刀装置局部放大示意图-换刀状态。
图9是自取粉式3D打印机结构示意图-取粉状态。
图10是铺粉刮刀装置局部放大示意图-取粉状态。
图11是铺粉刮刀装置另一结构局部放大示意图。
图12是铺粉箱三维示意图。
图13是铺粉箱三维纵剖示意图。
图14是铺粉箱三维横剖示意图。
图中:1.供粉装置,2.待用粉,3.活塞,4.工件,5.收粉腔,6.成型缸系统,7.铺粉刮刀装置,8.烧结(或固化)装置,11.导轨,12.电机,13.后撞块,14.前撞块,100.机架,101.供粉箱,102.弹簧,103.滑板,501.收粉腔A,701.铺粉箱,702.轴,703.转阀芯,704.后刮刀,705.压刀条,706.螺钉,707.前刮刀,708.撞叉,7081.撞叉前爪,7082.撞叉后爪。
具体实施方式
如图3~图14所示,是本发明实施例,自取粉式3D打印机铺粉系统包括供粉装置和铺粉刮刀装置;其特点是:供粉装置包括供粉箱(101)、弹簧(102)和滑板(103);供粉装置置于铺粉刮刀装置上方的后部,其供粉箱(101)固装在机架(100)上,供粉箱(101)的下方设有出粉口,出粉口下方是滑板(103),滑板(103)嵌装在导槽(或称导轨)内,滑板(103)能够沿导槽滑动,滑板(103)后部是弹簧(102),滑板(103)在弹簧(102)的作用下始终处于前部,并使供粉箱(101)的出粉口保持常闭状态;铺粉刮刀装置包括铺粉箱(701)、轴(702)、转阀芯(703)、后刮刀(704)、压刀条(705)、螺钉(706)、前刮刀(707)、撞叉(708)、导轨(11)、后撞块(13)、前撞块(14)以及行走驱动机构;铺粉刮刀装置置于成型缸系统上方,其铺粉箱(701)通过导轨(11)与机架(100)连接,铺粉箱(701)在行走驱动机构的作用下,能够沿导轨(11)前后往复运动,铺粉箱(701)的下部装有刮刀;当铺粉箱(701)后退、退至与滑板(103)接触后,铺粉箱(701)就推动滑板(103)一同后退,直至供粉箱(101)的出粉口打开,供粉箱(101)的出粉口打开后,待用粉(2)就从供粉箱(101)的腹腔中漏到铺粉箱(701)中,至漏满;铺粉箱(701)返回时,滑板(103)在弹簧(102)的作用下,又将供粉箱(101)的出粉口关闭;当铺粉箱(701)前进时,铺粉箱(701)内的待用粉(2)从铺粉箱(701)下端的出粉口漏出,并通过其下部的刮刀使待用粉(2)在成型缸上面铺平。
如图5、图8、图10、图11、图12、图13、图14所示,铺粉系统的铺粉箱(701)是一个多功能零件,其特点是:铺粉箱(701)是内外箱叠套式结构,内箱高于外箱,内箱的上端面与供粉箱(101)出口的下端面平齐,内箱的下部插入外箱的腹中,外箱环围着内箱,外箱上口的周围与内箱留有缝隙,外箱下端较内箱长出;铺粉箱(701)有三种主要功能:第一,铺粉箱(701)在供粉箱(101)下方取粉时,供粉箱(101)中的待用粉(2)自然漏入铺粉箱(701)中,不需要外部动力,包括起着阀门作用的滑板(103)的开与关,第二,枉撒的粉料全部由铺粉箱(701)的外箱接收,第三,供粉量不需要其它控制,取粉时漏满为止,铺粉时剩余足够量就再次去取。
如图11所示,自取粉式3D打印机铺粉系统为双向铺粉结构,其特点是:在铺粉箱(701)下端出粉口的前后分别设有前刮刀(707)和后刮刀(704),当铺粉箱(701)前进时,铺粉箱(701)内的待用粉(2)从铺粉箱(701)下端的出粉口漏出,通过后刮刀(704)将待用粉(2)刮平,即铺粉系统左铺粉,当铺粉箱(701)后退时,铺粉箱(701)内的待用粉(2)从铺粉箱(701)下端的出粉口漏出,通过前刮刀(707)将待用粉(2)刮平,即铺粉系统右铺粉;铺粉系统前进一次、铺粉一次、烧结(或固化)一次,后退一次、铺粉一次、烧结(或固化)一次,此种铺粉方式称为双向铺粉,双向铺粉充分利用了铺粉刮刀装置的返回时间,铺粉效率提高一倍。
如图4、图5、图7、图8、图9、图10所示,自取粉式3D打印机铺粉系统为双向换刀铺粉结构,其特点是:在铺粉箱(701)下端出粉口处设有前刮刀(707)和后刮刀(704),前刮刀(707)和后刮刀(704)通过压刀条(705)、螺钉(706)固装在转阀芯(703)上,转阀芯(703)通过铰链连接在铺粉箱(701)上,转阀芯(703)能够前后摆动;当铺粉箱(701)后退时,转阀芯(703)向前摆动,待用粉(2)从铺粉箱(701)下端的后半出粉口漏下,通过后刮刀(704)将待用粉(2)刮平,即铺粉系统右铺粉;当铺粉箱(701)前进时,转阀芯(703)向后摆动,待用粉(2)从铺粉箱(701)下端的前半出粉口漏下,通过前刮刀(707)将待用粉(2)刮平,即铺粉系统左铺粉;这种铺粉方式能够把每次烧结(或固化)后的余渣分别推到收粉腔A(501)和收粉腔(5)中,使余渣不再进入下次的烧结(或固化)过程中,所以,提高了被打印零件的品质。
如图4、图5、图7、图8、图9、图10所示,自取粉式3D打印机铺粉系统为双向自动换刀铺粉结构,其特点是:转阀芯(703)通过铰链连接在铺粉箱(701)上,转阀芯(703)的端部固装有撞叉(708),撞叉(708)上设有撞叉前爪(7081)和撞叉后爪(7082),撞叉前爪(7081)仅能够碰上后撞块(13),撞叉后爪(7082)仅能够碰上前撞块(14),后撞块(13)在铺粉箱(701)的后部、固装在机架(100)上,前撞块(14)在铺粉箱(701)的前部、也固装在机架(100)上;当铺粉箱(701)后退、接近其极限位置时,撞叉前爪(7081)就碰上后撞块(13),使转阀芯(703)向后摆动,为铺粉箱(701)再次前进做好了准备;当铺粉箱(701)前进、接近其极限位置时,撞叉后爪(7082)就碰上前撞块(14),使转阀芯(703)向前摆动,为铺粉箱(701)再次后退又做好了准备,如此循环往复,就实现了铺粉系统的自动铺粉过程;转阀芯(703)的摆动也可以借助于用其它动力实现,包括直接使用伺服电机驱动。

Claims (2)

1.自取粉式3D打印机铺粉系统,包括供粉装置和铺粉刮刀装置;其特征是:供粉装置包括供粉箱(101)、弹簧(102)和滑板(103);供粉装置置于铺粉刮刀装置上方的后部,其供粉箱(101)固装在机架(100)上,供粉箱(101)的下方设有出粉口,出粉口下方是滑板(103),滑板(103)嵌装在导槽内,滑板(103)能够沿导槽滑动,滑板(103)后部是弹簧(102),滑板(103)在弹簧(102)的作用下始终处于前部,并使供粉箱(101)的出粉口保持常闭状态;铺粉刮刀装置包括铺粉箱(701)、轴(702)、转阀芯(703)、后刮刀(704)、压刀条(705)、螺钉(706)、前刮刀(707)、撞叉(708)、导轨(11)、后撞块(13)、前撞块(14)以及行走驱动机构;铺粉刮刀装置置于成型缸系统上方,其铺粉箱(701)通过导轨(11)与机架(100)连接,铺粉箱(701)在行走驱动机构的作用下,能够沿导轨(11)前后往复运动,铺粉箱(701)的下部装有刮刀;
在铺粉箱(701)下端出粉口的前后分别设有前刮刀(707)和后刮刀(704),当铺粉箱(701)前进时,铺粉箱(701)内的待用粉(2)从铺粉箱(701)下端的出粉口漏出,通过后刮刀(704)将待用粉(2)刮平,即铺粉系统左铺粉,当铺粉箱(701)后退时,铺粉箱(701)内的待用粉(2)从铺粉箱(701)下端的出粉口漏出,通过前刮刀(707)将待用粉(2)刮平,即铺粉系统右铺粉;
在铺粉箱(701)下端出粉口处设有前刮刀(707)和后刮刀(704),前刮刀(707)和后刮刀(704)通过压刀条(705)、螺钉(706)固装在转阀芯(703)上,转阀芯(703)通过铰链连接在铺粉箱(701)上,转阀芯(703)能够前后摆动;当铺粉箱(701)后退时,转阀芯(703)向前摆动,待用粉(2)从铺粉箱(701)下端的后半出粉口漏下,通过后刮刀(704)将待用粉(2)刮平,即铺粉系统右铺粉;当铺粉箱(701)前进时,转阀芯(703)向后摆动,待用粉(2)从铺粉箱(701)下端的前半出粉口漏下,通过前刮刀(707)将待用粉(2)刮平,即铺粉系统左铺粉;
转阀芯(703)通过铰链连接在铺粉箱(701)上,转阀芯(703)的端部固装有撞叉(708),撞叉(708)上设有撞叉前爪(7081)和撞叉后爪(7082),撞叉前爪(7081)仅能够碰上后撞块(13),撞叉后爪(7082)仅能够碰上前撞块(14),后撞块(13)在铺粉箱(701)的后部、固装在机架(100)上,前撞块(14)在铺粉箱(701)的前部、也固装在机架(100)上。
2.根据权利要求1所述的自取粉式3D打印机铺粉系统,铺粉箱(701)是一个多功能零件;其特征是:铺粉箱(701)是内外箱叠套式结构,内箱高于外箱,内箱的上端面与供粉箱(101)出口的下端面平齐,内箱的下部插入外箱的腹中,外箱环围着内箱,外箱上口的周围与内箱留有缝隙,外箱下端较内箱长出。
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