CN107009616A - 一种双供料缸3d打印机的送粉机构 - Google Patents
一种双供料缸3d打印机的送粉机构 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及3d打印机领域，特别涉及一种双供料缸3d打印机的送粉机构，包括导向装置以及安装在导向装置上的刮料装置，该刮料装置通过一驱动装置可在导向装置上往复移动,所述导向装置和驱动装置均安装在一封闭的机箱内，所述导向装置包括两个间隔、平行设置的导轨，所述两个导轨上设有与二者滑动配合的滑块，所述刮料装置安装在滑块上,所述驱动装置包括位于两个导轨同侧端之间的第一皮带轮以及位于两个导轨另一同侧端之间的第二皮带轮，所述第一皮带轮和第二皮带轮上安装有皮带。相较于现有技术，本发明的铺设效率更高，制造成本更低，并且可有效保证粉料铺设的均匀度。
Description
技术领域
本发明涉及3d打印机领域，特别涉及一种双供料缸3d打印机的送粉机构。
背景技术
3D打印技术，亦可称为增材制造技术，通过自动化数控逐层材料累积的过程实现三维模型的打印。相对于传统的加工技术而言，3D打印技术不需要另行制作模具，直接加工出成品。而且能够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CAD模型，转化为具有一定功能的模型或器件。
目前，3D打印技术按照成型原理可以分为：激光选区烧结成型技术SLS、激光选区熔融成型技术SLM、覆膜砂成型技术FMS。SLS即激光选区烧结成型技术，是首先将CAD三维模型转化为STS文件，按照一定的厚度进行切片，得到切片的截面轮廓。然后控制激光束对模型实心部分的粉末进行扫描，使粉末颗粒熔化而互相粘结，逐步得到该层的轮廓。完成一层扫描后，工作台下降一层截面高度，再进行下一层的铺粉和烧结，最终形成三维模型。
现有的3D打印技术中铺粉工作原理是铺粉机构铺平一次，再次回到起始位置，启动供粉机构，控制铺粉机构进行下一次铺平，但这种结构复杂，而且工作效率低。此外，有的3D打印技术中使用的刮刀结构较为复杂，遇到外力碰撞易出现弯曲，严重影响铺粉质量，同时也会增加生产成本。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种双供料缸3d打印机的送粉机构。
为解决上述问题，本发明提供以下技术方案：
一种双供料缸3d打印机的送粉机构，包括导向装置以及安装在导向装置上的刮料装置，该刮料装置通过一驱动装置可在导向装置上往复移动,所述导向装置和驱动装置均安装在一封闭的机箱内，所述导向装置包括两个间隔、平行设置的导轨，所述两个导轨上设有与二者滑动配合的滑块，所述刮料装置安装在滑块上,所述驱动装置包括位于两个导轨同侧端之间的第一皮带轮以及位于两个导轨另一同侧端之间的第二皮带轮，所述第一皮带轮和第二皮带轮上安装有皮带。
进一步的，所述驱动装置还包括位于机箱底部的第一驱动电机，该第一驱动电机的主轴伸入机箱内与第一皮带轮连接，所述滑块的底部与皮带固定连接。
进一步的，滑块的底部固定安装有夹头，该夹头夹设在皮带上。
进一步的，所述刮料装置包括固定安装在滑块上的第二驱动电机，该第二驱动电机外部罩设有电机支架，电机支架的顶部设有悬臂，该悬臂的底部安装有一辊筒，辊筒的轴线平行于水平面，辊筒的端部通过连轴器与第二驱动电机的主轴连接，辊筒的转动方向与移动方向相反。
进一步的，刮料装置包括一刮刀，该刮刀安装在滑块上。
有益效果：本发明的一种双供料缸3d打印机的送粉机构，工作时通过驱动装置使滑块在导轨上移动，滑块上设有一悬臂，悬臂底部的滚筒在转动时形成扫动效果，通过双料缸的配合，在双料缸之间设置成型缸，滑块在两个料缸上方往复移动，两个料缸交替工作，通过辊筒将粉料扫动至成型缸内，并铺设均匀；相较于现有技术，本发明的铺设效率更高，制造成本更低，并且可有效保证粉料铺设的均匀度。
附图说明
图1为打印机外部立体结构示意图；
图2为打印机内部立体结构示意图；
图3为激光发射机构安装结构示意图；
图4为加热灯安装结构示意图；
图5为本发明图4中A处的放大图；
图6为送粉机构安装结构示意图一；
图7为送粉机构安装结构示意图二；
图8为送粉机构安装结构示意图二；
图9为本发明图8中B处的放大图；
图10为成型缸、第一料缸和第二料缸的内部结构示意图一；
图11为成型缸、第一料缸和第二料缸的内部结构示意图二；
图12为成型缸、第一料缸和第二料缸的内部结构示意图三；
附图标记说明：机架1，顶板1a，机箱1b，机壳2，舱门2a，成型缸3，第三升降台3a，第三丝杆导轨3b，第三固定螺母3c，第三活动螺母3d，第五驱动电机3e，第三导向杆3f，第三压缩防尘罩3g，第一料缸4，第一升降台4a，第一丝杆导轨4b，第一固定螺母4c，第一活动螺母4d，第三驱动电机4e，第一导向杆4f，第一压缩防尘罩4g，第二料缸5，第二升降台5a，第二丝杆导轨5b,第二固定螺母5c，第二活动螺母5d，第四驱动电机5e，第二导向杆5f，第二压缩防尘罩5g，激光发射器6a，振镜6b,灯架7a，加热灯7a1，导轨8a，滑块8a1，第一皮带轮8b，第二皮带轮8c，第一驱动电机8d，第二驱动电机8e，悬臂8f，电机支架8g，辊筒8h，第一回收缸9a，第二回收缸9b。
具体实施方式
下面结合说明书附图和实施例，对本发明的具体实施例做进一步详细描述：
参照图1至图12所示的一种双供料缸3d打印机，包括机架1以及设置在机架1外部的机壳2，所述机架1下方的中间位置设有成型缸3，成型缸3的左右两侧分别设有第一料缸4和第二料缸5，所述机架1上位于成型缸3的正上方设有激光发射机构，所述机架1上还设有可在第一料缸4、成型缸3和第二料缸5三者的上方往复移动的送粉机构；所述第一料缸4内部设有第一升降台4a，所述第二料缸5内部设有第二升降台5a，所述成型缸3内部设有第三升降台3a。
本发明的工作原理是：利用第一料缸4和第二料缸5储存粉料，送粉机构可以第一料缸4的旁侧为起始位置，第一升降台4a向上抬升，使粉料溢出第一料缸4，送粉机构向第二料缸5方向移动，移动的过程中进过成型缸3，从而将溢出的粉料输送至成型缸3内，第一料缸4一次溢出的粉料可满足铺平第三升降台3a要求的粉量，然后激光发射机构工作，根据计算机的切片文件，控制激光束对模型实心部分机型扫描，使粉末融化而互相粘结，逐步得到该层的轮廓，完成一层扫描后，第三升降台3a下降一层截面高度；此时送粉机构移动至第二料缸5旁侧的位置，此时由第二料缸5供料，第二升降台5a向上抬升，使粉料溢出第二料缸5，送粉机构向第一料缸4方向移动，移动过程中经过成型缸3，从而将溢出的粉料输送至成型缸3内，激光发射机构再次工作，如此反复，最终形成三维模型。
优选的，所述激光发射机构包括激光发射器6a以及正对激光发射器6a的振镜6b，振镜6b用于将激光发射器6a发出的激光投射至第三升降台3a最上层的打印平面上。具体的可以是通过系统控制振镜6b的反射角度使激光可分别延着横轴、纵轴扫描，也可以使通过振镜6b直接将激光发射器6a发出的点光源转换成面光源实现二维打印。
优选的，所述机架1上设有用于安装激光发射机构的顶板1a，该顶板1a下方的后端、左端和右端均设有隔板，三个隔板的底部连接在第一料缸4、成型缸3和第二料缸5的上端所处的平面内，并与该平面组成一前端设有取料口的成型室，所述机壳2上对应成型室的取料口设有一舱门2a。舱门2a在关闭后，成型室可完全封闭，并且通过机壳2形成第一层隔温层，通过三个隔板形成第二层隔温层，从而保证成型室的内部温度不受外部环境的影响。
优选的，所述顶板1a下方吊装有一矩形框架结构的灯架7a，该灯架7a下方安装有四个加热灯7a1，所述成型室内设有温度传感器。四个加热灯7a1的设置是为了对粉料进行预热，提高粉末材料对激光的能量吸收效率，使得粉末材料吸收能量均匀，从而提高粉末的烧结质量，温度传感器是为了感应成型室内的温度并且控制四个加热灯7a1的持续工作或者暂停工作。
优选的，所述顶板1a的下方设有与灯架7a配合的高度调节装置，以用于调节灯架7a的高度，提高加热灯7a1的加热效率。
优选的，所述送粉机机构包括导向装置以及安装在导向装置上的刮料装置，该刮料装置通过一驱动装置可在导向装置上往复移动。
优选的，所述机架1的背部设有一机箱1b，所述导向装置和驱动装置均安装在机箱1b内。导向装置和驱动装置安装在一封闭的机箱1b内，以避免粉料进入导向装置和驱动装置内导致机械出故障。
优选的，所述导向装置包括两个间隔、平行设置的导轨8a，所述两个导轨8a上设有与二者滑动配合的滑块8a1，所述刮料装置安装在滑块8a1上。
优选的，所述驱动装置包括位于两个导轨8a同侧端之间的第一皮带轮8b以及位于两个导轨8a另一同侧端之间的第二皮带轮8c，所述第一皮带轮8b和第二皮带轮8c上安装有皮带，所述驱动装置还包括位于机箱1b底部的第一驱动电机8d，该第一驱动电机8d的主轴伸入机箱1b内与第一皮带轮8b连接，所述滑块8a1的底部与皮带固定连接。通过第一驱动电机8d工作带动第一皮带轮8b移动，从而使滑块8a1连动。
优选的，滑块8a1的底部固定安装有夹头，该夹头夹设在皮带上。通过夹头将滑块8a1与皮带连接成一体。
优选的，所述刮料装置包括固定安装在滑块8a1上的第二驱动电机8e，该第二驱动电机8e外部罩设有电机支架8g，电机支架8g的顶部设有向成型室内延伸的悬臂8f，该悬臂8f的底部安装有一辊筒8h，辊筒8h的轴线平行于水平面，辊筒8h的端部通过连轴器与第二驱动电机8e的主轴连接，辊筒8h的转动方向与移动方向相反。本发明中辊筒8h转动方向与移动方向相反的设置的是为了在粉料的输送过程中形成扫动效果，避免转动方向与移动方向一致，导致辊筒8h对粉料形成碾压效果，无法完成粉料的转移。
优选的，刮料装置除上述一种设置外，还可以在滑块8a1上安装一刮刀，该刮刀直线向成型室内延伸，通过刮刀将第一料缸4或者第二料缸5内溢出的粉料刮到成型缸3内，相较于上述设置，单个的刮刀更为简洁，但是刮刀长时间工作与第一料缸4、成型缸3和第二料缸5的上表面摩擦会产生磨损，因此需定期更换；而辊筒8h则不需要直接直接与外物接触，没有磨损更换的弊端。
优选的，所述第一升降台4a的底部中心处安装有一竖立设置的第一丝杆导轨4b，所述第一料缸4底部固定安装有第一固定螺母4c，第一丝杆导轨4b插接在第一固定螺母4c内并与其螺接，第一丝杆导轨4b上套接有第一活动螺母4d，且第一活动螺母4d与第一丝杆导轨4b螺接，第一活动螺母4d位于第一料缸4底部和第一固定螺母4c之间，第一料缸4底部还安装有第三驱动电机4e，第一活动螺母4d外套设有传动组件，第三驱动电机4e通过皮带与传动组件传动连接。通过第三驱动电机4e驱动第一活动螺母4d转动，从而带动第一丝杆导轨4b直线运动，实现第一升降台4a在竖直方向上移动。
除第一丝杆导轨4b和第一活动螺母4d配合的驱动方式，还可以是在第一升降台4a底部安装一竖立设置的齿条，齿条与第一料缸4的底部活动插接配合，且第一料缸4底部设有涡轮蜗杆电机，蜗轮蜗杆电机的主轴上安装有与齿条啮合的齿轮，通过涡轮蜗杆电机驱动齿条沿竖直方向移动从而带动第一升降台4a移动。
另外，还可以是第一升降台4a的外边沿与第一料缸4内壁构成滑动配合，在第一料缸4的底部固定安装大行程的气缸、电缸或者油缸以用于驱动第一升降台4a在竖直方向移动。
优选的，所述第一升降台4a底部设有两个沿其中线对称设置的第一导向杆4f，该第一导向杆4f与第一料缸4底部活动插接配合，通过两个第一导向杆4f对第一升降台4a的运动起到导向作用。
优选的，为了避免料粉料进入第一丝杆导轨4b的螺纹上，在其运动时造成其损坏，所述第一升降台4a与第一料缸4的底部之间设有第一压缩防尘罩4g。
优选的，所述第二升降台5a的底部中心处安装有一竖立设置的第二丝杆导轨5b，所述第二料缸5底部固定安装有第二固定螺母5c，第二丝杆导轨5b插接在第二固定螺母5c内并与其螺接，第二丝杆导轨5b上套接有第二活动螺母5d，且第二活动螺母5d与第二丝杆导轨5b螺接，第二活动螺母5d位于第二料缸5底部和第二固定螺母5c之间，第二料缸5底部还安装有第四驱动电机5e，第二活动螺母5d外套设有传动组件，第四驱动电机5e通过皮带与传动组件传动连接。通过第四驱动电机5e驱动第二活动螺母5d转动，从而带动第二丝杆导轨5b直线运动，实现第二升降台5a在竖直方向上移动。
除第二丝杆导轨5b和第二活动螺母5d配合的驱动方式，还可以是在第二升降台5a底部安装一竖立设置的齿条，齿条与第二料缸5的底部活动插接配合，且第二料缸5底部设有涡轮蜗杆电机，蜗轮蜗杆电机的主轴上安装有与齿条啮合的齿轮，通过涡轮蜗杆电机驱动齿条沿竖直方向移动从而带动第二升降台5a移动。
另外，还可以是第二升降台5a的外边沿与第二料缸5内壁构成滑动配合，在第二料缸5的底部固定安装大行程的气缸、电缸或者油缸以用于驱动第二升降台5a在竖直方向移动。
优选的，所述第二升降台5a底部设有两个沿其中线对称设置的第二导向杆5f，该第二导向杆5f与第二料缸5底部活动插接配合，通过两个第二导向杆5f对第二升降台5a的运动起到导向作用。
优选的，为了避免料粉料进入第二丝杆导轨5b的螺纹上，在其运动时造成其损坏，所述第二升降台5a与第二料缸5的底部之间设有第二压缩防尘罩5g。
优选的，所述第三升降台3a的底部中心处安装有一竖立设置的第三丝杆导轨3b，所述成型缸3底部固定安装有第三固定螺母3c，第三丝杆导轨3b插接在第三固定螺母3c内并与其螺接，第三丝杆导轨3b上套接有第三活动螺母3d，且第三活动螺母3d与第三丝杆导轨3b螺接，第三活动螺母3d位于成型缸3底部和第三固定螺母3c之间，成型缸3底部还安装有第五驱动电机3e，第三活动螺母3d外套设有传动组件，第五驱动电机3e通过皮带与传动组件传动连接。通过第五驱动电机3e驱动第三活动螺母3d转动，从而带动第三丝杆导轨3b直线运动，实现第三升降台3a在竖直方向上移动。
除第三丝杆导轨3b和第三丝杆螺母配合的驱动方式，还可以是在第三升降台3a底部安装一竖立设置的齿条，齿条与成型缸3的底部活动插接配合，且成型缸3底部设有涡轮蜗杆电机，蜗轮蜗杆电机的主轴上安装有与齿条啮合的齿轮，通过涡轮蜗杆电机驱动齿条沿竖直方向移动从而带动第三升降台3a移动。
另外，还可以是第三升降台3a的外边沿与成型缸3内壁构成滑动配合，在成型缸3的底部固定安装大行程的气缸、电缸或者油缸以用于驱动第三升降台3a在竖直方向移动。
优选的，所述第三升降台3a底部设有四个呈矩形分布的第三导向杆3f，该第三导向杆3f与成型缸3底部活动插接配合，通过四个第三导向杆3f对第三升降台3a的运动起到导向作用，并使其移动时更加稳定。
优选的，为了避免料粉料进入第三丝杆导轨3b的螺纹上，在其运动时造成其损坏，所述第三升降台3a与成型缸3的底部之间设有第三压缩防尘罩3g。
优选的，所述第一料缸4的旁侧设有第一回收缸9a。
优选的，所述第二料缸5的旁侧设有第二回收缸9b。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作出任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。
Claims (5)
1.一种双供料缸3d打印机的送粉机构，其特征在于：包括导向装置以及安装在导向装置上的刮料装置，该刮料装置通过一驱动装置可在导向装置上往复移动,所述导向装置和驱动装置均安装在一封闭的机箱(1b)内，所述导向装置包括两个间隔、平行设置的导轨(8a)，所述两个导轨(8a)上设有与二者滑动配合的滑块(8a1)，所述刮料装置安装在滑块(8a1)上,所述驱动装置包括位于两个导轨(8a)同侧端之间的第一皮带轮(8b)以及位于两个导轨(8a)另一同侧端之间的第二皮带轮(8c)，所述第一皮带轮(8b)和第二皮带轮(8c)上安装有皮带。
2.据权利要求1所述的一种双供料缸3d打印机的送粉机构，其特征在于：所述驱动装置还包括位于机箱(1b)底部的第一驱动电机(8d)，该第一驱动电机(8d)的主轴伸入机箱(1b)内与第一皮带轮(8b)连接，所述滑块(8a1)的底部与皮带固定连接。
3.据权利要求1所述的一种双供料缸3d打印机的送粉机构，其特征在于：滑块(8a1)的底部固定安装有夹头，该夹头夹设在皮带上。
4.据权利要求1所述的一种双供料缸3d打印机的送粉机构，其特征在于：所述刮料装置包括固定安装在滑块(8a1)上的第二驱动电机(8e)，该第二驱动电机(8e)外部罩设有电机支架(8g)，电机支架(8g)的顶部设有悬臂(8f)，该悬臂(8f)的底部安装有一辊筒(8h)，辊筒(8h)的轴线平行于水平面，辊筒(8h)的端部通过连轴器与第二驱动电机(8e)的主轴连接，辊筒(8h)的转动方向与移动方向相反。
5.据权利要求1所述的一种双供料缸3d打印机的送粉机构，其特征在于：刮料装置包括一刮刀，该刮刀安装在滑块(8a1)上。
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