CN107774998A - 铺粉装置及3d打印设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种铺粉装置及3D打印设备，该铺粉装置用于铺压金属粉末,包括用于传送金属粉末的送粉机构、用于接收金属粉末并测量金属粉末的重量的称重组件、以及用于从称重组件取粉且与送粉机构连接的铺粉机构，称重组件包括用于接收金属粉末的接收件，以及设于接收件上且与送粉机构电连接的称重传感器。本发明提供的铺粉装置及3D打印设备，通过设置测量金属粉末重量的称重组件，且通过称重组件中的称重传感器控制送粉机构的送粉进程，使该铺粉装置实现定量取粉，保证成型过程的正常进行。

Description

铺粉装置及3D打印设备
技术领域
本发明属于3D打印技术领域，更具体地说，是涉及一种铺粉装置及包括该铺粉装置的3D打印设备。
背景技术
电子束选区融化(EBSM)技术是一种以高能电子束为加工热源，选区熔化金属粉末并使其成型的一种金属零件直接成型技术。在3D打印设备中，通常使用EBSM技术逐层打印金属零件，其中，用于铺压每一层的金属粉末的装置称为铺粉装置。现有的铺粉装置包括刮板式铺粉装置、辊子式铺粉装置以及移动料斗式铺粉装置，上述三种铺粉装置均不能定量取粉，容易导致成型过程中断。
发明内容
本发明的目的在于提供一种铺粉装置及3D打印设备，以解决现有技术中存在的铺粉装置不能定量取粉的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种铺粉装置，用于铺压金属粉末，包括用于传送所述金属粉末的送粉机构、用于接收所述金属粉末并测量所述金属粉末的重量的称重组件、以及用于从所述称重组件取粉且与所述送粉机构连接的铺粉机构，所述称重组件包括用于接收所述金属粉末的接收件，以及设于所述接收件上且与所述送粉机构电连接的称重传感器。
进一步地，所述接收件与所述铺粉机构转动连接，所述接收件包括用于接收所述金属粉末的称粉板以及用于与所述铺粉机构配合取粉的平衡板，所述称重传感器设于所述称粉板上，所述称粉板和所述平衡板固定连接，且所述平衡板的重量大于所述称粉板的重量。
进一步地，所述称粉板和所述平衡板垂直连接。
进一步地，所述铺粉机构包括铺粉电机以及与所述铺粉电机连接且用于翻转所述平衡板的铺粉轴。
进一步地，所述铺粉机构还包括与所述送粉机构密封连接的铺粉仓，所述接收件转动连接于所述铺粉仓内。
进一步地，所述铺粉仓的外侧设有用于打破所述金属粉末平衡的第一振动马达。
进一步地，所述送粉机构包括用于储存所述金属粉末的储粉仓、与所述储粉仓相抵接的仓门、以及与所述仓门连接且用于移动所述仓门的送粉电机，所述送粉电机与所述称重传感器电连接。
进一步地，所述送粉机构还包括过渡仓，所述过渡仓的一端与所述仓门相抵接，所述过渡仓的另一端与所述铺粉机构密封连接。
进一步地，所述储粉仓的外侧设有用于打破所述金属粉末平衡的第二振动马达。
本发明提供的3D打印设备，包括基板，还包括两个所述铺粉装置，两个所述铺粉装置分别设于所述基板的相对两侧。
本发明提供的铺粉装置及3D打印设备的有益效果在于：与现有技术相比，本发明铺粉装置通过设置测量金属粉末重量的称重组件，且通过称重组件中的称重传感器控制送粉机构的送粉进程，使该铺粉装置实现定量取粉，保证成型过程的正常进行。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，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铺粉装置的结构图一；
图2为本发明实施例提供的铺粉装置的结构图二；
图3为本发明实施例提供的铺粉装置的结构图三；
图4为图3中A的局部放大图；
图5为本发明实施例所采用的接收件的结构图；
图6为本发明实施例所采用的铺粉仓的结构图；
图7为本发明实施例提供的3D打印装置的部分结构图；
图8为本发明实施例提供的3D打印装置的结构图。
其中，图中各附图标记：
10-铺粉装置；1-送粉机构；11-送粉电机；111-齿轮；12-仓门；121-齿条；13-储粉仓；14-过渡仓；15-第二振动马达；2-称重组件；21-接收件；211-称粉板；212-平衡板；213-套管；3-铺粉机构；31-铺粉电机；32-铺粉轴；33-铺粉仓；331-送粉槽；332-避让槽；34-定位套；35-第一振动马达；4-基板。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
请一并参阅图1至图3，现对本发明提供的铺粉装置10进行说明。该铺粉装置10，用于铺压金属粉末，包括送粉机构1、称重组件2及铺粉机构3。送粉机构1用于将金属粉末传送至称重组件2，称重组件2用于接收金属粉末并测量金属粉末的重量，铺粉机构3用于从称重组件2上取粉，并将收取的金属粉末转移至基板4上，基板4为金属粉末的成型区域。铺粉机构3与送粉机构1连接，优选铺粉机构3与送粉机构1密封连接，可防止金属粉末传输的过程中溢出。称重组件2包括接收件21和称重传感器(图中未示出)，接收件21用于接收金属粉末，称重传感器用于测量所接收的金属粉末的重量，且称重传感器与送粉机构1电连接。送粉机构1中储存有大量金属粉末，在送粉机构1的控制下，金属粉末可下落至接收件21上，称重传感器测量金属粉末的重量。当金属粉末的质量小于预先设定的质量时，称重传感器发出信号，控制送粉机构1继续送粉；当金属粉末的质量大于或者等于预先设定的质量时，称重传感器发出信号，控制送粉机构1停止送粉。如此，实现3D打印时每一层金属粉末的定量控制。
本发明提供的铺粉装置10，与现有技术相比，本发明铺粉装置10通过设置测量金属粉末重量的称重组件2，且通过称重组件2中的称重传感器控制送粉机构1的送粉进程，使该铺粉装置10实现定量取粉，保证成型过程的正常进行。
进一步地，请一并参阅图2至图5，作为本发明提供的铺粉装置10的一种具体实施方式，接收件21与铺粉机构3转动连接，接收件21可设于铺粉机构3的内部。接收件21包括相互固定连接的称粉板211和平衡板212。称粉板211用于接收从送粉机构1传送的金属粉末，称重传感器设于称粉板211上，可直接测量称粉板211上所有金属粉末的质量。平衡板212用于与铺粉机构3配合取粉，具体地，铺粉机构3使平衡板212翻转，平衡板212带动称粉反翻转，则称粉板211上的金属粉末直接落至基板4上。同时，平衡板212的质量大于称粉板211的质量。在自然状态时，通过设置平衡板212的质量大于称粉板211的重量，使称粉板211保持水平状态，便于接收从送粉机构1下落的金属粉末；当接收的金属粉末的质量与预先设定的质量相同时，铺粉机构3通过平衡板212使称粉板211翻转，称粉板211上的金属粉末掉落至基板4上，并由铺粉机构3将基板4上的金属粉末铺平，完成3D打印时其中一层的铺粉操作。同时，称粉板211恢复至平衡状态，准备接收另一层的金属粉末。称粉板211和平衡板212的设置，既实现了对金属粉末的称重，又便于铺粉装置10的取粉。
进一步地，请参阅图5，作为本发明提供的铺粉装置10的一种具体实施方式，称粉板211和平衡板212垂直连接，便于加工制造。通过计算称粉板211和平衡的配重，使得称粉板211在保持水平的状态下，平衡板212保持竖直。具体地，接收件21呈L形，且称粉板211和平衡板212可一体成型。优选地，称粉板211和平衡板212的材质相同，便于加工制造。由于称粉板211的质量小于平衡板212的质量，所以称粉板211与平衡板212的长度相同，称粉板211的宽度小于平衡板212的宽度。平衡板212较宽时，更便于与铺粉机构3配合翻转。
进一步地，请参阅图2至图4，作为本发明提供的铺粉装置10的一种具体实施方式，铺粉机构3包括铺粉电机31和铺粉轴32。假设基板4的长度方向为X方向，铺粉轴32的长度方向为Y方向。铺粉电机31用于控制铺粉轴32在X方向上的运动，铺粉轴32与铺粉电机31连接，且铺粉轴32可用于翻转平衡板212。具体地，铺粉轴32设于称粉板211的下方，且铺粉轴32的长度方向与接收件21的长度方向相同，均沿Y方向设置。当称粉板211上的金属粉末的质量超过预先设定的质量时，铺粉电机31控制铺粉轴32朝向平衡板212运动，使平衡板212翻转并带动称粉板211翻转，称粉板211上的金属粉末掉落至基板4上后，再通过铺粉电机31控制铺粉轴32背向平衡板212运动，并将掉落至基板4上的粉末铺压均匀。
进一步地，请参阅图1及图6，作为本发明提供的铺粉装置10的一种具体实施方式，铺粉机构3还包括铺粉仓33，铺粉仓33与送粉机构1密封连接，防止从送粉机构1中下落的金属粉末溅出。接收件21设于铺粉仓33内，且与铺粉仓33转动连接。具体地，称粉板211与平衡板212的连接处与铺粉仓33转动连接。称粉板211和平衡板212的连接处设有套管213，铺粉装置10上还包括中心轴(图中未示出)，套管213套设于中心轴上，中心轴的两端固定连接于铺粉仓33上，使接收件21可绕铺粉仓33转动。更进一步地，中心管的两端还设有防止接收件21在Y方向上移动的定位套34，中心管的端部插设于定位管的一端，定位管的另一端固定于铺粉仓33。铺粉仓33盖设于基板4上，且铺粉仓33的顶端与送粉机构1密封连接。具体地，铺粉仓33的顶端开设有供送粉机构1伸入的送粉槽331。同时铺粉仓33靠近基板4一侧开设有供铺粉轴32移动的避让槽332。
进一步地，请参阅图2至图4，作为本发明提供的铺粉装置10的一种具体实施方式，铺粉仓33的外侧设有用于打破金属粉末平衡的第一振动马达35。第一振动马达35的设置可打破铺粉仓33的送粉槽331处的金属粉末的平衡状态，使得金属粉末更容易下落至接收件21上。另外，第一振动马达35可将振动传至基板4上的金属粉末堆，打散成结的金属粉末，便于铺粉轴32铺粉。
进一步地，请参阅图1至图3，作为本发明提供的铺粉装置10的一种具体实施方式，送粉机构1包括储粉仓13、仓门12以及送粉电机11。储粉仓13用于储存金属粉末，储粉仓13优选为漏斗形，上端开口用于进粉，下端开口用于出粉。仓门12与储粉仓13相抵接，具体地，仓门12抵接于储粉仓13的下端开口。送粉电机11与仓门12相连接，可控制仓门12的移动，以打开和关闭储粉仓13的下端开口。同时，送粉电机11与称重传感器电连接。当送粉机构1送粉时，通过送粉电机11控制仓门12移动，使储粉仓13打开，金属粉末在重力的作用下下落至接收件21上，接收件21上的金属粉末的质量达到预先设定的质量时，称重传感器向送粉电机11发出信号，送粉电机11控制仓门12移动使储粉仓13关闭。具体地，送粉电机11的输出轴与齿轮111固定连接，且仓门12上设有与齿轮111配合的齿条121。送粉电机11通过齿轮111和齿条121的相互配合控制仓门12的移动，该种传动方式使仓门12的运动更平稳。
进一步地，请继续参阅图1至图3，作为本发明提供的铺粉装置10的一种具体实施方式，送粉机构1还包括过渡仓14，过渡仓14的一端与仓门12相抵接，过渡仓14的另一端与铺粉机构3密封连接。具体地，过渡仓14的上端与仓门12相抵接，过渡仓14的下端穿过送粉槽331并伸入铺粉仓33中，过渡仓14与铺粉仓33密封连接。过渡仓14的设置使金属粉末的下落更均匀，且可避免金属粉末结块。优选过渡仓14的宽度小于储粉仓13的宽度，可使下落至接收件21上的金属粉末在Y方向上的分布更均匀，从而铺粉轴32铺粉时，金属粉末在基板4上的分布也更均匀。
进一步地，请继续参阅图2，作为本发明提供的铺粉装置10的一种具体实施方式，储粉仓13的外侧设有用于打破金属粉末平衡的第二振动马达15。第二振动马达15的设置使储粉仓13振动，打破储粉仓13内的金属粉末的平衡状态，且可破坏储粉仓13下端开口处的金属粉末打结状态，使金属粉末顺利下落。
请参阅图7及图8，本发明还提供一种3D打印设备，该3D打印设备包括基板4、还包括两个上述任一实施例中的铺粉装置10，两个铺粉装置10分别设于基板4的相对两侧。具体地，两个铺粉装置10分别设于基板4沿X方向上的相对两侧。两个铺粉装置10分别从基板4的两端向中间铺粉，一方面使铺粉更均匀，另一方面提高了该3D打印设备的工作效率。
本发明提供的3D打印设备，采用了上述任一实施例中的铺粉装置10，并通过设置测量金属粉末重量的称重组件2，且通过称重组件2中的称重传感器控制送粉机构1的送粉进程，使该铺粉装置10实现定量取粉，保证成型过程的正常进行。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.铺粉装置，用于铺压金属粉末,其特征在于：包括用于传送所述金属粉末的送粉机构、用于接收所述金属粉末并测量所述金属粉末的重量的称重组件、以及用于从所述称重组件取粉且与所述送粉机构连接的铺粉机构，所述称重组件包括用于接收所述金属粉末的接收件，以及设于所述接收件上且与所述送粉机构电连接的称重传感器。
2.如权利要求1所述的铺粉装置，其特征在于：所述接收件与所述铺粉机构转动连接，所述接收件包括用于接收所述金属粉末的称粉板以及用于与所述铺粉机构配合取粉的平衡板，所述称重传感器设于所述称粉板上，所述称粉板和所述平衡板固定连接，且所述平衡板的重量大于所述称粉板的重量。
3.如权利要求2所述的铺粉装置，其特征在于：所述称粉板和所述平衡板垂直连接。
4.如权利要求2所述的铺粉装置，其特征在于：所述铺粉机构包括铺粉电机以及与所述铺粉电机连接且用于翻转所述平衡板的铺粉轴。
5.如权利要求2所述的铺粉装置，其特征在于：所述铺粉机构还包括与所述送粉机构密封连接的铺粉仓，所述接收件转动连接于所述铺粉仓内。
6.如权利要求5所述的铺粉装置，其特征在于：所述铺粉仓的外侧设有用于打破所述金属粉末平衡的第一振动马达。
7.如权利要求1-6任一项所述的铺粉装置，其特征在于：所述送粉机构包括用于储存所述金属粉末的储粉仓、与所述储粉仓相抵接的仓门、以及与所述仓门连接且用于移动所述仓门的送粉电机，所述送粉电机与所述称重传感器电连接。
8.如权利要求7所述的铺粉装置，其特征在于：所述送粉机构还包括过渡仓，所述过渡仓的一端与所述仓门相抵接，所述过渡仓的另一端与所述铺粉机构密封连接。
9.如权利要求7所述的铺粉装置，其特征在于：所述储粉仓的外侧设有用于打破所述金属粉末平衡的第二振动马达。
10.3D打印设备，其特征在于：包括基板，还包括两个如权利要求1-9任一项所述的铺粉装置，两个所述铺粉装置分别设于所述基板的相对两侧。
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