CN108312506A - 一种粉末粘接3d打印机 - Google Patents

一种粉末粘接3d打印机 Download PDF

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吕鉴涛
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    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor

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Abstract

本发明公开了一种粉末粘接3D打印机，包括底座、支撑左臂、支撑右臂、打印腔、打印头、第一支架、第二电机、第一电机、第二支架、第三支架；所述支撑左臂垂直固定在所述底座左端；所述支撑右臂垂直固定在所述底座右端；所述第一支架的两端分别固定在所述支撑左臂和所述支撑右臂上面；所述第三支架活动连接在所述第一支架上部，所述第二支架活动连接在所述第三支架上部；所述打印腔固定连接在所述第二支架的一端，所述打印头连接在所述打印腔的下部，所述第二电机固定连接所述第一支架。本发明采用材料储存、送粉、打印一体化机构，无需另外的铺粉设备，同时不受加热等因素的影响，装置整体结构稳定，可对一些较大的工件进行打印，应用范围广。

Description

一种粉末粘接3D打印机
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种粉末粘接3D打印机。
背景技术
3D打印是一种把数字模型制造成为三维立体物体的过程，它主要以计算机三维模型为蓝本，依托分层与轨迹规划软件和控制成型系统，利用热熔喷嘴、激光束等方式将金属粉末、陶瓷粉末、树脂等特殊材料进行逐层堆积黏结，最终叠加成型，制造出产品。3D打印无需原胚、模具以及复杂的加工机床、加工工艺等，其能直接根据产品三维模型分层得到的计算机图形数据，通过一层层增加材料的方法直接造出任何形状的物体。3D打印能够极大的缩短产品研制周期，简化产品的制造程序，提高效率和降低成本。目前主流的3D打印技术有分层实体制造、立体光固化成型、选择性激光烧结、熔融沉积成型和三维印刷等。选择性激光烧结、三维印刷等需要专门的铺粉装置，同时还需要单独的粉末与粘接剂的盛放装置，所以导致打印机体积较大，整套装置结构不够稳定，且由于铺粉与成型相对独立，打印效率较低，而立体光固化成型、选择性激光烧结、熔融沉积成型等成型技术需要热源对成型材料加热，所用的成型材料类型有限，对一些特殊环境不能实用。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种粉末粘接3D打印机，所述3D打印机包括：底座、支撑左臂、支撑右臂、打印腔、打印头、第一支架、第二电机、第一电机、第二支架、第三支架；所述支撑左臂垂直固定在所述底座左端；所述支撑右臂垂直固定在所述底座右端；所述第一支架的两端分别固定在所述支撑左臂和所述支撑右臂上面；所述第三支架活动连接在所述第一支架上部，所述第二支架活动连接在所述第三支架上部；所述打印腔固定连接在所述第二支架的一端，所述打印头连接在所述打印腔的下部，所述第二电机固定连接所述第一支架，所述第一电机固定连接所述第二支架；所述打印腔用于储存打印粉末和粘接剂；所述第二电机用于驱动所述第三支架沿着所述第一支架左右滑动，所述第一电机用于控制所述第二支架沿着所述第三支架前后滑动。
优选地，所述打印腔包括粘接剂腔和粉末腔；所述打印头设置有粘接剂输送管、粉末输送管以及备用输送管，所述粘接剂输送管的输入端连接所述粘接剂腔的输出端，所述粉末输送管的输入端连接所述粉末腔的输出端，所述备用输送管作为备用。
优选地，所述3D打印机还包括支撑座、工作台以及第一旋转轴，所述支撑座设置于所述支撑左臂和所述支撑右臂之间，且所述支撑座的两端分别固定连接所述支撑左臂和所述支撑右臂，所述工作台通过所述第一旋转轴活动连接在所述支撑座上部。
作为进一步优选地，所述支撑座安装有第四电机，所述第四电机连接所述工作台，所述第四电机用于控制所述工作台相对于所述支撑座360°旋转。
作为进一步优选地，所述3D打印机还包括与所述支撑座连接的齿轮传动系统。
作为更进一步优选地，所述齿轮传动系统包括驱动电机、第一齿轮、第二齿轮、第三齿轮、第四齿轮，所述驱动电机连接所述第二齿轮、所述第二齿轮与所述第三齿轮啮合，所述第三齿轮与所述第一齿轮同轴，所述第一齿轮与所述第四齿轮啮合，所述第四齿轮连接所述第一旋转轴。
优选地，所述打印腔安装有直齿轮，所述第二支架安装有圆齿轮，所述圆齿轮与所述直齿轮啮合。
作为进一步优选地，所述3D打印机还包括第二旋转轴与第三电机，所述第三电机固定于所述第二支架，所述圆齿轮与所述第三电机通过所述第二旋转轴连接，所述第三电机用于驱动所述圆齿轮转动从而使得打印腔可以上下滑动。
与相关技术相比较，本发明提供的一种粉末粘合3D打印机具有如下有益效果：
本发明提供的一种粉末粘合3D打印机，通过设置打印腔用于盛放粘接剂和粉末，使整个打印机一体化，不用另外的铺粉设备，不用另外的盛放设备；通过使用粉末和粘接剂作为材料使打印过程无需加热，可使用工况范围广；通过设置第一电机、第二电机、第三电机、第四电机可实现打印头的多方向的位移，同时通第四电机控制打印台的角度旋转，实现打印头与工作台的任意角度打印，能够实现球形构件的光滑三维打印；通过在打印头设置粉末输送管、粘接剂输送管和备用管，实现粉末和粘接剂的分开输送，同时设置有备用输送管，为长时间3D打印作准备。同时多个立体支撑臂与支撑架的结构合理设计，相比其他同类3D打印机稳定性更好，可操作性更广。
附图说明
图1是一种粉末粘接3D打印机的三维结构示意图；
图2是一种粉末粘接3D打印机的不同角度的三维结构示意图；
图3是一种粉末粘接3D打印机的打印头的三维结构示意图；
图4是一种粉末粘接3D打印机的打印腔连接处的结构示意图；
图5是一种粉末粘接3D打印机的支撑座齿轮传动系统的结构示意图。
图中：底座1、支撑左臂2、支撑右臂3、打印腔4、打印头5、第一支架6、支撑座7、工作台8、第一电机9、第二电机10、第三电机11、第四电机12、粘接剂输送管13、粉末输送管14、圆齿轮15、直齿轮16、驱动电机17、第一齿轮18、第二齿轮19、第三齿轮20、第四齿轮21、第二支架22、第三支架23。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，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。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
图1和图2是一种粉末粘接3D打印机的三维结构不同角度的三维示意图，图中我们可以看出该3D打印机包括：底座1、支撑左臂2、支撑右臂3、打印腔4、打印头5、第一支架6、第二电机10、第一电机9、第二支架22、第三支架23；所述支撑左臂2垂直固定在所述底座1左端；所述支撑右臂3垂直固定在所述底座1右端；所述第一支架6的两端分别固定在所述支撑左臂2和所述支撑右臂3上面；所述第三支架23活动连接在所述第一支架6上部，所述第二支架22活动连接在所述第三支架23上部；所述打印腔4固定连接在所述第二支架22的一端，所述打印头5连接在所述打印腔4的下部，所述第二电机10固定连接所述第一支架6，所述第一电机9固定连接所述第二支架22；所述打印腔4用于储存打印粉末和粘接剂；所述第二电机10用于驱动所述第三支架23沿着所述第一支架6左右滑动，所述第一电机9用于控制所述第二支架22沿着所述第三支架23前后滑动。
如图1所示，所述3D打印机还包括支撑座7、工作台8以及第一旋转轴，所述支撑座7设置于所述支撑左臂2和所述支撑右臂3之间，且所述支撑座7的两端分别固定连接所述支撑左臂2和所述支撑右臂3，所述工作台8通过所述第一旋转轴活动连接在所述支撑座7上部，所述支撑座7安装有第四电机12，所述第四电机12连接所述工作台8，所述第四电机12用于控制所述工作台8相对于所述支撑座7360°旋转。其中旋转轴由位于支撑右臂3的齿轮传动系统驱动旋转；在打印过程中通过第四电机12驱动工作台8可以实现360°旋转，从而与打印头5达到配合。
如图3所示，所述打印腔4包括粘接剂腔和粉末腔；所述打印头5设置有粘接剂输送管13、粉末输送管14以及备用输送管，所述粘接剂输送管13的输入端连接所述粘接剂腔的输出端，所述粉末输送管14的输入端连接所述粉末腔的输出端，所述备用输送管作为备用。通过多根输送管的设置，使打印能够持续进行，同时无需另外的铺粉设备。
如图4所示，所述打印腔4固定于第二支架22，所述打印腔4安装有直齿轮16，所述第二支架22安装有圆齿轮15，所述圆齿轮15与所述直齿轮16啮合，所述3D打印机还包括第二旋转轴与第三电机11，所述第三电机11固定于所述第二支架22，所述圆齿轮15与所述第三电机11通过所述第二旋转轴连接，所述第三电机11用于驱动所述圆齿轮15转动从而使得打印腔4可以上下滑动。
本发明所述的3D打印机还包括与所述支撑座7连接的齿轮传动系统，如图5所示，该图反映的是位于左支撑壁内的齿轮传动系统的局部图，图中所述齿轮传动系统包括：驱动电机17、第一齿轮18、第二齿轮19、第三齿轮20、第四齿轮21，所述驱动电机17连接所述第二齿轮19、所述第二齿轮19与所述第三齿轮20啮合，所述第三齿轮20与所述第一齿轮18同轴，所述第一齿轮18与所述第四齿轮21啮合，所述第四齿轮21连接所述第一旋转轴。
本领域的技术人员容易理解，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 (8)

1.一种粉末粘接3D打印机，其特征在于，所述3D打印机包括底座(1)、支撑左臂(2)、支撑右臂(3)、打印腔(4)、打印头(5)、第一支架(6)、第二电机(10)、第一电机(9)、第二支架(22)、第三支架(23)；所述支撑左臂(2)垂直固定在所述底座(1)左端；所述支撑右臂(3)垂直固定在所述底座(1)右端；所述第一支架(6)的两端分别固定在所述支撑左臂(2)和所述支撑右臂(3)上面；所述第三支架(23)活动连接在所述第一支架(6)上部，所述第二支架(22)活动连接在所述第三支架(23)上部；所述打印腔(4)固定连接在所述第二支架(22)的一端，所述打印头(5)连接在所述打印腔(4)的下部，所述第二电机(10)固定连接所述第一支架(6)，所述第一电机(9)固定连接所述第二支架(22)；所述打印腔(4)用于储存打印粉末和粘接剂；所述第二电机(10)用于驱动所述第三支架(23)沿着所述第一支架(6)左右滑动，所述第一电机(9)用于控制所述第二支架(22)沿着所述第三支架(23)前后滑动。
2.根据权利要求书1所述的粉末粘接3D打印机，其特征在于，所述打印腔(4)包括粘接剂腔和粉末腔；所述打印头(5)设置有粘接剂输送管(13)、粉末输送管(14)以及备用输送管，所述粘接剂输送管(13)的输入端连接所述粘接剂腔的输出端，所述粉末输送管(14)的输入端连接所述粉末腔的输出端，所述备用输送管作为备用。
3.根据权利要求书1所述的粉末粘接3D打印机，其特征在于，所述3D打印机还包括支撑座(7)、工作台(8)以及第一旋转轴，所述支撑座(7)设置于所述支撑左臂(2)和所述支撑右臂(3)之间，且所述支撑座(7)的两端分别固定连接所述支撑左臂(2)和所述支撑右臂(3)，所述工作台(8)通过所述第一旋转轴活动连接在所述支撑座(7)上部。
4.根据权利要求书3所述的粉末粘接3D打印机，其特征在于，所述支撑座(7)安装有第四电机(12)，所述第四电机(12)连接所述工作台(8)，所述第四电机(12)用于控制所述工作台(8)相对于所述支撑座(7)360°旋转。
5.根据权利要求书3所述的粉末粘接3D打印机，其特征在于，还包括与所述支撑座(7)连接的齿轮传动系统。
6.根据权利要求书5所述的粉末粘接3D打印机，其特征在于：所述齿轮传动系统包括驱动电机(17)、第一齿轮(18)、第二齿轮(19)、第三齿轮(20)、第四齿轮(21)，所述驱动电机(17)连接所述第二齿轮(19)、所述第二齿轮(19)与所述第三齿轮(20)啮合，所述第三齿轮(20)与所述第一齿轮(18)同轴，所述第一齿轮(18)与所述第四齿轮(21)啮合，所述第四齿轮(21)连接所述第一旋转轴。
7.根据权利要求书1所述的粉末粘接3D打印机，其特征在于，所述打印腔(4)安装有直齿轮(16)，所述第二支架(22)安装有圆齿轮(15)，所述圆齿轮(15)与所述直齿轮(16)啮合。
8.根据权利要求书7所述的粉末粘接3D打印机，其特征在于，还包括第二旋转轴与第三电机(11)，所述第三电机(11)固定于所述第二支架(22)，所述圆齿轮(15)与所述第三电机(11)通过所述第二旋转轴连接，所述第三电机(11)用于驱动所述圆齿轮(15)转动从而使得打印腔(4)可以上下滑动。
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