CN109203476A - 3d打印设备的多材料混合下粉装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及3D打印技术领域，具体公开了一种3D打印设备的多材料混合下粉装置及其方法，其包括至少两组移动料斗，各个移动料斗沿同一方向可滑动连接于设于机架上的导轨，且沿移动料斗的滑动方向并排设置；各移动料斗均包括至少两个垂直于移动料斗的滑动方向并排设置的料斗；导轨的中部位置为工作位置；用于分别向各料斗提供粉料的储粉罐；用于驱动移动料斗滑动的动力装置；移动料斗滑动至工作位置时与各料斗底部的出口相对应地对接且适于向刮粉器提供粉料的下粉装置；以及与动力装置和下粉装置电连接的电控系统。本发明能够实现多材料单独或者同步送粉，也可实现多种材料任意组合方式的混合下粉功能，适用性更广，而且有利于提高加工效率。

Description

3D打印设备的多材料混合下粉装置及其方法

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，特别是涉及一种3D打印设备的多材料混合下粉装置及其方法。

背景技术

3D打印(增材制造)也称快速成型，是一种通过连续熔合一个以上薄层的材料来构建三维物体的制造技术。粉床式增材制造是增材制造技术路线的一种，其中，送粉装置的效率会影响整个工艺的效率，现有的漏粉装置采用单个料斗的送粉方式，当需要成型的产品为多种材料组成时，无法实现多材料同步或者混合送粉，需要在完成一种材料的送粉工序后，更换装有另一种材料的储粉装置继续送粉加工，此种单料斗的送粉方式，大大降低了加工效率，不利于批量化生产。

发明内容

为了解决上述背景技术中的问题，本发明的目的是提供一种3D打印设备的多材料混合下粉装置，其能够实现多材料单独或者同步送粉，也可实现多种材料任意组合方式的混合下粉功能，适用性更广，而且有利于提高加工效率。

基于此，本发明提供了一种3D打印设备的多材料混合下粉装置，包括：

至少两组移动料斗，各所述移动料斗沿同一方向可滑动连接于设置于机架上的导轨，且沿所述移动料斗的滑动方向并排设置；各所述移动料斗均包括至少两个垂直于所述移动料斗的滑动方向并排设置的料斗；所述导轨的中部位置为工作位置；

用于分别向各个所述料斗提供粉料的储粉罐；

用于驱动所述移动料斗滑动的动力装置；所述移动料斗滑动至所述工作位置时与各所述料斗底部的出口相对应地对接且适于向刮粉器提供粉料的下粉装置；以及与所述动力装置和所述下粉装置电连接的电控系统。

作为优选方案，所述储粉罐可拆卸地安装于所述移动料斗的上方，且所述储粉罐的出粉口与所述移动料斗的入口连通，所述移动料斗的入口处设有蝶阀。

作为优选方案，所述下粉装置包括滑动连接于所述导轨的移动座和枢转连接于所述移动座的下粉滚轮；各所述移动料斗安装于所述移动座上；所述移动料斗移至所述工作位置时，各所述料斗的出口均搭接于各自底部的所述下粉滚轮的外周壁上，所述下粉滚轮的一侧设有盛粉槽，所述盛粉槽具有适于与刮粉器的入口正对的下料口。

作为优选方案，所述移动座上安装有用于驱动所述下粉滚轮转动的动力电机。

作为优选方案，所述动力装置包括驱动电机、支承座、承托于所述支承座内且与所述驱动电机动力连接的滚珠丝杠、螺接于所述滚珠丝杠的丝杠螺母，所述移动座与所述丝杠螺母固定连接。

作为优选方案，各所述移动料斗的底部均设有与所述导轨滑动配合的滑块。

作为优选方案，相邻两个所述料斗下方的所述下料口之间设有隔板。

作为优选方案，各组所述移动料斗具有外壳罩，所述至少两个所述料斗并排设置于所述外壳罩内。

为了解决相同的技术问题，本发明还提供了一种使用多材料混合下粉装置的下粉方法，使用上述的混合下粉装置，具体包括如下步骤：

步骤S1、驱动一组所述移动料斗滑动至所述工作位置；

步骤S2、控制与各所述料斗对接的所述下粉装置单独或者同时下粉；

步骤S3、驱动盛装有其他材料的所述移动料斗交替滑动至所述工作位置，同时将步骤S1中的移动料斗移动至非工作位置；

步骤S4、控制与步骤S3中移动料斗的各所述料斗对接的所述下粉装置单独或者同时下粉。

作为优选方案，步骤S2包括：驱动各所述下粉装置的下粉滚轮单独或者同时转动，将与下粉装置相对应的料斗内的粉料单独或者混合输送至刮粉器中。

相较于现有技术，本发明的有益效果在于：

本发明的3D打印设备的多材料混合下粉装置，包括沿同一方向可滑动连接于导轨的多组移动料斗，各移动料斗均包括至少两个垂直于移动料斗滑动方向并排设置的料斗，可以根据加工需要，通过至少两个料斗一组并排设置的移动料斗、动力装置和下粉装置的配合，将装有不同的所需粉末的移动料斗交替地移动至工作位置，与下粉装置对接，再控制与各料斗对应的下粉装置单独或者同时动作，能够实现多种材料粉末的单独或者同时混合下粉的动作，而且还可以通过增加并排设置的移动料斗或者移动料斗内并排设置的料斗的数量，分别将盛装有多种不同材料粉末的移动料斗由待机位置运动到工作位置，以实现多种需要材料任意组合方式的混合下粉功能，从而有利于提高加工效率，适用性更广，有助于批量化生产。

附图说明

图1是本发明实施例提供的一种3D打印设备的多材料混合下粉装置的立体结构示意图；

图2是图1的纵向剖视图；

图3是图2中I处的局部放大图。

其中，1、机架；11、导轨；20、移动料斗；21、第一料斗；22、第二料斗；23、外壳罩；3、储粉罐；4、蝶阀；50、动力装置；51、驱动电机；52、支承座；53、滚珠丝杠；54、丝杠螺母；55、滑块；60、下粉装置；61、移动座；62、下粉滚轮；63、盛粉槽；631、下料口；64、隔板；65、动力电机；7、刮粉器的入口。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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。

请参见图1和图2，示意性地示出了本发明的3D打印设备的多材料混合下粉装置，包括至少两组移动料斗20、储粉罐3、下粉装置60、动力装置50以及电控系统。其中，各移动料斗20沿同一方向可滑动连接于设置于机架1上的导轨11，且沿移动料斗20的滑动方向并排设置，动力装置50用于驱动移动料斗20滑动，各组移动料斗20均包括至少两个垂直于移动料斗20的滑动方向并排设置的料斗，导轨11的中部位置设为工作位置。储粉罐3用于分别向各个料斗提供粉料，这样可分别向各个料斗内提供不同材料的粉料。当移动料斗20滑动至所述工作位置时，各个料斗底部的出口相对应地与下粉装置对接，用于向成型腔体内部的刮粉器提供粉料。电控系统与动力装置50和下粉装置60电连接，用于控制动力装置50和下粉装置60的运动。

基于上述技术特征的多材料混合下粉装置，可以根据加工需要，将装有不同的所需粉末的移动料斗20依次移动至工作位置，与下粉装置60对接，再控制与各料斗对应的下粉装置60单独或者同时动作，能够实现多种材料粉末的单独或者同时下粉动作，而且还可以通过增加并排设置的移动料斗20或者移动料斗20内并排设置的料斗的数量，分别将盛装有多种不同材料粉末的移动料斗20由待机位置运动到工作位置(即能与成型腔内部的刮粉器对接的位置)，以实现多种需要材料任意组合方式的混合下粉功能，从而有利于提高加工效率，适用性更广，有助于批量化生产。

示例性地，在本实施例中，沿导轨11方向并排设置有两组移动料斗20，为便于描述，各移动料斗20均包括垂直于移动料斗20的滑动方向并排设置的第一料斗21和第二料斗22。第一料斗21与第二料斗22的底部均设有下粉装置60。两组移动料斗20沿同一方向可滑动连接于导轨11，第一料斗21和第二料斗22垂直于移动料斗20的滑动方向并排设置，第一料斗21和第二料斗22分别连接有储粉罐3，两组移动料斗20内的第一料斗21和第二料斗22都盛装有不同材料的粉料，如此通过电控系统控制动力装置50驱动两个料斗一组并排设置的两个移动料斗20沿导轨11进行滑动，将装有不同粉末的两个移动料斗20交替地移动至工作位置，此时可以根据加工需要，若需要单层铺设一种粉末，单独启动第一料斗21或者第二料斗22的下粉功能，能够实现四种材料的单独下粉动作，若需要将两种粉末混合到同一成型平面时，同时启动第一料斗21和第二料斗22的下粉功能，能够实现两种材料的混合同步下粉。

需要说明的是，可以通过增加并排设置的移动料斗20的数量以及各个移动料斗20内的料斗的数量，例如每个移动料斗20内可以并排设置3个料斗，导轨11上并排设置有3组移动料斗20，每个料斗内分别盛装一种不同的材料粉末，再分别驱动三个移动料斗20交替地移动至工作位置，如此就可以实现9种不同材料的混合下粉功能。

优选地，储粉罐3可拆卸地安装于移动料斗20的上方，且储粉罐3的出粉口与移动料斗20的入口连通，移动料斗20的入口处设有蝶阀4，由蝶阀4控制储粉罐3出口的开合，当需要向移动料斗20内加入粉料时，打开蝶阀4，使得将储粉罐3内的粉料落入移动料斗20内进行贮存，盛满后关闭蝶阀4停止注粉。而且关闭蝶阀4后可将储粉罐3拆下，可实现在不停机的状态下更换储粉罐3，便捷高效。

具体地，结合图2和图3，下粉装置60包括滑动连接于导轨11的移动座61和枢转连接于该移动座61的下粉滚轮62，各组移动料斗20均安装于移动座61上，便于动力装置50通过驱动移动座61沿同一方向运动。当一组移动料斗20移动至工作位置时，该组移动料斗20内的各料斗的出口均搭接于各自底部的下粉滚轮62的外周壁上，下粉滚轮62的一侧设有盛粉槽63，盛粉槽63具有适于与刮粉器的入口7正对的下料口631。在图3中，左侧第一料斗21下方的下粉滚轮62顺时针转动时，将由第一料斗21的出口落下的粉料通过与之搭接的下粉滚轮62的外周壁输送到盛粉槽63，并通过盛粉槽63的下料口631落下至刮粉器中，从而完成定量下粉，当需要停止下粉时，则只需控制下粉滚轮62停止转动即可。同理，图3中右侧的第二料斗22下方的下粉滚轮62逆时针转动，可将第二料斗22的出口落下的粉料通过与之搭接的下粉滚轮62的外周壁输送到盛粉槽63，再通过盛粉槽63的下料口631落下至刮粉器中，由此，通过控制两个下粉滚轮62单独或者同时动作，可完成两种粉末的单独或者同时混合着下粉。由下料口631落下的粉末直接进入刮粉器内并由刮粉器均匀平铺至成型平面，这是粉末从储粉罐3落至成型面的过程。

在上述结构的基础上，在本实施例中，参见图1所示，移动座61上安装有用于驱动下粉滚轮62转动的动力电机65，动力装置50包括驱动电机51、支承座52、承托于支承座52内的且与驱动电机51动力连接的滚珠丝杠53、螺接于滚珠丝杠53的丝杠螺母54，移动座61与丝杠螺母54固定连接。优选地，各移动料斗20的底部设有与导轨11滑动配合的滑块55，本例中，滑块55安装于移动座61的底部。电控系统控制驱动电机51转动后，驱动与之连接的滚珠丝杠53转动，通过与滚珠丝杠53螺纹连接的丝杠螺母54带动移动座61沿着导轨11运动，从而带动安装于移动座61上的移动料斗20进行滑动，以便于各组装有不同粉料的移动料斗20交替地移动到工作位置与刮粉器对接，以实现多种材料任意组合方式的混合下粉功能。

作为优选的实施方式，相邻两个料斗下方的下料口之间设有隔板，例如图3中所示，第一料斗21下方的下料口631与第二料斗22下方的下料口631之间设有隔板64，防止粉末下落过程互相混合而导致污染。

优选地，各组移动料斗20具有外壳罩23，例如图2中所示，第一料斗21和第二料斗22并排设置于该外壳罩23内，有助于将移动料斗20内部和外部环境进行隔离，可防止粉末污染。

为了解决相同的技术问题，本发明还提供了一种使用多材料混合下粉装置的下粉方法，使用上述实施例中的混合下粉装置，具体包括如下步骤：

步骤S1、驱动一组移动料斗滑动至工作位置，使各料斗底部的出口相对应的与下粉装置对接；

步骤S2、控制与各料斗对接的下粉装置单独或者同时下粉；

步骤S3、驱动盛装有其他材料的移动料斗交替滑动至工作位置，同时将步骤S1中的移动料斗移动至非工作位置；

步骤S4、控制与步骤S3中移动料斗的各料斗对接的下粉装置单独或者同时下粉。

优选地，步骤S2包括：驱动各下粉装置的下粉滚轮单独或者同时转动，将与下粉装置相对应的料斗内的粉料单独或者混合输送至刮粉器中。

综上所述，本发明的3D打印设备的多材料混合下粉装置，可以根据加工需要，通过至少两个料斗一组并排设置的移动料斗、动力装置和下粉装置的配合，将装有不同的所需粉末的移动料斗交替地移动至工作位置，与下粉装置对接，再控制与各料斗对应的下粉装置单独或者同时动作，能够实现多种材料粉末的单独或者同时混合下粉的动作，而且还可以通过增加并排设置的移动料斗或者移动料斗内并排设置的料斗的数量，分别将盛装有多种不同材料粉末的移动料斗由待机位置运动到工作位置，以实现多种需要材料任意组合方式的混合下粉功能，从而有利于提高加工效率，适用性更广，具有较高的应用推广前景。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种3D打印设备的多材料混合下粉装置，其特征在于，包括：

至少两组移动料斗，各所述移动料斗沿同一方向可滑动连接于设置于机架上的导轨，且沿所述移动料斗的滑动方向并排设置；各所述移动料斗均包括至少两个垂直于所述移动料斗的滑动方向并排设置的料斗；所述导轨的中部位置为工作位置；

用于分别向各个所述料斗提供粉料的储粉罐；

用于驱动所述移动料斗滑动的动力装置；所述移动料斗滑动至所述工作位置时与各所述料斗底部的出口相对应地对接且适于向刮粉器提供粉料的下粉装置；以及与所述动力装置和所述下粉装置电连接的电控系统。

2.根据权利要求1所述的3D打印设备的多材料混合下粉装置，其特征在于，所述储粉罐可拆卸地安装于所述移动料斗的上方，且所述储粉罐的出粉口与所述移动料斗的入口连通，所述移动料斗的入口处设有蝶阀。

3.根据权利要求1所述的3D打印设备的多材料混合下粉装置，其特征在于，所述下粉装置包括滑动连接于所述导轨的移动座和枢转连接于所述移动座的下粉滚轮；各所述移动料斗安装于所述移动座上；所述移动料斗移至所述工作位置时，各所述料斗的出口均搭接于各自底部的所述下粉滚轮的外周壁上，所述下粉滚轮的一侧设有盛粉槽，所述盛粉槽具有适于与刮粉器的入口正对的下料口。

4.根据权利要求3所述的3D打印设备的多材料混合下粉装置，其特征在于，所述移动座上安装有用于驱动所述下粉滚轮转动的动力电机。

5.根据权利要求3所述的3D打印设备的多材料混合下粉装置，其特征在于，所述动力装置包括驱动电机、支承座、承托于所述支承座内且与所述驱动电机动力连接的滚珠丝杠、螺接于所述滚珠丝杠的丝杠螺母，所述移动座与所述丝杠螺母固定连接。

6.根据权利要求5所述的3D打印设备的多材料混合下粉装置，其特征在于，各所述移动料斗的底部均设有与所述导轨滑动配合的滑块。

7.根据权利要求3所述的3D打印设备的多材料混合下粉装置，其特征在于，相邻两个所述料斗下方的所述下料口之间设有隔板。

8.根据权利要求1所述的3D打印设备的多材料混合下粉装置，其特征在于，各组所述移动料斗具有外壳罩，所述至少两个所述料斗并排设置于所述外壳罩内。

9.一种使用多材料混合下粉装置的下粉方法，其特征在于，使用如权利要求1至8任一项所述的混合下粉装置，所述方法包括如下步骤：

步骤S1、驱动一组所述移动料斗滑动至所述工作位置；

步骤S2、控制与各所述料斗对接的所述下粉装置单独或者同时下粉；

步骤S3、驱动盛装有其他材料的所述移动料斗交替滑动至所述工作位置，同时将步骤S1中的移动料斗移动至非工作位置；

步骤S4、控制与步骤S3中移动料斗的各所述料斗对接的所述下粉装置单独或者同时下粉。

10.根据权利要求9所述的下粉方法，其特征在于，步骤S2包括：驱动各所述下粉装置的下粉滚轮单独或者同时转动，将与下粉装置相对应的料斗内的粉料单独或者混合输送至刮粉器中。