CN109808176A - 一种基于隔离碗的粉末型3d打印机铺粉机构 - Google Patents

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本发明公开了一种基于隔离碗的粉末型3D打印机铺粉机构，本发明主要由X‑Y平面滑台与隔离碗铺粉装置组成。其中隔离碗铺粉装置由M3螺钉，小硅胶密封圈，大带轮，轴承Ⅰ，轴承Ⅱ，轴承座，大硅胶密封圈，M5螺钉，密封盖板，气管接头，隔离碗，电机，滑轮安装板Ⅰ，滑轮，滑轮安装板Ⅱ，圆形皮带，电机安装架，小带轮组成。通过将隔离碗做成双层且内部层打通孔，将隔离碗内部的烟雾快速排除隔离碗，以实现粉床接受到的激光能量最大化。通过对隔离碗外边缘倒角，以产生对粉末颗粒竖直向下的作用力，已达到压实粉末颗粒的作用。通过对隔离碗内边缘倒角，能够将进入隔离碗内部的粉末重新压入粉床，以保证粉床的平整度。

Description

一种基于隔离碗的粉末型3D打印机铺粉机构
技术领域
本发明涉及粉末型3D打印机铺粉机构，尤其适用于选择性激光烧结(SLS)及选择性激光熔化(SLM)等工业级粉末型3D打印机。
背景技术
现有的工业级激光粉末型3D打印机是应用分层制造方法，以固体粉末直接成型三维实体零件，不受材料的限制也不受零件结构复杂程度的限制。其工艺是首先在计算机上使用分层软件将需打印的零件三维CAD模型进行“切片”得到每层的截面；再使用填充软件对每层截面进行激光轨迹的填充制成3D打印机能识别的打印文件；再采用自动控制技术，使激光有选择性的烧结出与每层截面相对应的粉末，使粉末烧结熔化再冷却凝固成型，完成一层烧结后再进行下一层烧结，且两层之间烧结相连。如此层层烧结、堆积,结果烧结部分恰好是与CAD原型一致的实体。影响成型质量及效率的因素有很多，其中铺粉速度及质量的好坏是其中最重要的因素之一。现有的粉末型3D打印机都是在等待铺粉完成之后，铺粉机构停止工作再进行激光的扫描，这种铺粉及扫描模式的效率较低。针对该模式效率低的问题，本发明提出了一种更加高效的打印模式并且设计出一款基于隔离碗的粉末型3D打印机铺粉机构。
发明内容
本发明依据要解决的技术问题是提出一种能实现高效打印模式的铺粉机构，以实现铺粉及烧结过程能高效快速的进行。该机构能实现边铺粉边烧结成型的高效工作模式，性能稳定可靠，功能完善，且能极大的提高粉末型3D打印机的工作效率。
为实现上述目的，粉末型3D打印机工作效率较低的主要解决方案如下：现有的粉末型3D打印机都是在等待铺粉完成之后，铺粉机构停止工作再进行激光的扫描，这种铺粉及扫描模式的效率较低。因此本发明将铺粉和扫描两个动作同时进行，实现边铺粉边扫描，从而大大提高粉末型3D打印机的工作效率。
本发明的具体技术方案：一种基于隔离碗的粉末型3D打印机铺粉机构，由X-Y平面滑台与隔离碗铺粉装置组成。其中隔离碗铺粉装置包括M3螺钉、小硅胶密封圈、大带轮、轴承Ⅰ、轴承Ⅱ、轴承座、大硅胶密封圈、M5螺钉、密封盖板、气管接头、隔离碗、电机、滑轮安装板Ⅰ、滑轮、滑轮安装板Ⅱ、圆形皮带、电机安装架和小带轮。
大带轮与小硅胶密封圈通过八颗M3螺钉与隔离碗连接；轴承Ⅰ外圈与轴承座过盈装配固定，内圈与隔离碗固定在一起，内圈侧边与大带轮内部凸台紧贴；轴承Ⅱ外圈与轴承座过盈装配固定，内圈与隔离碗固定在一起，外圈侧边与轴承座内部凸台紧贴；轴承座、大硅胶密封圈及密封盖板通过六颗M5螺钉连接在一起；气管接头通过自身的螺纹与密封盖板紧固连接；电机与电机安装架连接；电机安装架与滑轮安装板Ⅰ连接；滑轮通过螺钉安装在滑轮安装板Ⅰ和滑轮安装板Ⅱ之间；滑轮卡在X-Y平面滑台上实现隔离碗铺粉装置X方向与Y方向的运动；小带轮安装在电机轴上并通过圆形皮带驱动大带轮，实现隔离碗的旋转。
附图说明
图1是本发明整体结构图；
图2是隔离碗铺粉装置剖面图；
图3是隔离碗铺粉装置等轴侧图；
图4是隔离碗铺粉装置右视图；
图5是隔离碗铺粉装置铺粉示意图；
图中：1、X-Y平面滑台，2、隔离碗铺粉装置，2.1、M3螺钉，2.2、小硅胶密封圈，2.3、大带轮，2.4、轴承Ⅰ，2.5、轴承Ⅱ，2.6、轴承座，2.7、大硅胶密封圈，2.8、M5螺钉，2.9、密封盖板，2.10、气管接头，2.11、隔离碗，2.12、电机，2.13、滑轮安装板I，2.14、滑轮，2.15、滑轮安装板II，2.16、圆形皮带，2.17、电机安装支架，2.18、小带轮。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
如图1所示，一种基于隔离碗的粉末型3D打印机铺粉机构，主要包括X-Y平面滑台1、隔离碗铺粉装置2。X-Y平面滑台1驱动隔离碗铺粉装置2能够在X-Y平面做平稳的平面运动。
如图2、图3、图4所示，隔离碗铺粉装置2，包括M3螺钉2.1、小硅胶密封圈2.2、大带轮2.3、轴承Ⅰ2.4、轴承Ⅱ2.5、轴承座2.6、大硅胶密封圈2.7、M5螺钉2.8、密封盖板2.9、气管接2.10、隔离碗2.11、电机2.12、滑轮安装板I2.13、滑轮2.14、滑轮安装板II2.15、圆形皮带2.16、电机安装支架2.17、小带轮2.17和小带轮2.18。
大带轮2.3与小硅胶密封圈2.2通过8颗M3螺钉2.1与隔离碗2.11连接；轴承Ⅰ2.4外圈与轴承座2.6过盈装配固定，内圈与隔离碗2.11固定在一起，内圈侧边与大带轮2.3内部凸台紧贴；轴承Ⅱ2.5外圈与轴承座2.6过盈装配固定，内圈与隔离碗2.11固定在一起，外圈侧边与轴承座2.6内部凸台紧贴；轴承座2.6、大硅胶密封圈2.7及密封盖板2.9通过6颗M5螺钉2.8连接在一起；气管接头2.10通过自身的螺纹与密封盖板2.9紧固连接；电机2.12与电机安装架2.17连接；电机安装架2.17与滑轮安装板Ⅰ2.13连接；滑轮2.14通过螺钉安装在滑轮安装板Ⅰ2.13和滑轮安装板Ⅱ2.15之间；滑轮2.14卡在X-Y平面滑台1上实现隔离碗铺粉装置2在X方向与Y方向的运动；小带轮2.18安装在电机轴上并通过圆形皮带2.16驱动大带轮2.3，实现隔离碗2.11的旋转。
隔离碗2.11是双层结构，内层打上如图2所示通孔，在激光扫描过程中产生的烟雾，通过该通孔再经过隔离碗2.11中空层被与气管接头2.10相连接的外部负压发生器排出隔离碗内部，从而保证整个过程烟雾不对激光产生影响。
隔离碗2.11下边缘内外都有倒角，外部倒角α能够保证在铺粉过程中隔离碗2.11产生对粉末颗粒竖直向下的作用力，已达到压实粉末颗粒的作用；内部倒角β能够将进入隔离碗内部的粉末重新压入粉床，保证粉床的平整度。
如图5所示，隔离碗铺粉装置2在铺粉时，隔离碗有一个平移速度，且绕自身对称轴以一定转速旋转。此时隔离碗2.11下部在粉末颗粒堆内部，随着隔离碗2.11运动，隔离碗2.11内部粉床表面始终保持平整，供激光扫描打印使用。
以上所述内容，是对本发明的解释说明，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不超出本发明思路的修改或变化，都包含于本发明的权利要求范围之内。

Claims (4)

1.一种基于隔离碗的粉末型3D打印机铺粉装置，其特征在于，包括X-Y平面滑台(1)、隔离碗铺粉装置(2)；X-Y平面滑台(1)驱动隔离碗铺粉装置(2)能够在X-Y平面做平稳的平面运动；
隔离碗铺粉装置(2)包括M3螺钉(2.1)、小硅胶密封圈(2.2)、大带轮(2.3)、轴承Ⅰ(2.4)、轴承Ⅱ(2.5)、轴承座(2.6)、大硅胶密封圈(2.7)、M5螺钉(2.8)、密封盖板(2.9)、气管接头(2.10)、隔离碗(2.11)、电机(2.12)、滑轮安装板I(2.13)、滑轮(2.14)、滑轮安装板II(2.15)、圆形皮带(2.16)、电机安装支架(2.17)和小带轮(2.18)；
大带轮(2.3)与小硅胶密封圈(2.2)通过八颗M3螺钉(2.1)与隔离碗(2.11)连接；轴承Ⅰ(2.4)的外圈与轴承座(2.6)过盈装配固定，轴承Ⅰ(2.4)的内圈与隔离碗(2.11)固定在一起，轴承Ⅰ(2.4)的内圈侧边与大带轮(2.3)内部凸台紧贴；轴承Ⅱ(2.5)的外圈与轴承座(2.6)过盈装配固定，轴承Ⅱ(2.5)的内圈与隔离碗(2.11)固定在一起，轴承Ⅱ(2.5)的外圈侧边与轴承座(2.6)内部凸台紧贴；轴承座(2.6)、大硅胶密封圈(2.7)及密封盖板(2.9)通过六颗M5螺钉(2.8)连接在一起；气管接头(2.10)通过自身的螺纹与密封盖板(2.9)紧固连接；电机(2.12)与电机安装架(2.17)连接；电机安装架(2.17)与滑轮安装板Ⅰ(2.13)连接；滑轮(2.14)通过螺钉安装在滑轮安装板Ⅰ(2.13)和滑轮安装板Ⅱ(2.15)之间；滑轮(2.14)卡在X-Y平面滑台(1)上，实现隔离碗铺粉装置(2)在X方向与Y方向的运动；小带轮(2.18)安装在电机轴上并通过圆形皮带(2.16)驱动大带轮(2.3)，实现隔离碗(2.11)的旋转。
2.根据权利要求1所述的一种基于隔离碗的粉末型3D打印机铺粉装置，其特征在于，隔离碗(2.11)是双层结构，内层打上通孔，在激光扫描过程中产生的烟雾，通过该通孔再经过隔离碗(2.11)中空层被与气管接头(2.10)相连接的外部负压发生器排出隔离碗内部，从而保证整个过程烟雾不对激光产生影响。
3.根据权利要求1所述的一种基于隔离碗的粉末型3D打印机铺粉装置，其特征在于，隔离碗(2.11)下边缘内外都有倒角，外部倒角α能够保证在铺粉过程中隔离碗(2.11)产生对粉末颗粒竖直向下的作用力，已达到压实粉末颗粒的作用；内部倒角β能够将进入隔离碗内部的粉末重新压入粉床，保证粉床的平整度。
4.根据权利要求1所述的一种基于隔离碗的粉末型3D打印机铺粉装置，其特征在于，隔离碗铺粉装置(2)在铺粉时，隔离碗有一个平移速度，且绕自身对称轴以一定转速旋转；此时隔离碗(2.11)下部在粉末颗粒堆内部，随着隔离碗(2.11)运动，隔离碗(2.11)内部粉床表面始终保持平整，供激光扫描打印使用。
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