CN110039055B - 一种三点固定式打印基板水平调节结构及方法 - Google Patents
一种三点固定式打印基板水平调节结构及方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN110039055B CN110039055B CN201910440331.XA CN201910440331A CN110039055B CN 110039055 B CN110039055 B CN 110039055B CN 201910440331 A CN201910440331 A CN 201910440331A CN 110039055 B CN110039055 B CN 110039055B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- printing
- printing substrate
- point
- assembly
- adjusting
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000007639 printing Methods 0.000 title claims abstract description 210
- 239000000758 substrate Substances 0.000 title claims abstract description 130
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 26
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 74
- 238000003892 spreading Methods 0.000 claims abstract description 37
- 230000007480 spreading Effects 0.000 claims abstract description 37
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 22
- 238000003825 pressing Methods 0.000 claims description 15
- 230000006835 compression Effects 0.000 claims description 8
- 238000007906 compression Methods 0.000 claims description 8
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 7
- 238000009966 trimming Methods 0.000 claims description 7
- 238000009434 installation Methods 0.000 claims description 6
- 238000003754 machining Methods 0.000 claims description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims description 3
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 238000010146 3D printing Methods 0.000 abstract description 11
- 238000002844 melting Methods 0.000 abstract description 7
- 230000008018 melting Effects 0.000 abstract description 7
- 238000012423 maintenance Methods 0.000 abstract description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 22
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 13
- 238000011161 development Methods 0.000 description 5
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 4
- 239000000463 material Substances 0.000 description 4
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 3
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000011960 computer-aided design Methods 0.000 description 2
- 230000007123 defense Effects 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 1
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 1
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
- B22F10/30—Process control
- B22F10/31—Calibration of process steps or apparatus settings, e.g. before or during manufacturing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
- B22F10/20—Direct sintering or melting
- B22F10/28—Powder bed fusion, e.g. selective laser melting [SLM] or electron beam melting [EBM]
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
- B22F12/30—Platforms or substrates
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
- B22F12/40—Radiation means
- B22F12/44—Radiation means characterised by the configuration of the radiation means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
- B22F12/60—Planarisation devices; Compression devices
- B22F12/67—Blades
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
- B22F12/90—Means for process control, e.g. cameras or sensors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- 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
- B33Y10/00—Processes of additive manufacturing
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- 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
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/25—Process efficiency
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Automation & Control Theory (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Screen Printers (AREA)
Abstract
本发明提供一种三点固定式打印基板水平调节结构及方法,三点固定式打印基板水平调节结构包括:打印粉末缸体、打印粉末金属平板、滑轨、滑块、千分表组件、铺粉刮刀、打印基板、打印移动板和三点固定式调平组件;通过三点固定式调平组件调节打印基板的水平度;沿滑轨滑动千分表组件,同步带动铺粉刮刀滑动,进而检测打印基板的水平度。具有以下优点:(1)在刮刀更换或者打印基板运动到达一定程度的条件下,每隔一定的时间即可方便快速准确的调节其平行度,即可保证零件垂直方向的打印精度,达到保证零件质量的目的。(2)本发明在激光选区熔化3D打印领域中,打印基板水平调节方面具有调节结构简单,调节方便,平行度易保持的特点。
Description
技术领域
本发明属于金属粉末激光熔化增材制造技术领域,具体涉及一种三点固定式打印基板水平调节结构及方法。
背景技术
“3D打印”技术(业内称为增量制造技术)产生于上个世纪80年代的美国,CAD(计算机辅助设计)、CNC(数字化控制)、自动控制、激光等技术的发展是其产生的前因,至今发展不到30年。它是全球先进制造领域兴起的一项集光/机/电、计算机、数控及新材料于一体的制造技术。之所以称之为增量制造,依据其与传统切削等材料“去除”制造工艺不同,该技术通过将粉末、液体、薄片等离散材料逐层堆积,“自然生长”成三维实体,因此被通俗叫做“3D打印”技术。该技术将三维实体整体成形,改变为若干二维平面的叠加成形,大大降低了制造复杂度。理论上,但凡能够在计算机上设计的结构模型,即可应用该技术在无需刀具、模具及复杂工艺条件下快速地将设计原型变为实物。目前,该技术在国防、航空航天、汽车、生物医学、模具、铸造、农业、家电、工艺美术、动漫等领域发挥着重要的作用。
未来制造业的发展水平依然是衡量一个国家整体实力的关键标志之一,而未来制造技术在数控技术、计算机、机械、材料等关联技术发展的带动下,必然走向数字化和智能化。“3D打印”技术作为整个先进制造技术当中数字化和智能化较为突出的一类,其发展也会在不同层面深刻地对制造业整体构成影响。首先,“3D打印”技术的应用领域将不断扩大(广度);其次,“3D打印”技术在各个应用领域的应用层面不断深入(深度);再者,3D打印技术自身的物化形式(装备与工艺)将更加丰富。由此,该技术必然会逐步渗透到国防、航空航天、汽车、生物医学等诸多领域,影响着上述各个领域的设计理论和理念,并配合其他传统技术,完善甚至更新某些司空见惯的制造方案,致使制造更为智能、简捷、绿色,产品性能更加贴近理想状态。
3D打印技术产业当中,激光选区熔化(Selective Laser Melting,SLM)技术处于高端,是未来极具发展潜力的一项金属零部件激光直接成形技术。对于SLM技术,保证刮刀和打印基板的垂直度,从而保证打印垂直方向,是保证打印精度的关键。现有技术中,难以简单、方便、快速的调节刮刀和打印基板的垂直度。
发明内容
针对现有技术存在的缺陷,本发明提供一种三点固定式打印基板水平调节结构及方法,可有效解决上述问题。
本发明采用的技术方案如下:
本发明提供一种三点固定式打印基板水平调节结构,包括:打印粉末缸体(1)、打印粉末金属平板(2)、滑轨(3)、滑块(4)、千分表组件(5)、铺粉刮刀(6)、打印基板(7)、打印移动板(8)和三点固定式调平组件(9);
所述打印粉末缸体(1)的内部形成打印腔室(1.1);所述打印粉末缸体(1)的顶面为所述打印粉末金属平板(2);在所述打印腔室(1.1)的上方安装平行设置的所述滑轨(3),所述滑轨(3)的两端固定于所述打印粉末金属平板(2)上面;在所述滑轨(3)上面安装可滑动的所述滑块(4);所述千分表组件(5)包括千分表表盘(5.1)、千分表固定座(5.2)和千分表测头(5.3);所述千分表固定座(5.2)固定于所述滑块(4)上面;所述千分表表盘(5.1)和所述千分表测头(5.3)电性连接,并固定于所述千分表固定座(5.2);所述铺粉刮刀(6)的顶端与所述千分表固定座(5.2)固定;所述铺粉刮刀(6)与所述千分表测头(5.3)平行设置,并且,所述铺粉刮刀(6)的底端与所述千分表测头(5.3)的底端位于同一水平线上;
所述打印基板(7)位于所述打印移动板(8)的上方,并与所述打印移动板(8)通过所述三点固定式调平组件(9)连接;所述打印基板(7)和所述打印移动板(8)设置于所述打印腔室(1.1)中,在动力机构的驱动下,沿所述打印腔室(1.1)升降;并且,所述打印基板(7)位于所述铺粉刮刀(6)的下面;
通过所述三点固定式调平组件(9)调节所述打印基板(7)的水平度;沿所述滑轨(3)滑动所述千分表组件(5),同步带动所述铺粉刮刀(6)滑动,进而检测所述打印基板(7)的水平度。
优选的,所述三点固定式调平组件(9)包括球头调节组件(9.1)、第一水平微调组件(9.2)和第二水平微调组件(9.3);
所述打印基板(7)的左侧安装所述球头调节组件(9.1);所述打印基板(7)右侧的前部安装所述第一水平微调组件(9.2);所述打印基板(7)右侧的右部安装所述第二水平微调组件(9.3);其中,所述铺粉刮刀(6)沿所述滑轨(3)进行左右方向移动,并且,所述铺粉刮刀(6)向右移动时,位于所述第一水平微调组件(9.2)和所述第二水平微调组件(9.3)之间。
优选的,所述打印基板(7)为正方形基板,长和宽均为280毫米;所述球头调节组件(9.1)安装于所述打印基板(7)的A点,所述A点距离所述打印基板(7)左侧边缘的距离为20~30毫米;所述第一水平微调组件(9.2)安装于所述打印基板(7)的B点,所述B点距离所述打印基板(7)右侧边缘的距离以及前侧边缘的距离均为20~30毫米;所述第二水平微调组件(9.3)安装于所述打印基板(7)的C点,所述C点距离所述打印基板(7)右侧边缘的距离以及后侧边缘的距离均为20~30毫米。
优选的,所述球头调节组件(9.1)包括:下压板(9.1.1)、球头安装槽(9.1.2)、锁紧螺钉(9.1.3)、万向调节球头(9.1.4)、球杆(9.1.5)以及锁紧螺母(9.1.6);
所述打印基板(7)和所述下压板(9.1.1)通过所述锁紧螺钉(9.1.3)扣合到一起;所述打印基板(7)和所述下压板(9.1.1)内形成所述球头安装槽(9.1.2);所述万向调节球头(9.1.4)位于所述球头安装槽(9.1.2)内;所述球杆(9.1.5)的顶部与所述万向调节球头(9.1.4)固定,所述球杆(9.1.5)的底部依次穿过所述下压板(9.1.1)和所述打印移动板(8)的通孔,从而延伸到所述打印移动板(8)的下方,在所述球杆(9.1.5)的末端采用所述锁紧螺母(9.1.6)固定。
优选的,所述第一水平微调组件(9.2)和所述第二水平微调组件(9.3)的结构相同,均包括水平微调螺钉(10.1)和微调压缩弹簧(10.2);所述打印基板(7)开设第一内螺纹孔;所述打印移动板(8)开设第二内螺纹孔;所述第一内螺纹孔和所述第二内螺纹孔为反向螺纹,并且同轴设置;所述第一内螺纹孔内安装所述微调压缩弹簧(10.2);所述水平微调螺钉(10.1)从所述第一内螺纹孔旋入,并向下旋入到所述第二内螺纹孔。
本发明还提供一种三点固定式打印基板水平调节结构的调节方法,包括以下步骤:
步骤1,光路系统包括激光光源、准直镜(11.1)、振镜(11.2)和场镜(11.3);所述激光光源发射的激光水路上,安装所述准直镜(11.1);所述准直镜(11.1)发出的光束经所述振镜(11.2)进行X方向和Y方向两次反射后,向下垂直入射到所述场镜(11.3),经所述场镜(11.3)聚焦后向下垂直射出;
首先调节所述光路系统,使所述光路系统出射激光为垂直向下方向,满足垂直度要求;
步骤2,通过机械加工平面平行的方法,对打印粉末金属平板(2)进行调节,使振镜(11.2)安装平面与承载打印粉末缸体(1)的打印粉末金属平板(2)保持平行;
在金属平板(2)上安装滑轨(3),在滑轨(3)上面固定滑块(4),在滑块(4)上面固定千分表组件(5)和铺粉刮刀(6),通过对滑轨(3)的安装位置进行调节,使铺粉刮刀(6)沿滑轨(3)滑动时的刮刀下缘与所述光路系统出射的激光处于垂直正交状态;
步骤3,然后,在打印腔室(1.1)内安装打印基板(7)和打印移动板(8);打印基板(7)和打印移动板(8)通过三点固定式调平组件(9)连接;
然后,通过三点调节方式调节打印基板(7)的水平度,使其与铺粉刮刀(6)的下缘保持平行;
具体通过以下方式调节打印基板(7)的水平度:
步骤3.1,在打印基板(7)中设置三个安装点,分别为A点、B点和C点;其中,A点采用球头调节组件(9.1)为固定点,B点和C点作为配合A点的从动点,各安装第一水平微调组件(9.2)和第二水平微调组件(9.3);
步骤3.2,三点确定一个平面,先采用球头调节组件(9.1)的方式固定A点,然后微小调节第一水平微调组件(9.2)和第二水平微调组件(9.3),从而对B点和C点的高度进行微调;
步骤3.3,每当微调B点和C点的高度后,沿滑轨(3)左右移动千分表组件(5),观测千分表指针,如果千分表指针的摆动误差没有在平行度的允许范围内,则持续微调B点和C点的高度,直到千分表指针的摆动误差在平行度的允许范围内,即认为打印基板(7)与铺粉刮刀(6)的平行调节达标,然后,锁紧万向调节球头(9.1.4),固定打印基板(7)的水平位置。
本发明提供的一种三点固定式打印基板水平调节结构及方法具有以下优点:
(1)在刮刀更换或者打印基板运动到达一定程度的条件下,每隔一定的时间即可方便快速准确的调节其平行度,即可保证零件垂直方向的打印精度,达到保证零件质量的目的。
(2)本发明在激光选区熔化3D打印领域中,打印基板水平调节方面具有调节结构简单,调节方便,平行度易保持的特点。
附图说明
图1为三点固定式打印基板水平调节结构的结构示意图;
图2为千分表组件、铺粉刮刀、打印基板和打印移动板的装配关系图;
图3为ABC三个安装点在打印基板的分布位置关系图
图4为球头调节组件的剖视图;
图5为水平微调组件的剖视图;
图6为刮刀下缘与打印基板平行度测量方法图;
图7为光路系统振镜安装平面与打印粉末金属平板平行关系及激光与刮刀下缘垂直关系图。
具体实施方式
为了使本发明所解决的技术问题、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用以解释本发明,并不用于限定本发明。
在发明的描述中,需要理解的是,术语“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,仅是为了便于描述发明,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。
对于SLM技术,保证刮刀和打印基板的垂直度,从而保证打印垂直方向,是保证打印精度的关键。本发明即是解决打印垂直方向的精度问题,以下是发明的具体内容。
参考图1-图7,本发明提供一种三点固定式打印基板水平调节结构,包括:打印粉末缸体1、打印粉末金属平板2、滑轨3、滑块4、千分表组件5、铺粉刮刀6、打印基板7、打印移动板8和三点固定式调平组件9;
打印粉末缸体1的内部形成打印腔室1.1;打印粉末缸体1的顶面为打印粉末金属平板2;在打印腔室1.1的上方安装平行设置的滑轨3,滑轨3的两端固定于打印粉末金属平板2上面;在滑轨3上面安装可滑动的滑块4;千分表组件5包括千分表表盘5.1、千分表固定座5.2和千分表测头5.3;千分表固定座5.2固定于滑块4上面;千分表表盘5.1和千分表测头5.3电性连接,并固定于千分表固定座5.2;铺粉刮刀6的顶端与千分表固定座5.2固定;铺粉刮刀6与千分表测头5.3平行设置,并且,铺粉刮刀6的底端与千分表测头5.3的底端位于同一水平线上;
打印基板7位于打印移动板8的上方,并与打印移动板8通过三点固定式调平组件9连接;打印基板7和打印移动板8设置于打印腔室1.1中,在动力机构的驱动下,沿打印腔室1.1升降;并且,打印基板7位于铺粉刮刀6的下面;
通过三点固定式调平组件9调节打印基板7的水平度;沿滑轨3滑动千分表组件5,同步带动铺粉刮刀6滑动,进而检测打印基板7的水平度。
实际应用中,三点固定式调平组件9包括球头调节组件9.1、第一水平微调组件9.2和第二水平微调组件9.3;
打印基板7的左侧安装球头调节组件9.1;打印基板7右侧的前部安装第一水平微调组件9.2;打印基板7右侧的右部安装第二水平微调组件9.3;其中,铺粉刮刀6沿滑轨3进行左右方向移动,并且,铺粉刮刀6向右移动时,位于第一水平微调组件9.2和第二水平微调组件9.3之间。
例如,打印基板7为正方形基板,长和宽均为280毫米;球头调节组件9.1安装于打印基板7的A点,A点距离打印基板7左侧边缘的距离为20~30毫米;第一水平微调组件9.2安装于打印基板7的B点,B点距离打印基板7右侧边缘的距离以及前侧边缘的距离均为20~30毫米;第二水平微调组件9.3安装于打印基板7的C点,C点距离打印基板7右侧边缘的距离以及后侧边缘的距离均为20~30毫米。
作为一种具体实现方式,球头调节组件9.1和水平微调组件可采用以下结构形式实现:
参考图4,球头调节组件9.1包括:下压板9.1.1、球头安装槽9.1.2、锁紧螺钉9.1.3、万向调节球头9.1.4、球杆9.1.5以及锁紧螺母9.1.6;
打印基板7和下压板9.1.1通过锁紧螺钉9.1.3扣合到一起;打印基板7和下压板9.1.1内形成球头安装槽9.1.2;万向调节球头9.1.4位于球头安装槽9.1.2内;球杆9.1.5的顶部与万向调节球头9.1.4固定,球杆9.1.5的底部依次穿过下压板9.1.1和打印移动板8的通孔,从而延伸到打印移动板8的下方,在球杆9.1.5的末端采用锁紧螺母9.1.6固定。
球头调节组件9.1的工作原理为:当最初需要调节打印基板7的水平度时,首先松开锁紧螺母9.1.6,同时转动锁紧螺钉9.1.3,使打印基板7和下压板9.1.1之间具有余量,由此使万向调节球头9.1.4可自由转动;当万向调节球头9.1.4可自由转动时,即可使打印基板7可发生倾斜等操作,以适应水平微调组件的调节。当水平微调组件调节完成后,旋紧锁紧螺母9.1.6,同时反向转动锁紧螺钉9.1.3,使打印基板7和下压板9.1.1紧密包围住万向调节球头9.1.4,从而使万向调节球头9.1.4无法自由转动。由此实现最终调平后的稳定保持作用。
第一水平微调组件9.2和第二水平微调组件9.3的结构相同,均包括水平微调螺钉10.1和微调压缩弹簧10.2;打印基板7开设第一内螺纹孔;打印移动板8开设第二内螺纹孔;第一内螺纹孔和第二内螺纹孔为反向螺纹,并且同轴设置;第一内螺纹孔内安装微调压缩弹簧10.2;水平微调螺钉10.1从第一内螺纹孔旋入,并向下旋入到第二内螺纹孔。
水平微调组件的微调原理为:由于第一内螺纹孔和第二内螺纹孔为反向螺纹,例如,一个为正方螺纹,另一个为反向螺纹,因此,参考图5,当向一个方向转动水平微调螺钉时,在微调压缩弹簧10.2向上弹力作用下,使打印基板7相对于打印移动板8向上升高;而当向另一个方向转动水平微调螺钉时,克服微调压缩弹簧10.2的弹力,而使打印基板7相对于打印移动板8向下降低。此种调节方向,只需要旋转水平微调螺钉10.1即可,调节方式简单、方便。
本发明还提供一种基于三点固定式打印基板水平调节结构的调节方法,包括以下步骤:
步骤1,光路系统包括激光光源、准直镜11.1、振镜11.2和场镜11.3;激光光源发射的激光水路上,安装准直镜11.1;准直镜11.1发出的光束经振镜11.2进行X方向和Y方向两次反射后,向下垂直入射到场镜11.3,经场镜11.3聚焦后向下垂直射出;
激光选区熔化3D打印设备的重要运动结构为铺粉刮刀和打印腔体升降平台。首先,调节光路系统,使光路系统出射激光为垂直向下方向,满足垂直度要求;
步骤2,通过机械加工平面平行的方法,对打印粉末金属平板2进行调节,使振镜11.2安装平面与承载打印粉末缸体1的打印粉末金属平板2保持平行;
在金属平板2上安装滑轨3,在滑轨3上面固定滑块4,在滑块4上面固定千分表组件5和铺粉刮刀6,通过对滑轨3的安装位置进行调节,使铺粉刮刀6沿滑轨3滑动时的刮刀下缘与光路系统出射的激光处于垂直正交状态;以打印移动板为基础,随着打印深度变化,打印基板升降精度不变。
步骤3,然后,在打印腔室1.1内安装打印基板7和打印移动板8;打印基板7和打印移动板8通过三点固定式调平组件9连接;
然后,通过三点调节方式调节打印基板7的水平度,使其与铺粉刮刀6的下缘保持平行;
具体的,机械加工后,铺粉刮刀与打印基板的平行很难保证,原因是打印基板是后组装上的活动结构,因此需要通过三点调节方法使其与打印刮刀的下缘保持平行。具体通过以下方式调节打印基板7的水平度:
步骤3.1,在打印基板7中设置三个安装点,分别为A点、B点和C点;其中,A点采用球头调节组件9.1为固定点,B点和C点作为配合A点的从动点,各安装第一水平微调组件9.2和第二水平微调组件9.3;
步骤3.2,三点确定一个平面,先采用球头调节组件9.1的方式固定A点,然后微小调节第一水平微调组件9.2和第二水平微调组件9.3,从而对B点和C点的高度进行微调;
步骤3.3,每当微调B点和C点的高度后,沿滑轨3左右移动千分表组件5,观测千分表指针,如果千分表指针的摆动误差没有在平行度的允许范围内,则持续微调B点和C点的高度,直到千分表指针的摆动误差在平行度的允许范围内,一般情况下,保证测量平行度误差在0.005mm-0.02mm范围内,即认为打印基板7与铺粉刮刀6的平行调节达标,然后,锁紧万向调节球头9.1.4,固定打印基板7的水平位置。
其中,ABC三点相对于打印基板边缘的位置关系如图3所示。
本发明提供的一种三点固定式打印基板水平调节结构及方法具有以下优点:
(1)在刮刀更换或者打印基板运动到达一定程度的条件下,每隔一定的时间即可方便快速准确的调节其平行度,即可保证零件垂直方向的打印精度,达到保证零件质量的目的。
(2)本发明在激光选区熔化3D打印领域中,打印基板水平调节方面具有调节结构简单,调节方便,平行度易保持的特点。
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,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视本发明的保护范围。
Claims (3)
1.一种三点固定式打印基板水平调节结构的调节方法,其特征在于,三点固定式打印基板水平调节结构包括:打印粉末缸体(1)、打印粉末金属平板(2)、滑轨(3)、滑块(4)、千分表组件(5)、铺粉刮刀(6)、打印基板(7)、打印移动板(8)和三点固定式调平组件(9);
所述打印粉末缸体(1)的内部形成打印腔室(1.1);所述打印粉末缸体(1)的顶面为所述打印粉末金属平板(2);在所述打印腔室(1.1)的上方安装所述滑轨(3),所述滑轨(3)的两端固定于所述打印粉末金属平板(2)上面;在所述滑轨(3)上面安装可滑动的所述滑块(4);所述千分表组件(5)包括千分表表盘(5.1)、千分表固定座(5.2)和千分表测头(5.3);所述千分表固定座(5.2)固定于所述滑块(4)上面;所述千分表表盘(5.1)和所述千分表测头(5.3)电性连接,并且,所述千分表表盘(5.1)固定于所述千分表固定座(5.2);所述铺粉刮刀(6)的顶端与所述千分表固定座(5.2)固定;所述铺粉刮刀(6)与所述千分表测头(5.3)平行设置,并且,所述铺粉刮刀(6)的底端与所述千分表测头(5.3)的底端位于同一水平线上;
所述打印基板(7)位于所述打印移动板(8)的上方,并与所述打印移动板(8)通过所述三点固定式调平组件(9)连接;所述打印基板(7)和所述打印移动板(8)设置于所述打印腔室(1.1)中,在动力机构的驱动下,沿所述打印腔室(1.1)升降;并且,所述打印基板(7)位于所述铺粉刮刀(6)的下面;
通过所述三点固定式调平组件(9)调节所述打印基板(7)的水平度;沿所述滑轨(3)滑动所述千分表组件(5),同步带动所述铺粉刮刀(6)滑动,进而检测所述打印基板(7)的水平度;
其中,所述三点固定式调平组件(9)包括球头调节组件(9.1)、第一水平微调组件(9.2)和第二水平微调组件(9.3);
所述打印基板(7)的左侧安装所述球头调节组件(9.1);所述打印基板(7)右侧的前部安装所述第一水平微调组件(9.2);所述打印基板(7)右侧的后部安装所述第二水平微调组件(9.3);其中,所述铺粉刮刀(6)沿所述滑轨(3)进行左右方向移动,并且,所述铺粉刮刀(6)向右移动时,位于所述第一水平微调组件(9.2)和所述第二水平微调组件(9.3)之间;
其中:所述球头调节组件(9.1)包括:下压板(9.1.1)、球头安装槽(9.1.2)、锁紧螺钉(9.1.3)、万向调节球头(9.1.4)、球杆(9.1.5)以及锁紧螺母(9.1.6);
所述打印基板(7)和所述下压板(9.1.1)通过所述锁紧螺钉(9.1.3)扣合到一起;所述打印基板(7)和所述下压板(9.1.1)内形成所述球头安装槽(9.1.2);所述万向调节球头(9.1.4)位于所述球头安装槽(9.1.2)内;所述球杆(9.1.5)的顶部与所述万向调节球头(9.1.4)固定,所述球杆(9.1.5)的底部依次穿过所述下压板(9.1.1)和所述打印移动板(8)的通孔,从而延伸到所述打印移动板(8)的下方,在所述球杆(9.1.5)的末端采用所述锁紧螺母(9.1.6)固定;
球头调节组件(9.1)的工作原理为:当最初需要调节打印基板(7)的水平度时,首先松开锁紧螺母(9.1.6),同时转动锁紧螺钉(9.1.3),使打印基板(7)和下压板(9.1.1)之间具有余量,由此使万向调节球头(9.1.4)可自由转动;当万向调节球头(9.1.4)可自由转动时,即可使打印基板(7)可发生倾斜操作,以适应水平微调组件的调节;当水平微调组件调节完成后,旋紧锁紧螺母(9.1.6),同时反向转动锁紧螺钉(9.1.3),使打印基板(7)和下压板(9.1.1)紧密包围住万向调节球头(9.1.4),从而使万向调节球头(9.1.4)无法自由转动;由此实现最终调平后的稳定保持作用;
所述的三点固定式打印基板水平调节结构的调节方法,包括以下步骤:
步骤1,光路系统包括激光光源、准直镜(11.1)、振镜(11.2)和场镜(11.3);所述激光光源发射的激光水路上,安装所述准直镜(11.1);所述准直镜(11.1)发出的光束经所述振镜(11.2)进行X方向和Y方向两次反射后,向下垂直入射到所述场镜(11.3),经所述场镜(11.3)聚焦后向下垂直射出;
首先调节所述光路系统,使所述光路系统出射激光为垂直向下方向,满足垂直度要求;
步骤2,通过机械加工平面平行的方法,对打印粉末金属平板(2)进行调节,使振镜(11.2)安装平面与承载打印粉末缸体(1)的打印粉末金属平板(2)保持平行;
在打印粉末金属平板(2)上安装滑轨(3),在滑轨(3)上面固定滑块(4),在滑块(4)上面固定千分表组件(5)和铺粉刮刀(6),通过对滑轨(3)的安装位置进行调节,使铺粉刮刀(6)沿滑轨(3)滑动时的刮刀下缘与所述光路系统出射的激光处于垂直正交状态;
步骤3,然后,在打印腔室(1.1)内安装打印基板(7)和打印移动板(8);打印基板(7)和打印移动板(8)通过三点固定式调平组件(9)连接;
然后,通过三点调节方式调节打印基板(7)的水平度,使其与铺粉刮刀(6)的下缘保持平行;
具体通过以下方式调节打印基板(7)的水平度:
步骤3.1,在打印基板(7)中设置三个安装点,分别为A点、B点和C点;其中,A点采用球头调节组件(9.1)为固定点,B点和C点作为配合A点的从动点,各安装第一水平微调组件(9.2)和第二水平微调组件(9.3);
步骤3.2,三点确定一个平面,先采用球头调节组件(9.1)的方式固定A点,然后微小调节第一水平微调组件(9.2)和第二水平微调组件(9.3),从而对B点和C点的高度进行微调;
步骤3.3,每当微调B点和C点的高度后,沿滑轨(3)左右移动千分表组件(5),观测千分表指针,如果千分表指针的摆动误差没有在平行度的允许范围内,则持续微调B点和C点的高度,直到千分表指针的摆动误差在平行度的允许范围内,即认为打印基板(7)与铺粉刮刀(6)的平行调节达标,然后,锁紧万向调节球头(9.1.4),固定打印基板(7)的水平位置。
2.根据权利要求1所述的一种三点固定式打印基板水平调节结构的调节方法,其特征在于,所述打印基板(7)为正方形基板,长和宽均为280毫米;所述球头调节组件(9.1)安装于所述打印基板(7)的A点,所述A点距离所述打印基板(7)左侧边缘的距离为20~30毫米;所述第一水平微调组件(9.2)安装于所述打印基板(7)的B点,所述B点距离所述打印基板(7)右侧边缘的距离以及前侧边缘的距离均为20~30毫米;所述第二水平微调组件(9.3)安装于所述打印基板(7)的C点,所述C点距离所述打印基板(7)右侧边缘的距离以及后侧边缘的距离均为20~30毫米。
3.根据权利要求1所述的一种三点固定式打印基板水平调节结构的调节方法,其特征在于,所述第一水平微调组件(9.2)和所述第二水平微调组件(9.3)的结构相同,均包括水平微调螺钉(10.1)和微调压缩弹簧(10.2);所述打印基板(7)开设第一内螺纹孔;所述打印移动板(8)开设第二内螺纹孔;所述第一内螺纹孔和所述第二内螺纹孔为反向螺纹,并且同轴设置;所述第一内螺纹孔内安装所述微调压缩弹簧(10.2);所述水平微调螺钉(10.1)从所述第一内螺纹孔旋入,并向下旋入到所述第二内螺纹孔。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910440331.XA CN110039055B (zh) | 2019-05-24 | 2019-05-24 | 一种三点固定式打印基板水平调节结构及方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201910440331.XA CN110039055B (zh) | 2019-05-24 | 2019-05-24 | 一种三点固定式打印基板水平调节结构及方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN110039055A CN110039055A (zh) | 2019-07-23 |
CN110039055B true CN110039055B (zh) | 2024-05-07 |
Family
ID=67283658
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201910440331.XA Active CN110039055B (zh) | 2019-05-24 | 2019-05-24 | 一种三点固定式打印基板水平调节结构及方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN110039055B (zh) |
Families Citing this family (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110370823A (zh) * | 2019-07-26 | 2019-10-25 | 河南奥德利数码科技有限公司 | 一种打印机平台调平结构及调平方法 |
CN112846237B (zh) * | 2020-12-04 | 2022-04-22 | 北京星航机电装备有限公司 | 一种3d打印设备调平系统及其自动调平方法 |
CN113878690B (zh) * | 2021-09-28 | 2022-09-30 | 东莞理工学院 | 一种光固化陶瓷3d打印材料铺料装置及其使用方法 |
CN114799223A (zh) * | 2022-03-28 | 2022-07-29 | 深圳市佳汇印刷有限公司 | 一种可控制平衡度的激光打印设备 |
Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN201300207Y (zh) * | 2008-10-30 | 2009-09-02 | 华中科技大学 | 一种金属零件选区激光熔化快速成型设备 |
CN203265633U (zh) * | 2013-05-27 | 2013-11-06 | 哈尔滨德昱健行科技有限公司 | 一种金属粉末熔化快速成型机新型铺粉结构 |
CN104057617A (zh) * | 2014-06-30 | 2014-09-24 | 合肥西锐三维打印科技有限公司 | 激光烧结3d打印机的刮刀系统 |
CN105855547A (zh) * | 2016-06-07 | 2016-08-17 | 青岛前哨精密机械有限责任公司 | 一种3d打印机基板自动微动调平系统 |
CN206343625U (zh) * | 2017-01-06 | 2017-07-21 | 哈尔滨福沃德多维智能装备有限公司 | 选区激光熔化系统成形铺粉刮刀装置 |
CN107457405A (zh) * | 2017-08-24 | 2017-12-12 | 北京星航机电装备有限公司 | 一种激光选区熔化成形设备基板自动调平系统及调平方法 |
CN207465881U (zh) * | 2017-11-10 | 2018-06-08 | 上海数造机电科技股份有限公司 | 一种用于激光粉末烧结技术的平台调平结构 |
CN207746413U (zh) * | 2017-12-14 | 2018-08-21 | 深圳市华阳新材料科技有限公司 | 一种双刮刀结构及金属3d打印机 |
CN108724722A (zh) * | 2018-05-25 | 2018-11-02 | 昆山肯达机械有限公司 | 一种3d打印机铺粉臂调整机构 |
CN109080139A (zh) * | 2018-09-26 | 2018-12-25 | 苏州云植医学技术有限公司 | 一种3d打印平台调平装置 |
CN208513644U (zh) * | 2018-07-05 | 2019-02-19 | 宁波中物力拓超微材料有限公司 | 激光选区熔化设备成型缸的调平装置 |
CN209998372U (zh) * | 2019-05-24 | 2020-01-31 | 哈尔滨福沃德多维智能装备有限公司 | 一种三点固定式打印基板水平调节结构 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10016993B2 (en) * | 2016-05-24 | 2018-07-10 | Electronics For Imaging, Inc. | Elastic bending mechanism for bi-directional adjustment of print head position |
-
2019
- 2019-05-24 CN CN201910440331.XA patent/CN110039055B/zh active Active
Patent Citations (12)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN201300207Y (zh) * | 2008-10-30 | 2009-09-02 | 华中科技大学 | 一种金属零件选区激光熔化快速成型设备 |
CN203265633U (zh) * | 2013-05-27 | 2013-11-06 | 哈尔滨德昱健行科技有限公司 | 一种金属粉末熔化快速成型机新型铺粉结构 |
CN104057617A (zh) * | 2014-06-30 | 2014-09-24 | 合肥西锐三维打印科技有限公司 | 激光烧结3d打印机的刮刀系统 |
CN105855547A (zh) * | 2016-06-07 | 2016-08-17 | 青岛前哨精密机械有限责任公司 | 一种3d打印机基板自动微动调平系统 |
CN206343625U (zh) * | 2017-01-06 | 2017-07-21 | 哈尔滨福沃德多维智能装备有限公司 | 选区激光熔化系统成形铺粉刮刀装置 |
CN107457405A (zh) * | 2017-08-24 | 2017-12-12 | 北京星航机电装备有限公司 | 一种激光选区熔化成形设备基板自动调平系统及调平方法 |
CN207465881U (zh) * | 2017-11-10 | 2018-06-08 | 上海数造机电科技股份有限公司 | 一种用于激光粉末烧结技术的平台调平结构 |
CN207746413U (zh) * | 2017-12-14 | 2018-08-21 | 深圳市华阳新材料科技有限公司 | 一种双刮刀结构及金属3d打印机 |
CN108724722A (zh) * | 2018-05-25 | 2018-11-02 | 昆山肯达机械有限公司 | 一种3d打印机铺粉臂调整机构 |
CN208513644U (zh) * | 2018-07-05 | 2019-02-19 | 宁波中物力拓超微材料有限公司 | 激光选区熔化设备成型缸的调平装置 |
CN109080139A (zh) * | 2018-09-26 | 2018-12-25 | 苏州云植医学技术有限公司 | 一种3d打印平台调平装置 |
CN209998372U (zh) * | 2019-05-24 | 2020-01-31 | 哈尔滨福沃德多维智能装备有限公司 | 一种三点固定式打印基板水平调节结构 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN110039055A (zh) | 2019-07-23 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110039055B (zh) | 一种三点固定式打印基板水平调节结构及方法 | |
CN204505844U (zh) | 一种用于3d打印的打印平台装置 | |
CN103386500B (zh) | 一种孔加工镗刀对刀装置及其使用方法 | |
CN105437542A (zh) | 用于光固化快速成型的自动调节涂覆装置 | |
CN106338229B (zh) | 一种测量工件轮廓的方法 | |
CN205834239U (zh) | 一种slm设备成型基台精密调平装置 | |
CN206343625U (zh) | 选区激光熔化系统成形铺粉刮刀装置 | |
EP3228404A1 (en) | Multi-electron-beam melting and milling composite 3d printing apparatus | |
CN110385448A (zh) | 一种对刀装置 | |
CN201267847Y (zh) | 一种精密成形模具的微调定位装置 | |
CN209998372U (zh) | 一种三点固定式打印基板水平调节结构 | |
CN204320598U (zh) | 一种可调节涂布间距的涂布装置 | |
CN219235600U (zh) | 一种下沉式陶瓷3d打印设备 | |
CN209811231U (zh) | 一种调平装置和3d打印机 | |
CN211783350U (zh) | 调节激光传感器同轴度的装置 | |
CN204820373U (zh) | 一种3d打印机底座 | |
CN209295919U (zh) | 一种新型车身件曲面修复检具 | |
CN110116337B (zh) | 重型风机底座毛坯的余量检验和划线工装及其使用方法 | |
CN211565748U (zh) | 一种高精度且方便调节的销工装 | |
CN205085356U (zh) | 全自动造型机的中框机构 | |
CN210132052U (zh) | 一种金属3d打印机快速更换基板 | |
CN111185673A (zh) | 一种雕刻切割一体成型机 | |
CN203526586U (zh) | 一种加工内腔外圆柱面的镗刀装置 | |
CN210967500U (zh) | 一种平印的快速调整打标器 | |
CN203197907U (zh) | 刻线工装 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |