CN110102760B - 一种钽粉3d打印用配比机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种钽粉3D打印用配比机构，包括壳体、设置在壳体一侧的进料管、用于对大小颗粒钽粉进行分离的分离组件和用于对大小颗粒钽粉进行重新配比的再混匀组件；所述分离组件包括设置在壳体内部一侧的平面板、设置在平面板顶端另一侧的隔板和设置在隔板一侧顶端和底端用于对大型颗粒钽粉进行筛选的分离筛网。该钽粉3D打印用配比机构，通过振动电机、振动弹簧、平面板、漏网、分离筛网、固定板、挡板和复位弹簧的配合使用，一方面将钽粉中的大型颗粒和小型颗粒进行筛分，另一方面加速了钽粉的流动性，当钽粉的流动性增加时，可提高钽粉在3D打印工作中的活泼性与拼接性，从而解决了传统3D打印零件稳定性较差、耐用性较低的问题。

Description

一种钽粉3D打印用配比机构

技术领域

本发明涉及医疗器械技术领域，具体涉及一种钽粉3D打印用配比机构。

背景技术

3D打印(3DP)即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。

在3D打印运用至医学领域中时，往往需用到亲金属材料，例如钛、钽等亲生物金属，在人体内，钛能抵抗分泌物的腐蚀且无毒，对任何杀菌方法都适应，因此被广泛用于制医疗器械，制人造髋关节、膝关节、肩关节、胁关节、头盖骨，主动心瓣、骨骼固定夹，当新的肌肉纤维环包在这些“钛骨”上时，这些钛骨就开始维系着人体的正常活动，而比如说，用钽片可以弥补头盖骨的损伤，钽丝可以用来缝合神经和肌腱，钽条可以代替折断了的骨头和关节，钽丝制成的钽纱或钽网，可以用来补偿肌肉组织，在医院里，还会有这样的情况：用钽条代替人体里折断了的骨头之后，经过一段时间，肌肉居然会在钽条上生长起来，就像在真正的骨头上生长一样，因此钽金属则成为了医疗3D打印工作中不可缺少的一员。

在医疗3D打印的过程中，零件的致密度与孔隙量成反比，零件内部的气孔越多，密度越低，在受力环境下越容易出现疲劳或者裂纹，对于关键性应用，零件的致密度需要达到99％以上，然而在目前的3D打印技术上，缺少一种配套设备用于提高3D打印零件的致密度，以至于3D打印零件存在稳定性较差和耐用性较低的问题。因此，我们提出一种钽粉3D打印用配比机构来用于解决上述问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种钽粉3D打印用配比机构，以解决现有技术3D打印零件的稳定性较差和耐用性较低的问题。

本发明通过以下技术方案实现：

一种钽粉3D打印用配比机构，包括壳体、设置在壳体一侧的进料管、用于对大小颗粒钽粉进行分离的分离组件和用于对大小颗粒钽粉进行重新配比的再混匀组件；

所述分离组件包括设置在壳体内部一侧的平面板、设置在平面板上用于对小型颗粒钽粉进行筛除的漏网、设置在平面板顶端另一侧的隔板和设置在隔板一侧顶端和底端用于对大型颗粒钽粉进行筛选的分离筛网，所述分离组件还包括设置在隔板内部的固定板、与固定板铰接设置的挡板和设置在固定板底端与挡板相连接的复位弹簧，所述隔板的内部对应两个分离筛网的位置均开设有通孔；

所述振动组件包括设置在平面板底端位置的振动电机和设置在振动电机输出端的振动弹簧，所述振动弹簧和平面板相连接；

所述壳体内部的另一侧设置有大型颗粒收集盒，所述大型颗粒收集盒的底部开设有漏口；

所述再混匀组件包括设置在壳体另一侧的传动电机、设置在传动电机输出端的转轴和设置在振动电机底端的调配盒体，所述转轴的一端依次贯穿壳体和调配盒体，所述再混匀组件还包括设置在转轴外部的转动辊，所述调配盒体的底部开设有通口；

所述调配盒体底端对应通口的位置设置有电磁阀。

进一步，所述壳体的底端设置有收纳壳，且收纳壳的两侧设置有滑板，所述壳体内部两侧对应滑板的位置设置有凹型板。

进一步，所述壳体前侧的底端通过合页活动安装有门体，且门体的表面设置有把手。

进一步，所述壳体的前侧设置有电源插孔和控制按钮。

进一步，所述大型颗粒收集盒的底端设置有电动推杆，且电动推杆的输出端设置有挡板。

进一步，所述平面板顶端的表面至少设置有四个阻隔块。

进一步，所述转轴和壳体的交接处设置有轴承I，所述轴承I的外圈和壳体相连接，所述轴承I的内圈和转轴相连接，所述转轴和调配盒体的交接处设置有轴承II，所述轴承II的外圈和调配盒体相连接，所述轴承II的内圈和转轴相连接。

进一步，所述电源插孔的输入端通过导线与外接电源进行电性连接，所述电源插孔的输出端通过导线与控制按钮进行电性连接，所述控制按钮的输出端通过导线分别与电磁阀、振动电机、传动电机和电动推杆进行电性连接。

进一步，所述平面板呈直角三角形状。

进一步，所述漏网的孔径大小为15－30um，所述分离筛网的孔径大小为30－45um。

本发明的有益效果在于：

1.该钽粉3D打印用配比机构，通过振动电机、振动弹簧、平面板、漏网、分离筛网、固定板、挡板和复位弹簧的配合使用，当使用者将钽粉灌入本装置内部时，振动电机开始工作，在稳定的振动频率下，一方面将钽粉中的大型颗粒和小型颗粒进行筛分，另一方面加速了钽粉的流动性，当钽粉的流动性增加时，可提高钽粉在3D打印工作中的活泼性与拼接性，以减少钽粉在3D打印零件中的孔隙量，提高3D打印零件的致密度，从而解决了传统3D打印零件稳定性较差、耐用性较低的问题。

2.该钽粉3D打印用配比机构，通过传动电机、转轴、调配盒体和转动辊的配合使用，可将大型颗粒钽粉均匀分布于小型颗粒钽粉中，将小型颗粒钽粉充分的填充于大型颗粒钽粉的间隙中，从而进一步提高3D打印零件的致密度，同时通过电动推杆的设计精准把握大型颗粒钽粉的数量，以避免大型颗粒钽粉数量过多，从而降低钽粉的流动性，因此，进一步的解决了传统3D打印零件稳定性较差和耐用性较低的问题。

附图说明

图1为本发明的剖视图；

图2为本发明的主视图；

图3为本发明的侧视图；

图4为本发明的俯视图；

图5为本发明的图1中A的局部放大图；

图6为本发明的电路示意图。

图中：1、壳体；2、再混匀组件；201、传动电机；202、转轴；203、调配盒体；204、转动辊；3、电动推杆；4、大型颗粒收集盒；5、分离组件；501、分离筛网；502、隔板；503、漏网；504、平面板；505、挡板；506、复位弹簧；507、固定板；6、进料管；7、收纳壳；8、电磁阀；9、振动组件；901、振动电机；902、振动弹簧；10、把手；11、门体；12、控制按钮；13、电源插孔。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的上述描述中，需要说明的是，术语“一侧”、“另一侧”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“相同”等术语并不表示要求部件绝对相同，而是可以存在微小的差异。术语“垂直”仅仅是指部件之间的位置关系相对“平行”而言更加垂直，并不是表示该结构一定要完全垂直，而是可以稍微倾斜。

请参阅图1－6，本发明提供一种技术方案：一种钽粉3D打印用配比机构，包括壳体1、设置在壳体1一侧的进料管6、用于对大小颗粒钽粉进行分离的分离组件5和用于对大小颗粒钽粉进行重新配比的再混匀组件2，进料管6的一端贯穿壳体1并延伸至壳体1的内部，进料管6用于对钽金属进行加料；

分离组件5包括设置在壳体1内部一侧的平面板504、设置在平面板504上用于对小型颗粒钽粉进行筛除的漏网503、设置在平面板504顶端另一侧的隔板502和设置在隔板502一侧顶端和底端用于对大型颗粒钽粉进行筛选的分离筛网501，分离组件5还包括设置在隔板502内部的固定板507、与固定板507铰接设置的挡板505和设置在固定板507底端与挡板505相连接的复位弹簧506，隔板502的内部对应两个分离筛网501的位置均开设有通孔，此通孔目的是将分离出来的大型颗粒钽粉排出；

振动组件9包括设置在平面板504底端位置的振动电机901和设置在振动电机901输出端的振动弹簧902，振动弹簧902和平面板504相连接，振动电机901是在转子轴两端各安装一组可调偏心块，利用轴及偏心块高速旋转产生的离心力得到激振力，此振动电机901的型号可为XP振动电机；

壳体1内部的另一侧设置有大型颗粒收集盒4，大型颗粒收集盒4的底部开设有漏口；

再混匀组件2包括设置在壳体另一侧的传动电机201、设置在传动电机201输出端的转轴202和设置在振动电机901底端的调配盒体203，转轴202的一端依次贯穿壳体1和调配盒体203，再混匀组件2还包括设置在转轴202外部的转动辊204，调配盒体203的底部开设有通口，此通口的目的是将调配后的钽粉排出调配盒体203的内部，传动电机201的型号可为OPG电机；

调配盒体203底端对应通口的位置设置有电磁阀8，此电磁阀8用于调节调配盒体203内部调配后的钽粉排出情况。

本发明中：壳体1的底端设置有收纳壳7，且收纳壳7的两侧设置有滑板，壳体1内部两侧对应滑板的位置设置有凹型板，将收纳壳7用滑板插入凹型板内部的存放方式，可便于使用者随时对收纳壳7进行取放，以便于使用者对调配后的钽粉进行自由取用。

本发明中：壳体1前侧的底端通过合页活动安装有门体11，且门体11的表面设置有把手10，当使用者手抓把手10打开门体11时，可便于使用者对门体11进行打开和关闭，门体11可防止外部杂质垃圾对钽粉造成污染。

本发明中：壳体1的前侧设置有电源插孔13和控制按钮12，电源插孔13是指将外接电源以交流电的方式传导至本装置，为本装置提供电源，控制按钮12是一种结构简单、应用广泛的主令电器，通过控制按钮12，将使用人员的输出命令传导至本装置。

本发明中：大型颗粒收集盒的底端设置有电动推杆3，且电动推杆3的输出端设置有挡板，电动推杆3又名直线驱动器，主要是由电机推杆和控制装置等机构组成的一种新型直线执行机构，可以认为是旋转电机在结构方面的一种延伸，使用者可通过控制电动推杆3，当电动推杆3伸长时，可带动挡板对大型颗粒钽粉进行封堵，防止大型颗粒钽粉出现随意掉落的现象，且同时可达到调节大型颗粒钽粉与小型颗粒钽粉的混合量，以使得小型颗粒钽粉充分的填充于适量的大型颗粒钽粉间隙中，从而进一步提高3D打印零件的致密度，另一方面电动推杆3可防止大型颗粒钽粉过多混合于小型颗粒钽粉中，而降低钽粉整体的流动性。

本发明中：平面板504顶端的表面至少设置有四个阻隔块，通过设置有阻隔块，可防止钽粉在平面板504上过快的流出，从而提高了钽粉大小颗粒筛分的效率。

本发明中：转轴202和壳体1的交接处设置有轴承I，轴承I的外圈和壳体相连接，轴承I的内圈和转轴202相连接，转轴202和调配盒体203的交接处设置有轴承II，轴承II的外圈和调配盒体203相连接，轴承II的内圈和转轴202相连接，通过设置有轴承I和轴承II可减少转轴202转动中所可能产生的摩擦力，避免出现动力损失。

本发明中：电源插孔13的输入端通过导线与外接电源进行电性连接，电源插孔13的输出端通过导线与控制按钮12进行电性连接，控制按钮12的输出端通过导线分别与电磁阀8、振动电机901、传动电机201和电动推杆3进行电性连接。

本发明中：平面板504呈直角三角形状，将平面板504的外形设置为直角三角形，可利用钽粉自身的动力，将钽粉自平面板504的上端流动至平面板504的下端，一方面减少了一定的动力输出，另一方面可避免钽粉出现堆积堵塞的现象。

本发明中：漏网503的孔径大小为15－30um，分离筛网501的孔径大小为30－45um，通过将漏网503的孔径和分离筛网501的孔径进行精准设计，从而避免出现小型颗粒钽粉掺杂于大型颗粒钽粉之中的现象，造成钽粉筛分不彻底的现象。

工作原理：使用前，使用人员先检查本装置内部设备的安全性，使用时，使用人员先利用电源插孔13外接电源为本装置提供电能，接着将钽粉经进料管6缓慢灌入壳体1的内部，同时使用者利用控制按钮12发出指示命令，令振动电机901先行进行工作，当钽粉掉落至平面板504的顶端时，振动电机901带动振动弹簧902做振动工作，并将此振动力传导至平面板504，平面板504顶端表面上的钽粉因振动的原因，逐渐滑落至平面板504顶端的低处，此时小型颗粒的钽粉经漏网503掉落至调配盒体203的内部，大型颗粒的钽粉逐渐经隔板502靠底部的分离筛网501和通孔排出，并最终掉落至大型颗粒收集盒4的内部，当大型颗粒钽粉于平面板504的表面堆积过多时，逐渐产生对挡板505的冲击力，挡板505感受到来自大型颗粒钽粉的冲击力，利用其铰接设置，逐渐进行倾斜转动，复位弹簧506逐渐进行收缩，当大型颗粒钽粉总量较小堆积于平面板504的顶端时，复位弹簧506利用其弹性产生反作用力，推动挡板505至原来位置，挡板505在此处的目的是防止大型颗粒钽粉过快的通过分离筛网501排出，以至于大型颗粒钽粉中掺杂于少许小型颗粒钽粉，由此造成钽粉筛分效率的降低，同时若钽粉数量过多时，还可经隔板502一侧顶部的分离筛网501和通孔排出，此处设计需要强调的是，防止出现钽粉数量过多，而造成堆积堵塞的现象，当大小颗粒钽粉筛分完毕后，小型颗粒钽粉已逐渐全部掉落至调配盒体203的内部，而大型颗粒钽粉则全部掉落至大型颗粒收集盒4的内部，此时使用者利用控制按钮12发出指示命令，停止振动电机901继续工作，并根据实际的小型颗粒钽粉数量的情况，调节合适的大型颗粒钽粉量至调配盒体203的内部，使用者可再次通过控制按钮12发出指示命令，使得电动推杆3缩短，此时挡板并未造成对漏口的封堵，大型颗粒钽粉可逐渐经漏口排出，并掉落至调配盒体203的内部，当小型颗粒钽粉量较多时，可将数量较多的大型颗粒钽粉调节至调配盒体203内部，当小型颗粒钽粉量较少时，可将数量较少的大型颗粒钽粉调节至调配盒体203的内部，此时使用者操作控制按钮12发出指示命令，令传动电机201开始工作，传动电机201带动转轴202进行旋转，在转轴202旋转的同时，带动转动辊204一并旋转，以达到对完美比例大小颗粒的钽粉进行合适的再次调配配比，将小型颗粒钽粉充分的填充于大型颗粒钽粉的间隙中，当大小型颗粒钽粉混合完毕后，可通过控制按钮12发出指示命令，先使得传动电机201停止工作，再将电磁阀8打开，混合后的钽粉掉落至收纳壳7的内部，使用者可自行打开门体11，将收纳壳7取出，并对收纳壳7内部所积攒的混合后的钽粉进行自由取用，在上述操作过程中，一方面通过振动的方式，提高了钽粉的活动性，另一方面通过先筛分再混合，以达到对钽粉的再次调配，由此提高了钽粉在3D打印过程中的活动性与拼接性，避免3D打印零件内部出现气孔多，致密度低，以至于零件出现疲劳或者裂纹的现象，此操作过程从根本上解决了3D打印零件稳定性较差和耐用性较低的问题。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (8)

1.一种钽粉3D打印用配比机构，其特征在于：包括壳体、设置在壳体一侧的进料管、用于对大小颗粒钽粉进行分离的分离组件和用于对大小颗粒钽粉进行重新配比的再混匀组件；

所述分离组件包括设置在壳体内部一侧的平面板、设置在平面板上用于对小型颗粒钽粉进行筛除的漏网、设置在平面板顶端另一侧的隔板和设置在隔板一侧顶端和底端用于对大型颗粒钽粉进行筛选的分离筛网，所述分离组件还包括设置在隔板内部的固定板、与固定板铰接设置的挡板和设置在固定板底端与挡板相连接的复位弹簧，所述隔板的内部对应两个分离筛网的位置均开设有通孔；

还包括振动组件，所述振动组件包括设置在平面板底端位置的振动电机和设置在振动电机输出端的振动弹簧，所述振动弹簧和平面板相连接；

所述壳体内部的另一侧设置有大型颗粒收集盒，所述大型颗粒收集盒的底部开设有漏口；

所述再混匀组件包括设置在壳体另一侧的传动电机、设置在传动电机输出端的转轴和设置在振动电机底端的调配盒体，所述转轴的一端依次贯穿壳体和调配盒体，所述再混匀组件还包括设置在转轴外部的转动辊，所述调配盒体的底部开设有通口；

所述调配盒体底端对应通口的位置设置有电磁阀，

所述壳体的底端设置有收纳壳，且收纳壳的两侧设置有滑板，所述壳体内部两侧对应滑板的位置设置有凹型板，

所述壳体前侧的底端通过合页活动安装有门体，且门体的表面设置有把手。

2.根据权利要求1所述的一种钽粉3D打印用配比机构，其特征在于：所述壳体的前侧设置有电源插孔和控制按钮。

3.根据权利要求1所述的一种钽粉3D打印用配比机构，其特征在于：所述大型颗粒收集盒的底端设置有电动推杆，且电动推杆的输出端设置有挡板。

4.根据权利要求1所述的一种钽粉3D打印用配比机构，其特征在于：所述平面板顶端的表面至少设置有四个阻隔块。

5.根据权利要求1所述的一种钽粉3D打印用配比机构，其特征在于：所述转轴和壳体的交接处设置有轴承I，所述轴承I的外圈和壳体相连接，所述轴承I的内圈和转轴相连接，所述转轴和调配盒体的交接处设置有轴承II，所述轴承II的外圈和调配盒体相连接，所述轴承II的内圈和转轴相连接。

6.根据权利要求2所述的一种钽粉3D打印用配比机构，其特征在于：所述电源插孔的输入端通过导线与外接电源进行电性连接，所述电源插孔的输出端通过导线与控制按钮进行电性连接，所述控制按钮的输出端通过导线分别与电磁阀、振动电机、传动电机和电动推杆进行电性连接。

7.根据权利要求1所述的一种钽粉3D打印用配比机构，其特征在于：所述平面板呈直角三角形状。

8.根据权利要求1所述的一种钽粉3D打印用配比机构，其特征在于：所述漏网的孔径大小为15-30um，所述分离筛网的孔径大小为30-45um。