CN110434335A - 3d打印金属清粉设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种3D打印金属清粉设备，解决目前清粉设备或方法存在的清理不彻底、存在安全隐患及浪费严重的问题，包括密闭外壳、骨架、振动装置及收集装置；振动装置包括步进电机、传动杆、转向板、振动电机及卡盘；步进电机的输出轴通过联轴器与传动杆连接，传动杆与转向板铰接；卡盘与转向板通过弹簧连接；振动电机固定在卡盘上；传动杆与转向板之间还设置有气压杆；收集装置包括多孔板、吸尘器及粉末收集容器；多孔板覆盖并连接在吸尘器的吸尘口上；粉末收集容器与吸尘器的排出口连接。采用密闭外壳实现全封闭式设计，减少清粉人员直接与粉末接触；并且通过传动杆能够带动待清理零件实现近720度的旋转，实现全方位粉末清理。
Description
技术领域
本发明属于3D打印设备技术领域，具体涉及一种3D打印金属清粉设备。
背景技术
3D打印技术是一种能把三维模型在最短的时间内转化为立体实物的技术，不受传统加工的限制，只要能设计出三维模型就能在最短的时间里制作，在医疗、航空航天等领域都有运用。在3D打印技术领域中，金属3D打印(SLM) 是运用范围最为广泛的打印，具有材料利用率高、适用材料范围广、生产周期短、可制造复杂形状零件等优点，在多处弯曲小孔径管路、密集斜孔、密集盲孔及复杂腔体等的结构成形上具有非常大的优势。但是这些复杂结构在毛坯成形后，内部会残留非常多的金属粉末，而且受限于结构特点，这些残留的粉末较难清理。
对于这些残留粉末的清理，多数都是通过工人利用气枪去吹，收集粉末，气枪因为无法真正意义上清理干净，浪费也很严重，并且工人只是戴口罩、手套对人体的伤害在这个步骤来说是最大，清理不干净就会导致后面的热处理工艺，热处理在对于没有完全清理赶紧的零件热处理后会沾在壁上，基本清理不了，严重的整个零件都会作废。也有采用吸尘器或震动方式实现粉末的清理，但是还是不能实现零件全方位的彻底清理，或者有些清理方式会使粉末接触空气，存在一定安全性问题，同时对于粉末也是很大的浪费。
发明内容
本发明的目的是提供一种3D打印金属清粉设备，解决目前清粉设备或方法存在的清理不彻底、存在安全隐患及浪费严重的问题。
本发明的技术解决方案是提供一种3D打印金属清粉设备，其特殊之处在于：包括密闭外壳、设置在密闭外壳内部的骨架、振动装置及收集装置；
上述振动装置包括步进电机、传动杆、转向板、振动电机及用于夹装待清洗零件的卡盘；
上述步进电机固定在骨架的顶端，其输出轴通过联轴器与传动杆的一端连接，传动杆的另一端与转向板铰接；卡盘与转向板平行设置并通过多个弹簧相连接；振动电机位于转向板与卡盘之间，且固定在卡盘上；上述传动杆的中段与转向板之间还设置有气压杆；
上述收集装置包括多孔板、吸尘器及粉末收集容器；上述多孔板覆盖并连接在吸尘器的吸尘口上，且位于卡盘的正下方；上述粉末收集容器与吸尘器的排出口连接。
进一步地，上述吸尘器的排出口与粉末收集容器之间还设置有筛网，利用振动电机的余震将金属粉末筛入粉末收集桶内。
进一步地，为了实现均匀减震，上述弹簧为四个，分布在卡盘的四个角处。
进一步地，上述卡盘上设有用于加装零件的工装夹具。
进一步地，为了能够同时实现手动清理，上述外壳与卡盘对应的位置处设有手套口，上述外壳内部设有手套、气枪与毛刷。
进一步地，上述吸尘器为真空防爆式吸尘器。
进一步地，上述外壳内设有照明组件，上述照明组件为LED灯管。
进一步地，上述骨架的材质为方钢，外壳的材质为3mm厚的钢板。
进一步地，工作中整个外壳内部是完全封闭，并有惰性气体保护，在震动中会伴随着一个有规律的冲击力，可以更好的清理内流道的粉末。
本发明的有益效果是：
1、本发明采用密闭外壳实现全封闭式设计，减少清粉人员直接与粉末接触；并且通过传动杆能够带动待清理零件实现近720度的旋转，通过震动电机震动实现全方位粉末清理；
2、本发明对吸尘器的吸尘口进行改装，将多孔板覆盖在吸尘口上，使粉末不会长时间扬起而更清晰观察清粉过程；
3、工作中整个箱体内部是完全封闭，并有惰性气体保护，能够防止粉末燃爆，并且在震动中会伴随着一个有规律的冲击力，可以更好的清理内流道的粉末；
4、本发明同时可以利用内部气枪、毛刷搭配卡盘与震动电机能更好的清理多余的粉末。
附图说明
图1为实施例3D打印金属清粉设备结构示意图；
图中附图标记为：1-气压杆，2-转向板，3-振动电机，4-工装夹具，5-夹紧螺钉，6-多孔板，7-粉末收集容器，8-骨架，9-步进电机，10-联轴器，11-传动杆，12-铰链，13-弹簧，14-卡盘，15-吸尘器，16-筛网。
具体实施方式
以下结合附图及具体实施例对本发明做进一步地描述。
需要理解的是，本发明中的方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此也不能理解为对本发明保护范围的限制。另外，需要注意的是，图1仅作为示例，其并非是按照等比例的条件绘制的，并且不应该以此作为对本发明实际要求的保护范围构成限制。
从图1中可以看出，本实施例3D打印金属清粉设备，在工作中是一个密闭的空间，主要结构由外壳、骨架、振动装置及收集装置等构成，其中外壳为密闭壳体，其内充有惰性保护气体，骨架位于其内部，用于固定振动装置及收集装置，本实施例中骨架的材质为方钢，其他实施例中也可以是其他的材质。
振动装置位于上方，收集装置位于振动装置的下方，振动装置从上至下主要包括步进电机、传动杆、转向板、振动电机及卡盘，步进电机固定在骨架的顶部，步进电机的输出轴通过联轴器与传动杆的一端连接，传动杆的另一端通过铰链与转向板铰接。定义转向板所在平面为xy平面，转向板与卡盘平行设置，且通过弹簧连接，起到一定的减震作用，该实施例中弹簧为四个，分别设置在卡盘的四个角上，其他实施例中可以是任意数量。振动电机位于转向板与卡盘之间且固定在卡盘上。卡盘用于固定待清理的零件，其上设有工装夹具，通过夹紧螺钉将待清理零件固定在该工装夹具上。
传动杆的中部与转向盘之间还设有气压杆，气压杆的倾斜角度不定，通过气压杆能够带动转向盘在XZ平面内转动，以实现卡盘在在XZ平面内的近360°的旋转。传动杆与步进电机的输出轴之间通过联轴器连接，可以带动卡盘在xy 平面内实现360°的旋转，因此通过传动杆的带动，卡盘能够实现接近720°的全方位的转动。振动电机振动的同时，通过传动杆带动零件转动，能够实现零件全方位的清洁。
收集装置位于振动装置的正下方，主要包括多孔板、吸尘器及粉末收集桶，本实施例采用真空防爆吸尘器，并将该吸尘器的吸尘口进行改装，改装后使得多孔板能够覆盖在吸尘口处，防止金属粉末扬起，不易收集。粉末收集桶位于吸尘器的排尘口处，并且在吸尘器的排尘口处设置筛网，利用振动电机的余震去筛粉，将金属粉末筛入粉末收集桶内，可以再次直接利用在3D打印制件过程中。本实施例，还可以在外壳上手套口，该手套口与卡盘所在位置对应，外壳内部放置有气枪、胶皮手套以及毛刷，在振动清粉的同时也可以带胶皮手套利用气枪及毛刷手动进行清粉。手套口上方设有玻璃窗口，以便看到内部的清粉过程，还可以在外壳的内部设置LED灯管，转向板为拓扑结构，以降低其重量。
工作时，通过卡盘卡住基板与零件，通过固定在卡盘上的震动电机的震动 (震动频率可调)来清理零件内部多余的金属粉末，传动杆与通过轴连器与步进电机输出轴连接，实现连接板在XY平面内360度旋转，传动杆与连接板并有一个气压杆，并且传动杆与连接板铰接，气压杆动作时，实现连接板在XZ平面内近360旋转，最终实现整个卡盘的近720度旋转，每个角度都可通过震动电机震动来实现全方位清理金属粉末。还可以利用气枪及毛刷手动清理粉末。与此同时，底部的收集装置包括多孔板，是个多孔结构便于粉末流出，多孔板下方是一个吸尘器头部(处理过的)与之链接，使内部的粉末不会长时间扬起。启动吸尘器，被清理下来的金属粉末穿过多孔板进入吸尘器，再利用振动电机的余震利用筛网筛粉，后利用粉末收集桶进行收集，收集的金属粉末可以再次直接应用在3D打印制件过程中，这样即减少了浪费，又减少了清理余粉对人体的伤害，大大的节约时间，提高清粉的质量。
Claims (9)
1.一种3D打印金属清粉设备，其特征在于：包括密闭外壳、设置在密闭外壳内部的骨架(8)、振动装置及收集装置；
所述振动装置包括步进电机(9)、传动杆(11)、转向板(2)、振动电机(3)及用于夹装待清洗零件的卡盘(14)；
所述步进电机(9)固定在骨架的顶端(8)，其输出轴通过联轴器(10)与传动杆(11)的一端连接，传动杆(11)的另一端与转向板(2)铰接；卡盘(14)与转向板(2)平行设置并通过多个弹簧(13)相连接；振动电机(3)位于转向板(2)与卡盘(14)之间，且固定在卡盘(14)上；所述传动杆(11)的中段与转向板(2)之间还设置有气压杆(1)；
所述收集装置包括多孔板(6)、吸尘器(15)及粉末收集容器(7)；所述多孔板(6)覆盖并连接在吸尘器(15)的吸尘口上，且位于卡盘(14)的正下方；所述粉末收集容器(7)与吸尘器(15)的排出口连接。
2.根据权利要求1所述的3D打印金属清粉设备，其特征在于：所述吸尘器(15)的排出口与粉末收集容器(7)之间还设置有筛网。
3.根据权利要求2所述的3D打印金属清粉设备，其特征在于：所述弹簧(13)为四个，分布在卡盘(14)的四个角处。
4.根据权利要求3所述的3D打印金属清粉设备，其特征在于：所述卡盘(14)上设有用于加装零件的工装夹具。
5.根据权利要求3所述的3D打印金属清粉设备，其特征在于：所述外壳与卡盘(14)对应的位置处设有手套口，所述外壳内部设有手套、气枪与毛刷。
6.根据权利要求5所述的3D打印金属清粉设备，其特征在于：所述吸尘器(15)为真空防爆式吸尘器。
7.根据权利要求3所述的3D打印金属清粉设备，其特征在于：所述外壳内设有照明组件，所述照明组件为LED灯管。
8.根据权利要求7所述的3D打印金属清粉设备，其特征在于：所述骨架的材质为方钢，外壳的材质为3mm厚的钢板。
9.根据权利要求8所述的3D打印金属清粉设备，其特征在于：所述外壳内填充惰性保护气体。
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