CN110548868B - 一种激光3d打印机及激光3d打印方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于3D打印技术领域，公开了一种激光3D打印机及激光3D打印方法，包括控制系统、打印室、激光头和铺粉装置，激光头和铺粉装置在气缸的带动下完成铺粉和打印。本发明公开的激光3D打印机，利用激光头和铺粉装置的运动代替现有的打印机成型平台的运动，与现有技术相比，本发明公开的激光3D打印机无密封问题，取件方便而且大大减小了3D打印机的体积。
Description
【技术领域】
本发明属于激光3D打印领域，具体涉及一种激光3D打印机及激光3D打印方法。
【背景技术】
目前，激光烧结3D打印技术越来越成为研究的热点。激光3D打印加工零件的过程是将一定量的粉末铺在工作台上，再由刮平器将粉末刮平，随后激光头对当层粉末进行烧结，加工完成之后，移动平台下降一层，铺粉装置再一次铺粉，继续刮平，重复这一过程，烧结的每一层材料互相黏连在一起即得到成型零件。
在打印过程中需要一层层的铺粉，已经完成的零件部分需要通过一层层的下降退出烧结平台，供下一层铺粉烧结，在零件较大时需要很大的成型缸体来放置打印完成的零件，这就需要很大的空间，而且在打印过程中运动的平台会影响打印的精度和质量。同时由于成型平台和成型缸之间相互运动，使得成型平台和成型缸之间的密封变得非常困难。
【发明内容】
本发明的目的是提出一种激光3D打印机，解决现有的激光3D打印机中，体积过大，取件困难和密封麻烦等问题。
为实现上述目的，本发明的技术方案是：
一种激光3D打印机，包括控制系统、打印室、激光头和铺粉装置，所述打印室的底部设置有成型平台，还包括四个气缸和一个移动平台；四个气缸两两对称布置；移动平台通过气缸与打印室内壁顶端相连；所述激光头固定在移动平台的底部中心位置，移动平台在气缸的带动下可在打印室内上下运动，移动平台为在气缸的带动下做升降运动的平台。
所述移动平台的底部设置有连接柱和滚珠丝杠副，所述连接柱为四个，所述连接柱的顶端两两对应的固定安装在移动平台的底部，所述连接柱的底端固定安装有丝杠轴承支撑座，所述丝杠轴承支撑座上安装有滚珠丝杠轴承；所述滚珠丝杠副为两副，所述滚珠丝杠副上的滚珠丝杠安装在所述滚珠丝杠轴承中；滚珠丝杠的一端通过联轴器连接一个直流减速电机，所述直流减速电机通过电机安装座和丝杠轴承支撑座固定连接；两副滚珠丝杠副平行安装；滚珠丝杠上安装有丝杠螺母；丝杠螺母的底部安装有铺粉装置，在相互平行的丝杠螺母的带动下，铺粉装置可沿滚珠丝杠在成型平台上水平移动。
所述铺粉装置包括铺粉辊、供粉桶、输粉管和刮平板，所述铺粉辊的两端通过支撑件固定在铺粉板的底部，铺粉辊的底部开有铺粉口，铺粉辊的顶部开有进粉口，进粉口通过输粉管连接供粉桶；铺粉辊的内部设置有螺旋机构，螺旋机构的一端和铺粉辊对应的一端内部滚动连接，螺旋机构的另一端伸出铺粉辊的一端，通过铺粉联轴器连接铺粉电机，铺粉电机固定安装在铺粉板的底部；铺粉辊的两侧均设置有刮平板，刮平板竖直固定在铺粉辊的两侧。
与现有技术相比，本发明提出的激光3D打印机利用激光头和铺粉装置的上下运动代替成型平台的上下运动，在打印相同大小体积的零件时需要的打印机体积小，取件方便，密封简单。
本发明的另一个目的是提出一种激光3D打印方法，解决现有的激光3D打印方法中，打印机体积过大、密封困难和取件麻烦的问题。
为实现上述目的，本发明的技术方案如下：
应用如权利要求1所述的激光3D打印机，气缸带动激光头和铺粉装置从下到上依次铺粉打印，打印完成后取出零件，完成的零件。
与现有技术相比，本发明提出的激光3D打印方法，所需的打印机体积小、密封简单、取件方便。
【附图说明】
为了更清楚地说明本发明的具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域的技术人员来说在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图得到其他附图。
图1是本发明实施例1的主视结构示意图。
图2是本发明实施例1的左视结构示意图。
图3是图1沿A-A方向上的剖视图。
图4是图1沿B-B方向上的剖视图。
图5是本发明实施例1中铺粉辊的结构示意图。
图6是图5中铺粉辊的俯视图。
图中所示：1、打印室2、取件门3、气缸4、移动平台5、激光头6、连接柱7、滚珠丝杠8、丝杠轴承支撑座9、丝杠轴承10、铺粉板11、输粉管12、丝杠螺母13、直流减速电机14、联轴器15、刮平板16、支撑件17、铺粉电机18、铺粉联轴器19、铺粉辊19-1、螺旋机构19-2铺粉口19-3、进粉口20、供粉桶21、成型平台22、电机安装座。
【具体实施方式】
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚完整的描述。显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域的普通技术人员在没有做出创造性的劳动的前提下所获得的其他实施例，都属于本发明的保护范围。
在本发明的描述中，需要说明的是术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明，而不是指示或暗示所指的原件或装置必须具有特定的方位、以特定的方位和位置进行操作，因此不能认定是对本发明的限制。
在本发明的描述中，需要说明的是除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介连接，也可以是两个原件内部联通。对于本领域的普通技术人员来说，可以在具体情况下理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1：参照图1到图6，为本发明实施例1的结构示意图，一种激光3D打印机，包括控制系统、打印室1、激光头5、铺粉装置，打印室1的底部设置有成型平台22，打印室1的侧面设有取件门2铺粉装置。
还包括气缸3和移动平台4，气缸3为有四个，分别为气缸3-1、气缸3-2、气缸3-3和气缸4-4，所四个气缸3的非工作端分别固定在所述打印室内部顶壁的四个角上，两两互相对应。移动平台4固定在气缸3的工作端，激光头5安装在移动平台4的底部。
移动平台4底部设有四个连接柱6和两副滚珠丝杠副，连接柱6分别为连接柱6-1、连接柱6-2、连接柱6-3和连接柱6-4，连接柱6的顶端两两对应的固定安装在移动平台4的底部。连接柱6-1的底端固定安装有丝杠轴承支撑座8-1，连接柱6-2的底端固定安装有丝杠轴承支撑座8-2，连接柱6-3的底端固定安装有丝杠轴承支撑座8-3，连接柱6-4的底端固定安装有丝杠轴承支撑座8-4。丝杠轴承支撑座8-1上安装有滚珠丝杠轴承9-1，丝杠轴承支撑座8-2上安装有滚珠丝杠轴承9-2，丝杠轴承支撑座8-3上安装有滚珠丝杠轴承9-3，丝杠轴承支撑座8-4上安装有滚珠丝杠轴承9-4。两副滚珠丝杠，第一幅滚珠丝杠副的滚珠丝杠7-1的一端安装在滚珠丝杠轴承9-1中，另一端安装在相对的另一个滚珠丝杠轴承9-2中；第二幅滚珠丝杠副的滚珠丝杠7-2的一端安装在滚珠丝杠轴承9-4中，另一端安装在相对的另一个滚珠丝杠轴承9-3中。滚珠丝杠7-1的一端通过联轴器14-1连接直流减速电机13-1，直流减速电机13-1通过电机安装座23-1和丝杠轴承支撑座8-2固定连接；滚珠丝杠7-2的一端通过联轴器14-2连接直流减速电机13-2，直流减速电机13-2通过电机安装座23-2和丝杠轴承支撑座8-3固定连接，两副滚珠丝杠副平行安装在连接柱6的底端。滚珠丝杠7-1上安装有丝杠螺母12-1；滚珠丝杠7-2上安装有丝杠螺母12-2。丝杠螺母12-1和丝杠螺母12-2的底部安装有铺粉装置，在相互平行的丝杠螺母12-1和丝杠螺母12-2的带动下，铺粉装置可沿滚珠丝杠7-1和滚珠丝杠7-2在成型平台21上水平移动。
铺粉装置包括铺粉辊19、供粉桶20、输粉管11和刮平板15。铺粉辊19的两端通过支撑件16-1和支撑件16-2固定在铺粉板10的底部。铺粉辊19的底部开有铺粉口19-2，铺粉辊19的顶部开有进粉口19-3，进粉口19-3通过输粉管11连接供粉桶20。铺粉辊19的内部设置有螺旋机构19-1，螺旋机构19-1的一端和铺粉辊19对应的一端内部滚动连接，螺旋机构19-1的另一端伸出铺粉辊19的一端，通过铺粉联轴器18连接铺粉电机17，铺粉电机17固定安装在铺粉板10的底部。铺粉辊19的一侧设置有刮平板15-1，另一侧设置有刮平板15-2，刮平板15-1和刮平板15-2均竖直的安装在铺粉辊19的两侧。
实际使用时，气缸3带动移动平台4和铺粉装置上下运动，铺粉装置在滚珠丝杠螺母12的带动下水平运动完成铺粉，铺粉完成后由移动平台4上的激光头5进行烧结操作，烧结完成后，气缸3带动移动平台4和铺粉装置上行一层后，铺粉装置再次铺粉，铺粉完成后激光打印头5再次打印。气缸3带动移动平台4和铺粉装置逐层上行，铺粉装置逐层铺粉，激光打印头5逐层打印，打印完成后打开取件门2,取出打印完成的零件，以此完成整个打印操作。
金属粉末由输粉管11从供粉桶20进入铺粉辊19，在螺旋机构19-1的转动下，金属粉末从铺粉口19-2铺到成型平台21上，然后在刮平板15的作用下粉末被刮平。铺粉辊19的两侧均设置有刮平板15，使得铺粉装置不需要回位，在左右运动过程中均可以进行铺粉刮平操作。
实施例2：本实施例提供一种激光3D打印方法，包括如实施例1提供的激光3D打印机。
在本实施例中，气缸3带动移动平台4和铺粉装置上下运动，铺粉装置上的铺粉平台10在滚珠丝杠螺母12的带动下水平运动，铺粉平台10下安装的铺粉辊19在铺粉平台10的带动下向成型平台21上铺粉，在铺粉平台10下安装的刮平板15-1和刮平板15-2在铺粉平台10的带动下对铺粉辊19铺下的金属粉末进行刮平，铺粉装置铺完粉末后，由激光打印头5对铺好的金属粉末烧结。完成一层铺粉烧结后，气缸3带动移动平台4和铺粉装置上行一层，再次进行铺粉和打印，知道完成整个零件的打印工作，打印完成后打开取件门2取出完成的零件，完成整个打印过程。
上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制。本发明并不局限于上面已经描述并在附图中示意的准确结构，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，做出的各种改变和变形，都应当视为属于本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种激光3D打印机，包括控制系统、打印室(1)、激光头(5)和铺粉装置，所述打印室(1)的底部设置有成型平台(21)，其特征在于：还包括四个气缸(3)和一个移动平台(4)；四个气缸(3)两两对称布置；移动平台(4)通过气缸(3)与打印室(1)内壁顶端相连；所述激光头(5)固定在移动平台(4)的底部中心位置，移动平台(4)在气缸(3)的带动下可在打印室(1)内上下运动；
所述移动平台(4)的底部设置有连接柱(6)和滚珠丝杠副，所述连接柱(6)为四个，所述连接柱(6)的顶端两两对应的固定安装在移动平台(4)的底部，所述连接柱(6)的底端固定安装有丝杠轴承支撑座(8)，所述丝杠轴承支撑座(8)上安装有滚珠丝杠轴承(9)；所述滚珠丝杠副为两副，所述滚珠丝杠副上的滚珠丝杠(7)安装在所述滚珠丝杠轴承(9)中；滚珠丝杠(7)的一端通过联轴器(14)连接一个直流减速电机(13)，所述直流减速电机(13)通过电机安装座(22)和丝杠轴承支撑座(8)固定连接；两副滚珠丝杠副平行安装；滚珠丝杠(7)上安装有丝杠螺母(12)；丝杠螺母(12)的底部安装有铺粉装置，在丝杠螺母(12)的带动下，铺粉装置可沿相互平行的滚珠丝杠(7)在成型平台(21)上水平移动；
所述铺粉装置包括铺粉辊(19)、供粉桶(20)、输粉管(11)和刮平板(15)，所述铺粉辊(19)的两端通过支撑件(16)固定在铺粉板(10)的底部，铺粉辊(19)的底部开有铺粉口(19-2)，铺粉辊(19)的顶部开有进粉口(19-3)，进粉口(19-3)通过输粉管(11)连接供粉桶(20)；铺粉辊(19)的内部设置有螺旋机构(19-1)，螺旋机构的一端和铺粉辊(19)对应的一端内部滚动连接，螺旋机构(19-1)的另一端伸出铺粉辊(19)的一端，通过铺粉联轴器(18)连接铺粉电机(17)，铺粉电机(17)固定安装在铺粉板(10)的底部；铺粉辊(19)的两侧均设置有刮平板(15)，刮平板(15)竖直固定在铺粉辊(19)的两侧。
2.一种激光3D打印方法，其特征在于：应用如权利要求1所述的激光3D打印机，气缸(3)带动激光头和铺粉装置从下到上依次铺粉打印，打印完成后取出打印完成的零件，完成打印。
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