CN110757794A - 一种用于3d打印系统中的粉料回收铺粉装置 - Google Patents

一种用于3d打印系统中的粉料回收铺粉装置 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于3D打印系统中的粉料回收铺粉装置，针对刮刀装置（5）进行重新设计，引入内部空腔（10）结构，对接气泵（9）产生吸力，并结合内置于刮刀装置（5）内部空腔（10）中的内衬板（6），应用电控方式，通过内衬板（6）上第二镂空结构（12）与刮刀装置（5）表面第一镂空结构（11）彼此位置之间的错位或相对，实现刮刀装置（5）表面的封闭或贯通，由空腔（10）内部吸力实现对多余粉料的吸取回收，大大提高了粉料回收的工作效率。

Description

一种用于3D打印系统中的粉料回收铺粉装置
技术领域
本发明涉及一种用于3D打印系统中的粉料回收铺粉装置，属于3D智能制造技术领域。
背景技术
3D打印即快速成型技术的一种，又称增材制造，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，现有的3D打印装置多种多样，其中工业应用比较多的是基于密封仓、结合成型仓的结构应用，即成型仓中基板每下降预设高度，向其中铺设该高度的粉料，再应用激光对铺设好的粉料进行选择性烧结，获得位于该层粉料中的产品结构，如此粉料层层叠加，再层层进行选择性烧结，最终获得3D打印产品，这过程中一切的前提是铺粉操作，为了向成型仓填满粉料，粉料仓中会送出更多的粉料，由铺粉机构推向成型仓，与之相应，当铺粉机构向成型仓填满粉料后，也会存在多余的粉料，此时现有技术对这部分粉料的回收较为麻烦，采用再设置一个粉料收集仓，但是成本高，效果不佳；而且对于铺粉过程中残留在密封舱内底面上的粉料，也没有很好的处理方式。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种用于3D打印系统中的粉料回收铺粉装置，针对铺粉装置进行改进设计，引入气流吸粉结构进行粉料回收，能够大大提高粉料回收的工作效率。
本发明为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本发明设计了一种用于3D打印系统中的粉料回收铺粉装置，用于在密封舱中，将粉料仓中由电控升降装置托出粉料仓端口的粉料，推向成型仓中电控升降装置支撑的基板上表面，实现铺粉操作；包括电控轨道装置、移动装置、刮刀装置、内衬板、电控伸缩杆、外输管路、气泵；
其中，电控轨道装置为直线形轨道结构，电控轨道装置水平置于密封舱的侧面上，且密封舱内底面上粉料仓端口中心位置与成型仓端口中心位置连线所在直线、与电控轨道装置所在直线相平行；移动装置活动置于电控轨道装置上，电控轨道装置连接密封舱外部的控制器，由控制器控制电控轨道装置工作，驱动移动装置在电控轨道装置上来回移动；刮刀装置的表面为平面结构，刮刀装置的其中一侧边与移动装置固定连接，刮刀装置所在面呈竖直姿态，且刮刀装置所在面与电控轨道装置所在直线相垂直，刮刀装置的底边与密封舱内底面平行接触，刮刀装置随移动装置沿电控轨道装置的移动而移动，且刮刀装置底边的移动区域覆盖粉料仓端口与成型仓端口；
刮刀装置上内置空腔，定义粉料仓端口指向成型仓端口的方向为参考方向，刮刀装置上与参考方向同向的表面上设置贯穿刮刀装置内外空间的第一镂空结构；内衬板为平板结构，内衬板的尺寸与刮刀装置上镂空结构所占区域的尺寸相适应，内衬板上设置贯穿其两面的第二镂空结构，刮刀装置上第一镂空结构的布局与内衬板上第二镂空结构的布局彼此相同，内衬板以竖直姿态置于刮刀装置内部的空腔中，且内衬板表面与刮刀装置内部空腔中对应第一镂空结构的侧面相接触；电控伸缩杆固定设置于刮刀装置的顶边上，电控伸缩杆上升缩杆的顶端穿过刮刀装置的顶边进入其内部空腔中、并对接内衬板的顶边，电控伸缩杆通过导线外接密封舱外部的控制器，由控制器控制电控伸缩杆工作，使得其伸缩杆伸缩工作，内衬板随伸缩杆工作而在竖直方向上、上下移动，通过内衬板上第二镂空结构与刮刀装置表面第一镂空结构彼此位置之间的错位或相对，实现刮刀装置表面的封闭或贯通；
外输管路的其中一端对接刮刀装置上非第一镂空结构所在面、并连通刮刀装置的内部空腔，外输管路的另一端穿出密封舱、并对接气泵。
作为本发明的一种优选技术方案：还包括背部导流管和吸嘴；背部导流管的其中一端对接刮刀装置上非第一镂空结构所在面、并连通刮刀装置的内部空腔，背部导流管的另一端串联电控阀门后、连接吸嘴的排气端，吸嘴位于刮刀装置上背向参考方向的表面一侧，吸嘴的进气口为长条状，吸嘴的进气口面向密封舱内底面，且进气口与密封舱内底面保持预设距离间隙，吸嘴的位置与刮刀装置的位置彼此相对固定，吸嘴随刮刀装置的移动而移动，吸嘴长条状进气口的两端横跨刮刀装置底边移动区域上、对应粉料仓端口中心位置与成型仓端口中心位置连线所在直线的两侧；电控阀门通过导线外接密封舱外部的控制器，由控制器控制电控阀门工作，实现通断背部导流管的通断。
作为本发明的一种优选技术方案：所述电控轨道装置包括丝杠、定位杆、转动电机，丝杠与定位杆彼此平行的以水平姿态设置于密封舱的侧面上，且密封舱内底面上粉料仓端口中心位置与成型仓端口中心位置连线所在直线、与丝杠、定位杆分别所在直线均相平行，丝杠的其中一端穿出其所面向密封舱的侧面，转动电机置于密封舱该侧面外部，转动电机的驱动杆端部固定对接丝杠穿出密封舱的端部，且转动电机驱动杆所在直线与丝杠所在直线共线，丝杠随转动电机驱动杆的转动而转动；移动装置为基座，基座上设置贯穿其两侧的两个通孔，两个通孔的中心线彼此平行，且两个通孔之间的间距、与丝杠和定位杆之间的间距相等，基座的两个通孔分别套设于丝杠和定位杆上，且基座上套设于丝杠的通孔内壁、设置与丝杠表面螺纹相对应的内螺纹，以及该通孔内壁的内螺纹与丝杠表面螺纹相咬合，刮刀装置的其中一侧边与基座固定连接；基座基于转动电机对丝杠的驱动转动、而沿定位杆所在直线来回移动，进而刮刀装置来回移动。
作为本发明的一种优选技术方案：所述刮刀装置的底边包覆柔性包边，柔性包边与密封舱内底面平行接触。
本发明所述一种用于3D打印系统中的粉料回收铺粉装置，采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
（1）本发明所设计用于3D打印系统中的粉料回收铺粉装置，针对刮刀装置进行重新设计，引入内部空腔结构，对接气泵产生吸力，并结合内置于刮刀装置内部空腔中的内衬板，应用电控方式，通过内衬板上第二镂空结构与刮刀装置表面第一镂空结构彼此位置之间的错位或相对，实现刮刀装置表面的封闭或贯通，由空腔内部吸力实现对多余粉料的吸取回收，大大提高了粉料回收的工作效率；
（2）本发明所设计用于3D打印系统中的粉料回收铺粉装置中，还设计背部导流管和吸嘴，在刮刀装置上背向第一镂空结构的一侧进行设置，对残留在密封舱内底面上的粉料实现吸取回收，由此针对密封舱中的多个位置实现粉料回收，进一步提高了粉料回收的工作效率。
附图说明
图1是本发明设计用于3D打印系统中的粉料回收铺粉装置的结构示意图。
其中，0. 密封舱，1. 粉料仓，2. 成型仓，3. 电控轨道装置，4. 移动装置，5. 刮刀装置，6. 内衬板，7. 电控伸缩杆，8. 外输管路，9. 气泵，10. 空腔，11. 第一镂空结构，12. 第二镂空结构，13. 背部导流管，14. 吸嘴，15. 电控阀门，16. 丝杠，17. 定位杆，18.转动电机，19. 柔性包边。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
本发明设计了一种用于3D打印系统中的粉料回收铺粉装置，用于在密封舱0中，将粉料仓1中由电控升降装置托出粉料仓1端口的粉料，推向成型仓2中电控升降装置支撑的基板上表面，实现铺粉操作；实际应用当中，如图1所示，具体包括电控轨道装置3、移动装置4、刮刀装置5、内衬板6、电控伸缩杆7、外输管路8、气泵9、背部导流管13和吸嘴14。
其中，电控轨道装置3为直线形轨道结构，电控轨道装置3水平置于密封舱0的侧面上，且密封舱0内底面上粉料仓1端口中心位置与成型仓2端口中心位置连线所在直线、与电控轨道装置3所在直线相平行；移动装置4活动置于电控轨道装置3上，电控轨道装置3连接密封舱0外部的控制器，由控制器控制电控轨道装置3工作，驱动移动装置4在电控轨道装置3上来回移动。
实际应用当中，电控轨道装置3包括丝杠16、定位杆17、转动电机18，丝杠16与定位杆17彼此平行的以水平姿态设置于密封舱0的侧面上，且密封舱0内底面上粉料仓1端口中心位置与成型仓2端口中心位置连线所在直线、与丝杠16、定位杆17分别所在直线均相平行，丝杠16的其中一端穿出其所面向密封舱0的侧面，转动电机18置于密封舱0该侧面外部，转动电机18的驱动杆端部固定对接丝杠16穿出密封舱0的端部，且转动电机18驱动杆所在直线与丝杠16所在直线共线，丝杠16随转动电机18驱动杆的转动而转动；移动装置4为基座，基座上设置贯穿其两侧的两个通孔，两个通孔的中心线彼此平行，且两个通孔之间的间距、与丝杠16和定位杆17之间的间距相等，基座的两个通孔分别套设于丝杠16和定位杆17上，且基座上套设于丝杠16的通孔内壁、设置与丝杠表面螺纹相对应的内螺纹，以及该通孔内壁的内螺纹与丝杠表面螺纹相咬合；基座基于转动电机18对丝杠16的驱动转动、而沿定位杆17所在直线来回移动。
刮刀装置5的表面为平面结构，刮刀装置5的其中一侧边与基座固定连接，刮刀装置5所在面呈竖直姿态，且刮刀装置5所在面与电控轨道装置3所在直线相垂直，刮刀装置5的底边包覆柔性包边19，柔性包边19与密封舱0内底面平行接触，刮刀装置5随基座沿电控轨道装置3的移动而移动，且刮刀装置5底边上柔性包边19的移动区域覆盖粉料仓1端口与成型仓2端口。
刮刀装置5上内置空腔10，定义粉料仓1端口指向成型仓2端口的方向为参考方向，刮刀装置5上与参考方向同向的表面上设置贯穿刮刀装置5内外空间的第一镂空结构11；内衬板6为平板结构，内衬板6的尺寸与刮刀装置5上镂空结构5所占区域的尺寸相适应，内衬板6上设置贯穿其两面的第二镂空结构12，刮刀装置5上第一镂空结构11的布局与内衬板6上第二镂空结构12的布局彼此相同，内衬板6以竖直姿态置于刮刀装置5内部的空腔10中，且内衬板6表面与刮刀装置5内部空腔10中对应第一镂空结构11的侧面相接触；电控伸缩杆7固定设置于刮刀装置5的顶边上，电控伸缩杆7上升缩杆的顶端穿过刮刀装置5的顶边进入其内部空腔10中、并对接内衬板6的顶边，电控伸缩杆7通过导线外接密封舱0外部的控制器，由控制器控制电控伸缩杆7工作，使得其伸缩杆伸缩工作，内衬板6随伸缩杆工作而在竖直方向上、上下移动，通过内衬板6上第二镂空结构12与刮刀装置5表面第一镂空结构11彼此位置之间的错位或相对，实现刮刀装置5表面的封闭或贯通。
外输管路8的其中一端对接刮刀装置5上非第一镂空结构11所在面、并连通刮刀装置5的内部空腔10，外输管路8的另一端穿出密封舱0、并对接气泵9。
背部导流管13的其中一端对接刮刀装置5上非第一镂空结构11所在面、并连通刮刀装置5的内部空腔10，背部导流管13的另一端串联电控阀门15后、连接吸嘴14的排气端，吸嘴14位于刮刀装置5上背向参考方向的表面一侧，吸嘴14的进气口为长条状，吸嘴14的进气口面向密封舱0内底面，且进气口与密封舱0内底面保持预设距离间隙，吸嘴14的位置与刮刀装置5的位置彼此相对固定，吸嘴14随刮刀装置5的移动而移动，吸嘴14长条状进气口的两端横跨刮刀装置5底边上柔性包边19移动区域上、对应粉料仓1端口中心位置与成型仓2端口中心位置连线所在直线的两侧；电控阀门15通过导线外接密封舱0外部的控制器，由控制器控制电控阀门15工作，实现通断背部导流管13的通断；如此能够对残留在密封舱内底面上的粉料实现吸取回收，由此针对密封舱0中的多个位置实现粉料回收，进一步提高了粉料回收的工作效率。
上述技术方案所设计用于3D打印系统中的粉料回收铺粉装置，针对刮刀装置5进行重新设计，引入内部空腔10结构，对接气泵9产生吸力，并结合内置于刮刀装置5内部空腔10中的内衬板6，应用电控方式，通过内衬板6上第二镂空结构12与刮刀装置5表面第一镂空结构11彼此位置之间的错位或相对，实现刮刀装置5表面的封闭或贯通，由空腔10内部吸力实现对多余粉料的吸取回收，大大提高了粉料回收的工作效率。
将上述所设计用于3D打印系统中的粉料回收铺粉装置，应用于实际当中，初始化刮刀装置5位于粉料仓1背向成型仓2的一侧，且控制内衬板6上第二镂空结构12与刮刀装置5表面第一镂空结构11彼此位置之间的错位，实现刮刀装置5表面的封闭，以及控制电控阀门15断开。
应用中，先控制刮刀装置5随基座进行移动，将粉料仓1端口的粉料推向成型仓2中，并填满成型仓2，多余的粉料会被推过成型仓2位置；然后由控制器控制电控伸缩杆7工作，使得内衬板6上第二镂空结构12与刮刀装置5表面第一镂空结构11彼此位置之间的相对，实现刮刀装置5表面的贯通，同时由控制器控制气泵9工作产生吸力，则多余的粉料经刮刀装置5表面第一镂空结构11进入内部空腔10中，并通过外输管路向外输送实现粉料回收；对于残留在密封舱0内底面上的粉料，可以基于控制器经转动电机18驱动基座的移动，将刮刀装置5移动到指定位置，结合控制电控阀门15连通，通过吸嘴14的进气口实现对密封舱0内底面残留粉料进行回收，如此有效提高了密封舱0内部粉料回收工作的效率。
上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims (4)

1.一种用于3D打印系统中的粉料回收铺粉装置，用于在密封舱（0）中，将粉料仓（1）中由电控升降装置托出粉料仓（1）端口的粉料，推向成型仓（2）中电控升降装置支撑的基板上表面，实现铺粉操作；其特征在于：包括电控轨道装置（3）、移动装置（4）、刮刀装置（5）、内衬板（6）、电控伸缩杆（7）、外输管路（8）、气泵（9）；
其中，电控轨道装置（3）为直线形轨道结构，电控轨道装置（3）水平置于密封舱（0）的侧面上，且密封舱（0）内底面上粉料仓（1）端口中心位置与成型仓（2）端口中心位置连线所在直线、与电控轨道装置（3）所在直线相平行；移动装置（4）活动置于电控轨道装置（3）上，电控轨道装置（3）连接密封舱（0）外部的控制器，由控制器控制电控轨道装置（3）工作，驱动移动装置（4）在电控轨道装置（3）上来回移动；刮刀装置（5）的表面为平面结构，刮刀装置（5）的其中一侧边与移动装置（4）固定连接，刮刀装置（5）所在面呈竖直姿态，且刮刀装置（5）所在面与电控轨道装置（3）所在直线相垂直，刮刀装置（5）的底边与密封舱（0）内底面平行接触，刮刀装置（5）随移动装置（4）沿电控轨道装置（3）的移动而移动，且刮刀装置（5）底边的移动区域覆盖粉料仓（1）端口与成型仓（2）端口；
刮刀装置（5）上内置空腔（10），定义粉料仓（1）端口指向成型仓（2）端口的方向为参考方向，刮刀装置（5）上与参考方向同向的表面上设置贯穿刮刀装置（5）内外空间的第一镂空结构（11）；内衬板（6）为平板结构，内衬板（6）的尺寸与刮刀装置（5）上镂空结构（5）所占区域的尺寸相适应，内衬板（6）上设置贯穿其两面的第二镂空结构（12），刮刀装置（5）上第一镂空结构（11）的布局与内衬板（6）上第二镂空结构（12）的布局彼此相同，内衬板（6）以竖直姿态置于刮刀装置（5）内部的空腔（10）中，且内衬板（6）表面与刮刀装置（5）内部空腔（10）中对应第一镂空结构（11）的侧面相接触；电控伸缩杆（7）固定设置于刮刀装置（5）的顶边上，电控伸缩杆（7）上升缩杆的顶端穿过刮刀装置（5）的顶边进入其内部空腔（10）中、并对接内衬板（6）的顶边，电控伸缩杆（7）通过导线外接密封舱（0）外部的控制器，由控制器控制电控伸缩杆（7）工作，使得其伸缩杆伸缩工作，内衬板（6）随伸缩杆工作而在竖直方向上、上下移动，通过内衬板（6）上第二镂空结构（12）与刮刀装置（5）表面第一镂空结构（11）彼此位置之间的错位或相对，实现刮刀装置（5）表面的封闭或贯通；
外输管路（8）的其中一端对接刮刀装置（5）上非第一镂空结构（11）所在面、并连通刮刀装置（5）的内部空腔（10），外输管路（8）的另一端穿出密封舱（0）、并对接气泵（9）。
2.根据权利要求1所述一种用于3D打印系统中的粉料回收铺粉装置，其特征在于：还包括背部导流管（13）和吸嘴（14）；背部导流管（13）的其中一端对接刮刀装置（5）上非第一镂空结构（11）所在面、并连通刮刀装置（5）的内部空腔（10），背部导流管（13）的另一端串联电控阀门（15）后、连接吸嘴（14）的排气端，吸嘴（14）位于刮刀装置（5）上背向参考方向的表面一侧，吸嘴（14）的进气口为长条状，吸嘴（14）的进气口面向密封舱（0）内底面，且进气口与密封舱（0）内底面保持预设距离间隙，吸嘴（14）的位置与刮刀装置（5）的位置彼此相对固定，吸嘴（14）随刮刀装置（5）的移动而移动，吸嘴（14）长条状进气口的两端横跨刮刀装置（5）底边移动区域上、对应粉料仓（1）端口中心位置与成型仓（2）端口中心位置连线所在直线的两侧；电控阀门（15）通过导线外接密封舱（0）外部的控制器，由控制器控制电控阀门（15）工作，实现通断背部导流管（13）的通断。
3.根据权利要求2所述一种用于3D打印系统中的粉料回收铺粉装置，其特征在于：所述电控轨道装置（3）包括丝杠（16）、定位杆（17）、转动电机（18），丝杠（16）与定位杆（17）彼此平行的以水平姿态设置于密封舱（0）的侧面上，且密封舱（0）内底面上粉料仓（1）端口中心位置与成型仓（2）端口中心位置连线所在直线、与丝杠（16）、定位杆（17）分别所在直线均相平行，丝杠（16）的其中一端穿出其所面向密封舱（0）的侧面，转动电机（18）置于密封舱（0）该侧面外部，转动电机（18）的驱动杆端部固定对接丝杠（16）穿出密封舱（0）的端部，且转动电机（18）驱动杆所在直线与丝杠（16）所在直线共线，丝杠（16）随转动电机（18）驱动杆的转动而转动；移动装置（4）为基座，基座上设置贯穿其两侧的两个通孔，两个通孔的中心线彼此平行，且两个通孔之间的间距、与丝杠（16）和定位杆（17）之间的间距相等，基座的两个通孔分别套设于丝杠（16）和定位杆（17）上，且基座上套设于丝杠（16）的通孔内壁、设置与丝杠表面螺纹相对应的内螺纹，以及该通孔内壁的内螺纹与丝杠表面螺纹相咬合，刮刀装置（5）的其中一侧边与基座固定连接；基座基于转动电机（18）对丝杠（16）的驱动转动、而沿定位杆（17）所在直线来回移动，进而刮刀装置（5）来回移动。
4.根据权利要求3所述一种用于3D打印系统中的粉料回收铺粉装置，其特征在于：所述刮刀装置（5）的底边包覆柔性包边（19），柔性包边（19）与密封舱（0）内底面平行接触。
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