CN110774408A - 一种陶瓷3d打印机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种陶瓷3D打印机，包括：成形缸与工作台，包括台板，用于承载打印成形的陶瓷生坯件，台板的高度可调；供料与余料回收系统，其料盒具有内环的供料槽和外环的储料槽，供料槽环绕于台板外，蠕动泵的出口通过进料导管与供料槽的进口连通，储料槽的出口通过回收导管与蠕动泵的进口连通；料层铺设与刮平系统，其刮刀能够将供料槽内的原材料刮至台板上形成均匀薄层，并将多余的原材料刮至储料槽；固化系统，用于使原材料固化形成陶瓷生坯件；机身，用于承载前述各部件。该陶瓷3D打印机采用蠕动泵循环式供料与余料回收系统，无需常用大容积活塞式供料缸，节省了原材料。且料盒为采用环状双槽，用刮刀往复铺设和刮平原材料，效率高。

Description

一种陶瓷3D打印机

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，更具体地说，涉及一种陶瓷3D打印机。

背景技术

随着增材制造技术的迅速发展，近年来出现了多种工业陶瓷3D打印机，例如：基于SLA(激光固化)、3DP(喷墨粘结)和SLS(激光烧结)等成形原理的3D打印机，打印用的原材料有：陶瓷-光敏树脂浆料、陶瓷粉料、陶瓷-树脂混合粉料等。用上述打印机制作陶瓷工件的工艺过程是：首先，用3D打印机成形陶瓷生坯件，再通过后处理(脱脂、高温烧结等)得到高强度陶瓷件。

如图1所示，图1为现有陶瓷3D打印机的结构示意图。其设有储存打印原材料的活塞式供料缸2，通过活塞3的向上运动和铺料辊1(或刮刀)的水平运动，实现打印件每层截面的供料和铺料。成型缸4与驱动杆5之间需设置导向与密封圈6。这种供料方式致使打印机横向尺寸增大，需要注入较大容积的原材料7，因而不利于打印大尺寸的陶瓷件，不利于新材料的研发，而且当原材料中含有光敏树脂时，供料缸2中储存时间较长的原材料，可能因大气中紫外光固化而失效。

综上所述，如何有效地解决陶瓷3D打印机原材料浪费等问题，是目前本领域技术人员需要解决的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种陶瓷3D打印机，该陶瓷3D打印机的结构设计可以有效地解决陶瓷3D打印机原材料浪费的问题。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种陶瓷3D打印机，包括：

成形缸与工作台，包括台板，用于承载打印成形的陶瓷生坯件，所述台板的高度可调；

供料与余料回收系统，包括蠕动泵和料盒，所述料盒具有环形的凹槽，且所述凹槽分隔为内环的供料槽和外环的储料槽，所述供料槽环绕于所述台板外，所述蠕动泵的出口通过进料导管与所述供料槽的进口连通，所述储料槽的出口通过回收导管与所述蠕动泵的进口连通；

料层铺设与刮平系统，包括刮刀和用于驱动刮刀运动的刮刀驱动机构，所述刮刀位于所述台板的上方，且能够在所述刮刀驱动机构的驱动下在所述料盒与所述台板之间往复运动，以将所述供料槽内的原材料刮至所述台板上形成均匀薄层，并将多余的所述原材料刮至所述储料槽；

固化系统，用于使原材料固化形成陶瓷生坯件；

机身，承载所述供料与余料回收系统、所述料层铺设与刮平系统、所述成形缸与工作台和所述固化系统。

优选地，上述陶瓷3D打印机中，所述储料槽上固定有用于滤除回收的所述原材料中大颗粒的过滤网。

优选地，上述陶瓷3D打印机中，所述储料槽与供料槽均为圆环形槽。

优选地，上述陶瓷3D打印机中，所述刮刀驱动机构包括用于驱动所述刮刀在所述料盒与所述台板之间往复摆动的刮刀摆动机构和用于驱动所述刮刀双向旋转以改变相对所述台板倾角的刮刀旋转机构。

优选地，上述陶瓷3D打印机中，所述刮刀摆动机构包括摆臂、用于输出扭矩的摆动驱动装置，所述摆动驱动装置与所述摆臂的后端连接，以驱动所述摆臂摆动，所述摆臂的前端与所述刮刀连接。

优选地，上述陶瓷3D打印机中，所述刮刀旋转机构包括限位机构和用于输出扭矩的旋转驱动器，所述旋转驱动器与所述摆臂的前端连接，且所述旋转驱动器的输出端与所述刮刀连接，所述限位机构安装于所述摆臂的前端，用于与所述刮刀相抵以限制所述刮刀的倾角。

优选地，上述陶瓷3D打印机中，所述限位机构包括限位滑板、螺旋调节器、滑轨、复位弹簧和限位支架，所述限位支架固定在所述摆臂的前端，所述滑轨固定于所述限位支架内，所述限位滑板安装在所述限位支架中且可沿所述滑轨上下滑动，所述限位滑板的底部尖端用于限定所述刮刀的倾角；所述螺旋调节器安装在所述限位支架上部并与所述限位支架螺纹连接，所述螺旋调节器的底端与所述限位滑板相抵，用于调节所述限位滑板的上下位置；所述复位弹簧安装在所述限位支架中，用于推动所述限位滑板的复位。

优选地，上述陶瓷3D打印机中，所述成形缸与工作台包括所述台板、活塞、橡皮囊、驱动杆和工作台驱动系统，所述台板固定于所述活塞的上表面，所述活塞的下表面与驱动杆连接，外周面与所述橡皮囊配合，所述橡皮囊的上端固定在所述供料槽的内侧壁上，下端固定在所述活塞的外缘，且所述橡皮囊能在高度方向伸缩；所述驱动杆与所述工作台驱动系统连接，以在所述工作台驱动系统的作用下上下移动。

优选地，上述陶瓷3D打印机中，所述成形缸与工作台还包括磁性盘和顶板，所述磁性盘的上表面与所述活塞下表面吸合，下表面与所述顶板的上表面吸合；所述顶板与所述驱动杆连接。

优选地，上述陶瓷3D打印机中，所述固化系统包括用于发出激光的激光器或用于喷射粘结剂的喷墨头。

本发明提供的陶瓷3D打印机包括成形缸与工作台，包括台板，用于承载打印成形的陶瓷生坯件，台板的高度可调；供料与余料回收系统，包括蠕动泵和料盒，料盒具有环形的凹槽，且凹槽分隔为内环的供料槽和外环的储料槽，供料槽环绕于台板外，蠕动泵的出口通过进料导管与供料槽的进口连通，储料槽的出口通过回收导管与蠕动泵的进口连通；料层铺设与刮平系统，包括刮刀和用于驱动刮刀运动的刮刀驱动机构，刮刀位于台板的上方，且能够在刮刀驱动机构的驱动下在料盒与台板之间往复运动，以将供料槽内的原材料刮至台板上形成均匀薄层，并将多余的原材料刮至储料槽；固化系统，用于使原材料固化形成陶瓷生坯件；机身，承载供料与余料回收系统、料层铺设与刮平系统、成形缸与工作台和固化系统。

应用本发明提供的陶瓷3D打印机，工作时，将台板的高度调节至料盒的上表面之下，两者距离一个工件截面层厚。蠕动泵通过储料槽的出口、回收导管和蠕动泵的进口，吸入料盒储料槽中的原材料，然后，蠕动泵通过蠕动泵的出口、进料导管和料盒供料槽的进口，将原材料注入料盒的供料槽内。刮刀在刮刀驱动机构的驱动下将供料槽内的原材料刮至台板上形成均匀薄层，并将多余的原材料刮至储料槽。固化系统对台板上的原材料层进行固化操作。刮刀将台板多余的原材料回收至料盒储料槽后，蠕动泵再进行下一个工作循环。采用蠕动泵循环式供料与余料回收系统，无需常用大容积活塞式供料缸，节省了原材料。且料盒为采用环状双槽，用刮刀往复铺设和刮平原材料，效率高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1现有陶瓷3D打印机的结构示意图；

图2为本发明一个具体实施例的陶瓷3D打印机的结构示意图；

图3为图2中固化系统的示意图；

图4为图2中供料与余料回收系统的示意图；

图5为图2中料层铺设与刮平系统的示意图；

图6为图2中成形缸与工作台的示意图。

具体实施方式

本发明实施例公开了一种陶瓷3D打印机，以节省原材料，提高工作效率。

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。

请参阅图2，图2为本发明一个具体实施例的陶瓷3D打印机的结构示意图。

在一个具体实施例中，本发明提供的陶瓷3D打印机包括固化系统100、供料与余料回收系统200、料层铺设与刮平系统300、成形缸与工作台400和机身500。为了便于上述各机构的控制，陶瓷3D打印机还包括控制系统600，控制系统600控制打印机的工作过程。需要说明的是，本发明的陶瓷3D打印机打印出的是陶瓷生坯件。

其中，机身500用于承载供料与余料回收系统200、料层铺设与刮平系统300、成形缸与工作台400和固化系统100。

固化系统100用于使原材料固化形成陶瓷生坯件，具体可以用激光器发出的激光，或喷墨头喷射的粘结剂，使原材料形成陶瓷生坯件，即固化系统包括用于发出激光的激光器或用于喷射粘结剂的喷墨头。

成形缸与工作台400，包括台板401，用于承载打印成形的陶瓷生坯件，台板401的高度可调，实现打印过程台板和陶瓷件的高度方向运动。通过调节台板401相对供料与余料回收系统200的高度，以进行层层打印。

请参阅图4，供料与余料回收系统200供给打印所需的原材料，回收多余的原材料。其包括蠕动泵201和料盒204，料盒204具有环形的凹槽，且凹槽分隔为内环的供料槽205和外环的储料槽207，供料槽205环绕于台板401外，蠕动泵201的出口203通过进料导管210与供料槽205的进口连通，储料槽207的出口通过回收导管209与蠕动泵201的进口连通。

具体的，蠕动泵201固定于机身500后部，用于为供应和回收原材料提供动力。料盒204具体可以为圆形，有内外两个环形槽，即位于内圈的供料槽205和位于外圈的储料槽207。根据需要，料盒204也可以为方形等其他形状。料盒204采用圆形，则供料槽205与储料槽207可以呈同心圆环，以便于与刮刀配合。料盒204固定于台板401上方的机身500上，并使台板401位于储料槽207的环状中空处。

供料槽205的进口具体位于供料槽205的底部，即为下进口206，储料槽207的出口具体为储料槽207的底部，即为下出口208。供料槽205的下进口206通过进料导管210与蠕动泵201的出口203相连，储料槽207的下出口208通过回收导管209与蠕动泵的进口202相连，供料槽205用于提供打印所需原材料，储料槽207用于储存打印多余的原材料。回收导管209用于连接储料槽207的下出口208与蠕动泵201的进口202，进料导管210用于连接供料槽205的下进口206与蠕动泵201的出口203。

具体的，储料槽207上固定有用于滤除回收的原材料中大颗粒的过滤网(图中未示出)。

在供料与余料回收系统200的工作过程中，蠕动泵201通过储料槽207的下出口208、回收导管209和蠕动泵的进口202，吸入料盒储料槽207中的原材料，然后，蠕动泵201通过蠕动泵的出口203、进料导管210和供料槽205的下进口206，将原材料注入料盒供料槽205。刮刀301(见图5)将台板401(见图6)多余的原材料回收至料盒储料槽207后，蠕动泵201再进行下一个工作循环。

请参阅图5，料层铺设与刮平系统300使原材料在工作台上形成均匀薄层。料层铺设与刮平系统300包括刮刀301和用于驱动刮刀301运动的刮刀驱动机构，刮刀301位于台板401的上方，且能够在刮刀驱动机构的驱动下在料盒204与台板401之间往复运动，以将供料槽205内的原材料刮至台板401上形成均匀薄层，并将多余的原材料刮至储料槽207。需要说明的是，刮刀驱动机构驱动刮刀301在料盒204与台板401之间往复运动，具体可以为往复摆动，也可以为往复直线移动。根据料盒204的具体形状设置即可。在料盒204呈圆形时，则优选刮刀301往复摆动，且摆动范围覆盖料盒204。

具体的，刮刀驱动机构包括用于驱动刮刀301在料盒204与台板401之间往复摆动的刮刀摆动机构311和用于驱动刮刀301双向旋转以改变相对台板401倾角的刮刀旋转机构302。则通过刮刀摆动机构311带动刮刀301摆动，以将将蠕动泵201通过供料槽205供应的原材料，刮至台板401上，构成打印所需的一层平坦原材料层，并将多余的原材料刮至料盒的储料槽207。

进一步地，料层铺设与刮平系统采用可双向旋转和往复摆动的刮刀，实现双向铺设和刮平原材料层，提高打印效率。也就是刮刀摆动机构311用于驱动刮刀301在料盒204与台板401之间往复摆动，刮刀旋转机构302用于驱动刮刀301双向旋转以改变相对台板401倾角。

具体的，刮刀摆动机构311包括摆臂312、用于输出扭矩的摆动驱动装置，摆动驱动装置与摆臂312的后端连接，以驱动摆臂312摆动，摆臂312的前端与刮刀301连接。具体的，摆动驱动装置可以为摆动步进电动机315，并通过摆动支座316安装。刮刀摆动机构311位于台板401的上方，用于驱使刮刀301水平往复摆动，将料盒供料槽205中的原材料刮至台板401上，并将多余的原材料刮至料盒的储料槽207。摆臂312前端下表面与刮刀301连接，后端与摆动转轴313相连，用于支承刮刀旋转机构302。摆动转轴313上端与摆臂312相连，下端与摆动联轴器314的上端相连，中段通过滚珠轴承(图中未示出)与摆动支座316相连，摆动联轴器314下端与摆动步进电动机315的输出轴相连，用于将摆动步进电动机315的旋转运动传递至摆动转轴313，摆动转轴313再将摆动步进电动机315的旋转运动传递至摆臂312。摆动步进电动机315固定在摆动支座316上，其输出轴与摆动联轴器314相连，用于实现刮刀301的水平往复摆动。摆动支座316固定在台板401上方，中段通过滚珠轴承(图中未示出)与摆动转轴313相连，用于支承刮刀摆动机构311。

进一步地，刮刀旋转机构302包括限位机构306和用于输出扭矩的旋转驱动器，旋转驱动器与摆臂312的前端连接，且旋转驱动器的输出端与刮刀301连接，限位机构302安装于摆臂312的前端，用于与刮刀301相抵以限制刮刀301的倾角。摆臂312用于支承刮刀旋转机构302和刮刀限位机构306。具体的，旋转驱动器可以为旋转步进电动机304，并通过旋转支座305安装。刮刀旋转机构302通过旋转支座305固定在摆臂312上，用于调节刮刀301相对台板401的倾角。刮刀301通过刮刀联轴器303与旋转步进电动机304相连。刮刀联轴器303位于刮刀301和旋转步进电动机304的输出轴之间，用于连接刮刀301和旋转步进电动机304的输出轴。旋转步进电动机304通过旋转支座305固定在摆臂312上，用于改变刮刀301相对台板401的倾角。

旋转支座305固定在摆臂312的下部，具体可以为摆臂312前端下表面，用于支承刮刀旋转机构302。限位机构306安装在摆臂312的前端，具体可以连接在摆臂312的前端面，摆臂312的后端则与摆动转轴313相连。通过旋转驱动器带动刮刀301旋转到预定角度，而后通过限位机构的移动，使限位机构与刮刀301相抵，进而对刮刀301限位，则摆动驱动装置驱动摆臂312摆动，进而带动刮刀301摆动时，使刮刀301相对台板401的倾角保持不变。

具体的，限位机构306包括限位滑板307、螺旋调节器308、滑轨309、复位弹簧(图中未示出)和限位支架310。其中，限位支架310固定在摆臂312的前端，用于支承限位机构306。滑轨309固定于限位支架310内，用于限位滑板307的运动导向。限位滑板307安装在限位支架310中且可沿滑轨309上下滑动，限位滑板307的底部具有尖端，用其下尖端限定刮刀301的倾角。螺旋调节器308安装在限位支架310上部并与限位支架310螺纹连接，螺旋调节器308的底端与限位滑板307相抵，用于调节限位滑板307的上下位置；复位弹簧安装在支架中，用于推动限位滑板307的复位。则旋转驱动器驱动刮刀301旋转，当其旋转至预定角度后，通过旋转螺旋调节器308，使其推动限位滑板307向下滑动，以使其下尖端与刮刀301相抵，以对刮刀301的倾角限位。调节刮刀301的倾角时，旋转螺旋调节器308使其上移，则限位滑板307在复位弹簧的推动下上移，解除对刮刀301的限位作用。再通过旋转驱动器带动刮刀301旋转至另一预定角度，而后再重复前述将限位滑板307下移与刮刀301相抵的操作过程，以对刮刀301的倾角限位。刮刀301的倾角固定好后，通过摆动驱动装置驱动摆臂312摆动，从而连接于摆臂312前端的转驱动器及刮刀301同步摆动，层铺设及刮平台板401上的原材料。

具体的，在料层铺设与刮平系统300的工作过程中，首先，根据原材料的粘度大小，选定刮刀301相对台板401的倾角，具体可由控制系统600发出指令，旋转步进电动机304通过刮刀联轴器303，驱动刮刀301旋转至所定倾角，由限位机构306限位，然后，摆动步进电动机315通过摆动联轴器314、摆动转轴313、摆臂312和旋转支座305，驱动刮刀301，沿水平方向在台板401的上方摆动，从料盒204的一侧运动至另一侧，层铺设及刮平台板401上的原材料。当固化系统100固化工件的一层截面后，控制系统600发出指令，驱动刮刀301沿反方向摆动至限位机构306限位处，获得反向倾角，随后，从料盒204的这一侧运动至另一侧，再次层铺设及刮平台板401的原材料。

应用本发明提供的陶瓷3D打印机，工作时，将台板401的高度调节至料盒204的上表面之下，两者距离一个工件截面层厚。蠕动泵201通过储料槽207的出口、回收导管209和蠕动泵201的进口，吸入储料槽207中的原材料，然后，蠕动泵201通过蠕动泵201的出口、进料导管210和供料槽205的进口，将原材料注入料盒204的供料槽205内。刮刀301在刮刀驱动机构的驱动下将供料槽205内的原材料刮至台板401上形成均匀薄层，并将多余的原材料刮至储料槽207。固化系统对台板401上的原材料层进行固化操作。刮刀301将台板401多余的原材料回收至料盒储料槽207后，蠕动泵201再进行下一个工作循环。采用蠕动泵201循环式供料与余料回收系统，无需常用大容积活塞式供料缸，节省了原材料。且料盒204为采用环状双槽，用刮刀301往复铺设和刮平原材料，效率高。

在上述各实施例中，成形缸与工作台400包括台板401、活塞402、橡皮囊403、驱动杆406和工作台驱动系统。其中，台板401固定于活塞402的上表面，活塞402的下表面与驱动杆406连接，活塞402的外周面与橡皮囊403配合，以带动橡皮囊403的下端上下运动。橡皮囊403的上端固定在供料槽205的内侧壁上，下端固定在活塞402的外缘，且橡皮囊403能在高度方向伸缩，则橡皮囊403的下端在活塞402的驱动下能够在上下方向运动，以改变相对供料槽205的高度；驱动杆406与工作台驱动系统连接，以在工作台驱动系统的作用下上下移动。则通过工作台驱动系统驱动驱动杆406上下移动，具体工作台驱动系统可在控制系统600的控制下，先将驱动杆406向上推动，进而驱动杆406通过活塞402推动台板401，使台板401处于顶部位置，及台板401在料盒204的上表面之下，两者距离一个工件截面层厚(例如25微米)，当刮刀301将供料槽205中的原材料，刮至台板401之上，固化系统100对台板401之上的原材料层，进行固化操作之后，控制系统600发出指令，工作台驱动系统通过驱动杆406，驱动杆406驱动活塞402使台板401和其上已固化的工件层向下运动一个工件截面层厚，橡皮囊403跟随伸长。此后，再进行下一个循环的料层铺设与刮平的工作。

为了便于驱动杆406与活塞402连接，成形缸与工作台400还包括磁性盘404和顶板405，磁性盘404的上表面与活塞402下表面吸合，磁性盘404的下表面与顶板405的上表面吸合；顶板405与驱动杆406连接。也就是驱动杆406通过顶板405和磁性吸盘404与活塞402固定连接，以带动活塞402上下移动。

具体的，请参见图6，成形缸与工作台400包括台板401、活塞402、橡皮囊403、磁性盘404、顶板405、驱动杆406和工作台驱动系统(图中未示出)。台板401粘接在活塞402的上表面，台板401和活塞402的截面均呈圆形，则二者的外圆面与橡皮囊403配合。

活塞402上表面与台板401下表面粘接，活塞402下表面与磁性盘404吸合，活塞402的外圆面与橡皮囊403配合。橡皮囊403上端固定在料盒204内侧壁的凸缘上，也就是环状料盒204的中心壁面具有凸缘，橡皮囊403上端固定在凸缘上，橡皮囊403的下端固定在活塞402的外缘，能在高度方向伸缩，用作成形缸。磁性盘404上表面与活塞402下表面吸合，下表面与顶板405吸合，用于活塞402与顶板405之间的连接。顶板405上表面与磁性盘404下表面吸合，下部与驱动杆406连接，用于将驱动杆406的上下运动传递至磁性盘404。驱动杆406上部与顶板405连接，下部与工作台驱动系统相连。工作台驱动系统与驱动杆406相连，用于产生台板401的上下运动。

在成形缸与工作台400的工作过程中，首先，台板401处于顶部位置，在料盒204的上表面之下，两者距离一个工件截面层厚(例如25微米)，当刮刀301将料盒供料槽205中的原材料，刮至台板401之上，固化系统100对台板401之上的原材料层，进行固化操作之后，控制系统发出指令，驱动系统通过驱动杆406、顶板405、磁性盘404和活塞402，驱使台板401和其上已固化的工件层向下运动一个工件截面层厚，橡皮囊403跟随伸长。此后，再进行下一个循环的料层铺设与刮平的工作。

相较于现有3D打印机，其成形缸的密封难度较大，原材料中的细小陶瓷硬粒，会渗漏至导向与密封圈处，并粘附其上，因此造成驱动杆运动障碍，甚至卡死，这种问题在使用高陶瓷容积含量、高粘度的原材料时更为突出。而本申请中，采用橡皮囊式成形缸，无需密封圈，避免了密封圈导致的运动障碍。

在上述各实施中，固化系统具体包括用于发出激光的激光器或用于喷射粘结剂的喷墨头。具体的，请参见图3，固化系统100包括激光器和扫描振镜101、支承臂104和高度调节机构105。激光器和扫描振镜101包括激光器102和扫描振镜103。其中，激光器102固定于支承臂104的下后部，发出的激光束投射至扫描振镜103。扫描振镜103固定于支承臂104的下前部，通过振镜103的X-Y方向摆动，使得射入的激光束，在其下方台板401的原材料上，形成扫描迹线，固化相应的原材料，构成陶瓷件截面层。根据需要，激光器和扫描振镜101也可以替换为喷墨头(图中未示出)，喷墨头固定于支承臂104的下前部，通过支承臂104和喷墨头的X-Y方向运动(图中未示出)，使得喷墨头喷射的粘结剂，在其下方台板401的原材料上，形成扫描迹线，固化相应的原材料，构成陶瓷件截面层。

支承臂104后端面与高度调节机构105的滑块106相连，用于支承固化系统。高度调节机构105固定在台板401后部上方，用于调节激光器和扫描振镜(或喷墨头)101相对台板401的高度，包括滑块106、滚珠丝杠机构109、固化步进电动机110和固化支架111，其中，滑块106前端面与支承臂104相连，中间与滚珠丝杠机构的109丝母(图中未示出)相连，两侧与滚珠丝杠机构109的导轨107相连，用于传递升降动作。滚珠丝杠机构109安装在固化支架111中，用于将固化步进电动机110的旋转运动转化为上下往复运动。固化步进电动机110固定在固化支架111的上面，其输出轴与滚珠丝杠机构109的丝杠108相连，用于驱动丝杠108，调节承臂104和激光器和扫描振镜101(或喷墨头)相对台板401的高度。固化支架111安装在台板401的后方，上端与固化步进电动机110相连，中间与滚珠丝杠机构109相连，用于支承高度调节机构105。

在固化系统100的工作过程中，激光器102发出激光束，此光束投射在扫描振镜103上，根据控制系统600的指令，光束会在水平X-Y方向进行扫描运动，然后照射在下方台板401(参见图6)的原材料上(未示出)，使其固化为工件的一层截面。固化系统100的工作过程中，也可以由喷墨头(图中未示出)喷射粘结剂，根据控制系统的指令，喷墨头会在水平X-Y方向进行运动，将粘结剂喷射在下方台板401(参见图6)的原材料上(未示出)，使其粘结为工件的一层截面。

采用本发明的上述实施例的结构后，根据工件的CAD模型，可以打印成形高性能陶瓷生坯件。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种陶瓷3D打印机，其特征在于，包括：

成形缸与工作台，包括台板，用于承载打印成形的陶瓷生坯件，所述台板的高度可调；

供料与余料回收系统，包括蠕动泵和料盒，所述料盒具有环形的凹槽，且所述凹槽分隔为内环的供料槽和外环的储料槽，所述供料槽环绕于所述台板外，所述蠕动泵的出口通过进料导管与所述供料槽的进口连通，所述储料槽的出口通过回收导管与所述蠕动泵的进口连通；

料层铺设与刮平系统，包括刮刀和用于驱动刮刀运动的刮刀驱动机构，所述刮刀位于所述台板的上方，且能够在所述刮刀驱动机构的驱动下在所述料盒与所述台板之间往复运动，以将所述供料槽内的原材料刮至所述台板上形成均匀薄层，并将多余的所述原材料刮至所述储料槽；

固化系统，用于使原材料固化形成陶瓷生坯件；

机身，承载所述供料与余料回收系统、所述料层铺设与刮平系统、所述成形缸与工作台和所述固化系统。

2.根据权利要求1所述的陶瓷3D打印机，其特征在于，所述储料槽上固定有用于滤除回收的所述原材料中大颗粒的过滤网。

3.根据权利要求1所述的陶瓷3D打印机，其特征在于，所述储料槽与供料槽均为圆环形槽。

4.根据权利要求1-3任一项所述的陶瓷3D打印机，其特征在于，所述刮刀驱动机构包括用于驱动所述刮刀在所述料盒与所述台板之间往复摆动的刮刀摆动机构和用于驱动所述刮刀双向旋转以改变相对所述台板倾角的刮刀旋转机构。

5.根据权利要求4所述的陶瓷3D打印机，其特征在于，所述刮刀摆动机构包括摆臂、用于输出扭矩的摆动驱动装置，所述摆动驱动装置与所述摆臂的后端连接，以驱动所述摆臂摆动，所述摆臂的前端与所述刮刀连接。

6.根据权利要求5所述的陶瓷3D打印机，其特征在于，所述刮刀旋转机构包括限位机构和用于输出扭矩的旋转驱动器，所述旋转驱动器与所述摆臂的前端连接，且所述旋转驱动器的输出端与所述刮刀连接，所述限位机构安装于所述摆臂的前端，用于与所述刮刀相抵以限制所述刮刀的倾角。

7.根据权利要求6所述的陶瓷3D打印机，其特征在于，所述限位机构包括限位滑板、螺旋调节器、滑轨、复位弹簧和限位支架，所述限位支架固定在所述摆臂的前端，所述滑轨固定于所述限位支架内，所述限位滑板安装在所述限位支架中且可沿所述滑轨上下滑动，所述限位滑板的底部尖端用于限定所述刮刀的倾角；所述螺旋调节器安装在所述限位支架上部并与所述限位支架螺纹连接，所述螺旋调节器的底端与所述限位滑板相抵，用于调节所述限位滑板的上下位置；所述复位弹簧安装在所述限位支架中，用于推动所述限位滑板的复位。

8.根据权利要求1-3任一项所述的陶瓷3D打印机，其特征在于，所述成形缸与工作台包括所述台板、活塞、橡皮囊、驱动杆和工作台驱动系统，所述台板固定于所述活塞的上表面，所述活塞的下表面与驱动杆连接，外周面与所述橡皮囊配合，所述橡皮囊的上端固定在所述供料槽的内侧壁上，下端固定在所述活塞的外缘，且所述橡皮囊能在高度方向伸缩；所述驱动杆与所述工作台驱动系统连接，以在所述工作台驱动系统的作用下上下移动。

9.根据权利要求8所述的陶瓷3D打印机，其特征在于，所述成形缸与工作台还包括磁性盘和顶板，所述磁性盘的上表面与所述活塞下表面吸合，下表面与所述顶板的上表面吸合；所述顶板与所述驱动杆连接。

10.根据权利要求8所述的陶瓷3D打印机，其特征在于，所述固化系统包括用于发出激光的激光器或用于喷射粘结剂的喷墨头。

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