CN110802839A - 一种适用于粘接剂喷射成型的下送粉装置及方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种适用于粘接剂喷射成型的下送粉装置及方法，包括两个粉料缸、一个成型缸，两个粉料缸分布在成型缸的两侧，粉料缸的粉料出口高于成型缸的粉料入口；铺粉车安装于两个粉料缸之间；两个粉料缸底部分别设有可沿粉料缸体滑动的粉料缸底板，成型缸底部设有可沿成型缸体滑动的成型缸底板；三个丝杆的一端分别与两个所述粉料缸底板、一个成型缸底板可拆卸连接，另一端分别与三个动力电机连接。本发明的下送粉装置的粉料出口高于成型缸的粉料入口，可以有效防止成型缸内的杂质被铺粉车刮到粉料缸内，污染粉料缸。同时，成型缸内的杂质被刮到粉料缸侧壁处，减少铺粉车刮刀与杂质的摩擦，降低刮刀摩擦受损概率。本发明涉及3D打印技术领域。

Description

一种适用于粘接剂喷射成型的下送粉装置及方法
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，特别涉及一种适用于粘接剂喷射成型的下送粉装置及方法。
背景技术
BJ(Binder Jetting)，也被称为粘接剂喷射成型技术。BJ是通过连续粘结一个及以上材料为实体，再通过后期的热处理得到样件的一种制造技术。3D打印(增材制造)也称快速成型，其中SLM(选择性激光熔化)和SLS(选择性激光烧结)是一种通过连续熔合一个以上薄层的材料来构建三维物体的制造技术。
BJ、SLM和SLS设备都需要实现铺粉功能，三种设备供料方式是相似甚至相同的。三者都通过供粉装置供料，再将粉末通过水平铺粉装置辅于打印平台之上。粉床式增材制造是三者最常用的一种，该送粉方式的送粉装置的效率会影响整个工艺的效率，同时送粉方式和送粉装置各有特色。现有的送粉装置包括重力上送粉装置和单缸下送粉装置两种，主要适用用于SLM和SLS设备，但是目前没有BJ的专用送粉设备。
重力上送粉装置存在的问题：①遇到机器密闭的工作型腔气压大于一个大气压时会导致落粉量减少，当工作区气压小于一个大气压时，会引起自动漏粉，导致铺粉不准确，可能引起不必要的浪费。②严重卡粉，由于重力落粉机构的下粉间隙比较小，这会导致粉末堵塞在间隙中，积累到一定量后就会引起卡粉，大大降低了加工效率，不利于批量化生产。
传统的单缸下送粉装置存在的问题：①其粉料缸和成型缸处于同一个工作平面，铺粉车要行经成型缸和粉料缸，成型缸的杂质容易被刮送到粉料缸，导致粉料缸的粉料受污染，并且可能导致刮刀的损坏。②在大体积样件打印时，单个粉料缸内的粉料容易不足，如果频繁加粉则会加大自动化设备的人工成本。③铺粉车来回一次才铺一次粉，这会导致打印时间长，效率低下。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷和不足，提供了一种适用于粘接剂喷射成型的下送粉装置，该装置能防止成型缸的杂质污染粉料缸，减少刮刀损坏。
本发明的另一个目的在于提供了一种适用于粘接剂喷射成型的下送粉方法。
本发明的目的可以通过如下技术方案实现：一种适用于粘接剂喷射成型的下送粉装置，包括两个粉料缸、一个成型缸，两个粉料缸分布在成型缸的两侧，粉料缸的粉料出口高于成型缸的粉料入口；铺粉车安装于两个粉料缸之间；两个粉料缸底部分别设有可沿粉料缸滑动的粉料缸底板，成型缸底部设有可沿成型缸滑动的成型缸底板；三个丝杆的一端分别与两个所述粉料缸底板、一个成型缸底板可拆卸连接，另一端分别与三个动力电机连接。
作为优选的技术方案，所述粉料缸包括缸体和导粉管，导粉管设于缸体顶部，导粉管上设有粉料出口。所述导粉管可拆卸连接于缸体顶部。
作为优选的技术方案，所述导粉管的最大宽度以及缸体的宽度与成型缸的宽度一致。可以保证粉料传递的体积相等。
作为优选的技术方案，所述粉料缸底板、成型缸底板上都设有密封圈。密封圈可提高粉料缸、成型缸的密封性，防止漏粉。
作为优选的技术方案，所述动力电机为步进电机或伺服电机。
作为优选的技术方案，所述铺粉车底部设有刮刀，并由动力装置驱动。
作为优选的技术方案，所述丝杆的最小移动量小于等于10um。
本发明的另一个目的可以通过如下技术方案实现：一种适用于粘接剂喷射成型的下送粉方法，包括如下步骤：步骤S1、驱动铺粉车停于其中一个粉料缸粉料出口处；步骤S2、驱动该侧粉料缸的动力电机，使丝杆推动粉料缸底板向上运动，将粉料落于铺粉车处；步骤S3、驱动成型缸动力电机，使丝杆拉动成型缸底板向下运动，铺粉车将粉料刮向成型缸中，并在另一侧粉料缸的粉料出口处停下；步骤S4、驱动另一侧粉料缸的电机，使丝杆推动粉料缸底板向上运动，将粉料落于铺粉车处；重复步骤S3，并完成单次铺粉操作。
作为优选的技术方案，在步骤S3中，铺粉车将粉料刮向成型缸后，驱动铺粉车停回到第一次落粉的粉料缸的粉料出口处，进行下一次铺粉准备。两个粉料缸相对独立，在某些情况下，可以仅运行其中一个粉料缸。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
1.本发明的下送粉装置的粉料出口高于成型缸的粉料入口，可以有效防止成型缸内的杂质被铺粉车刮到粉料缸内，污染粉料缸。同时，成型缸内的杂质被刮到粉料缸侧壁处，减少铺粉车刮刀与杂质的摩擦，降低刮刀摩擦受损概率。
2.本发明采用双缸送粉，相对于单缸送粉，能够保证粉量稳定，且加工效率高，打印时间短。
3.本发明的两个粉料缸具有相对独立性，在特殊情况也可只运行一个粉料缸进行送粉，适用性更广，不仅可以适用于SLM、SLS设备，也能适用于BJ设备。
附图说明
图1是本发明实施例中下送粉装置的结构示意图。
其中：1：第一粉料缸，11：第一缸体，12：第一导粉管，13：第一粉料缸底板，14：第一丝杆，15：第一电机，2：第二粉料缸，21：第二缸体，22：第二导料管，23：第二粉料缸底板，24：第二丝杆，25：第二电机，3：成型缸，31：成型缸底板，32：成型缸丝杆，33：成型缸电机，4：粉料，5：铺粉车，6：喷墨车。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
如图1所示，一种适用于粘接剂喷射成型的下送粉装置，包括第一粉料缸、第二粉料缸和成型缸。第一粉料缸、第二粉料缸分布于成型缸的两侧，成型缸位于两个粉料缸的中间位置。
第一粉料缸包括第一缸体、第一导粉管、第一粉料缸底板、第一丝杆以及第一电机。第一缸体顶部设有可拆卸的第一导粉管，第一导粉管为一段塑料曲管，在最小截面处设有粉料出口。粉料出口高于成型缸的粉料入口，可以有效防止成型缸内的杂质被铺粉车刮到粉料缸内，污染粉料缸。第一缸体及第一导粉管用于盛装打印粉料。第一缸体底部设有第一粉料缸底板，第一粉料缸底板可在第一缸体内滑动，推动粉料沿粉料出口方向移动。为保证第一粉料缸内的密封性，可在第一粉料缸底板上设置密封圈，防止漏粉。第一丝杆的一端与第一粉料缸底板可拆卸连接，另一端与第一电机连接。第一丝杆在第一电机的驱动下可推动第一粉料缸底板向上做直线运动。第一电机为步进电机或伺服电机，第一丝杆的最小移动量小于等于10um，可定量精确控制送粉量。
第二粉料缸包括第二缸体、第二导粉管、第二粉料缸底板、第二丝杆以及第二电机。第二粉料缸的结构与第一粉料缸一致，对称设置于成型缸的另一侧。
成型缸包括成型缸底板，成型缸丝杆以及成型缸电机。两个粉料缸之间设有铺粉车，铺粉车底部设有刮刀，可在外部动力装置的驱动下沿工作平台移动，从而实现将粉料缸内的粉料刮到成型缸内成型。成型缸丝杆一端与成型缸底板可拆卸连接，另一端与成型缸电机连接。成型缸电机为步进电机或伺服电机。在成型缸电机的驱动下，成型缸丝杆带动成型缸底板向下做直线运动。成型缸正上方设有喷墨车，喷墨车在粉料成型过程中用于喷墨。
一种适用于粘接剂喷射成型的下送粉方法，包括如下步骤：
向两个粉料缸内装入粉料，驱动铺粉车停于第一粉料缸粉料出口处；
驱动第一粉料缸的第一电机，使第一丝杆推动第一粉料缸底板向上运动，将粉料落于铺粉车处；
驱动成型缸电机，使成型缸丝杆拉动成型缸底板向下运动一个铺粉厚度，铺粉车将粉料刮向成型缸中，并在第二粉料缸的粉料出口处停下；
驱动第二粉料缸的第二电机，使第二丝杆推动第二粉料缸底板向上运动，将粉料落于铺粉车处；
驱动成型缸电机，使成型缸丝杆拉动成型缸底板向下运动一个铺粉厚度，铺粉车将粉料刮向成型缸中，并在第一粉料缸的粉料出口处停下。
上述过程是使用两个粉料缸完成单次铺粉操作的过程，双缸送粉可以提高加工效率，减少打印时间。本发明的下送粉装置的两个粉料缸具有相对独立性，在一些情况下，也可以仅运行其中一个粉料缸进行送粉操作。以运行第一粉料缸为例，操作步骤如下：
向第一个粉料缸内装入粉料，驱动铺粉车停于第一粉料缸粉料出口处；
驱动第一粉料缸的第一电机，使第一丝杆推动第一粉料缸底板向上运动，将粉料落于铺粉车处；
驱动成型缸电机，使成型缸丝杆拉动成型缸底板向下运动，铺粉车将粉料刮向成型缸中，并在通过成型缸后自动返回第一粉料缸粉料出口处。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种适用于粘接剂喷射成型的下送粉装置，其特征在于，包括两个粉料缸、一个成型缸，两个粉料缸分布在成型缸的两侧，粉料缸的粉料出口高于成型缸的粉料入口；铺粉车安装于两个粉料缸之间；两个粉料缸底部分别设有可沿粉料缸滑动的粉料缸底板，成型缸底部设有可沿成型缸滑动的成型缸底板；三个丝杆的一端分别与两个所述粉料缸底板、一个成型缸底板可拆卸连接，另一端分别与三个动力电机连接。
2.根据权利要求1所述的一种适用于粘接剂喷射成型的下送粉装置，其特征在于，所述粉料缸包括缸体和导粉管，导粉管设于缸体顶部，导粉管上设有粉料出口。
3.根据权利要求2所述的一种适用于粘接剂喷射成型的下送粉装置，其特征在于，所述导粉管可拆卸连接于缸体顶部。
4.根据权利要求2或3所述的一种适用于粘接剂喷射成型的下送粉装置，其特征在于，所述导粉管的最大宽度以及缸体的宽度与成型缸的宽度一致。
5.根据权利要求1所述的一种适用于粘接剂喷射成型的下送粉装置，其特征在于，所述粉料缸底板、成型缸底板上都设有密封圈。
6.根据权利要求1所述的一种适用于粘接剂喷射成型的下送粉装置，其特征在于，所述动力电机为步进电机或伺服电机。
7.根据权利要求1所述的一种适用于粘接剂喷射成型的下送粉装置，其特征在于，所述铺粉车底部设有刮刀，并由动力装置驱动。
8.根据权利要求1所述的一种适用于粘接剂喷射成型的下送粉装置，其特征在于，所述丝杆的最小移动量小于等于10um。
9.一种适用于粘接剂喷射成型的下送粉方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤S1、驱动铺粉车停于其中一个粉料缸粉料出口处；
步骤S2、驱动该侧粉料缸的动力电机，使丝杆推动粉料缸底板向上运动，将粉料落于铺粉车处；
步骤S3、驱动成型缸动力电机，使丝杆拉动成型缸底板向下运动，铺粉车将粉料刮向成型缸中，并在另一侧粉料缸的粉料出口处停下；
步骤S4、驱动另一侧粉料缸的电机，使丝杆推动粉料缸底板向上运动，将粉料落于铺粉车处；
重复步骤S3，并完成单次铺粉操作。
10.根据权利要求1所述的一种适用于粘接剂喷射成型的下送粉方法，其特征在于，在步骤S3中，铺粉车将粉料刮向成型缸后，驱动铺粉车停回到第一次落粉的粉料缸的粉料出口处，进行下一次铺粉准备。
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