CN110947967A - 一种铺粉装置及3d打印设备 - Google Patents

Abstract

本公开实施例是关于一种铺粉装置及3D打印设备。该铺粉装置包括：驱动装置、传动齿轮组和两个刮刀。传动齿轮组由所述驱动装置带动发生转动；两个刮刀与所述传动齿轮组连接，在所述传动齿轮组的带动下发生转动。本公开实施例的装置的两个刮刀可以在传动齿轮组的带动下发生一定角度的转动，在送粉和回粉过程中都可以进行铺粉，提高了铺粉质量，从而提高了零件的打印质量。

Description

一种铺粉装置及3D打印设备

技术领域

本公开实施例涉及3D打印设备技术领域，尤其涉及一种铺粉装置及3D打印设备。

背景技术

快速成型(RP)技术是二十世纪九十年代发展起来的一项先进制造技术。以粉末为原料，通过选区沉积/烧结/熔化工艺进行零件的快速成形技术是目前快速制造领域研究的热点。其中典型的技术有：选区激光烧结(Selective Laser Sintering，SLS)，选区激光熔化(Selective Laser Melting，SLM)，电子束熔化(Electron Beam melting，EBM)，三维打印成形(Three Dimensional Printing，3DP)。这些技术的工艺流程类似：首先在加工平面上铺好一层原料粉末，然后加工源根据零件截面形状对粉末进行分区作业，成形出零件的截面轮廓。如SLS/SLM技术采用激光对粉末进行烧结/熔化，黏附成形；EBM技术采用电子束对粉末原料进行完全熔化，快速成形；3DP技术采用精密喷头，将粘结剂按既定轮廓形状喷射到粉末层，使部分粉末粘接成形。在一层粉末成形完毕，铺粉装置在成形工作面再铺上一层粉末，加工源对该层粉末再次进行选区作业，并完成新生成层片与原有部分之间的连接，如此循环逐层堆积制造，最后再经后处理得到任意形状的实体零件。

选区烧结技术是通过分层扫描的方式完成零件的加工过程，在加工过程中，每加工完一层，升降工作台下降一定的距离，送粉器送出一定量的粉末再由铺粉装置将其铺平，然后对该层粉末进行烧结处理。烧结-工作台下降-送粉-铺粉这一过程不断重复，最终完成加工。

对于快速成型设备，每一层的铺粉质量、铺粉层的厚度和粉末层密度的大小直接影响烧结件的密度，从而影响烧结件的物理性能、收缩和翘曲变形以及棱角清晰度。因此烧结的关键工序之一就是如何能够铺覆出均匀的、无缺陷的且具有较高密度的粉末层，这是顺利进行烧结的前提条件之一。

粉床电子束3D打印设备的下送粉方式大部分采用了单侧粉缸的结构，即单侧取粉的方式，采用一个刮刀进行单向铺粉。一个刮刀铺粉之后剩余的粉料会直接进入漏粉口，在刮刀的复位过程中，刮刀的前进方向上已没有粉料，因此无法进行二次铺粉，铺粉质量得不到保证，并且粉料利用率较低。由此导致其铺粉步骤过于单一，在长时间运行后，会导致铺粉不均匀、粉末层密度不高的情况。并且若在打印过程中出现异常情况，及时补救也存在一定困难。

因此，有必要改善上述相关技术方案中存在的一个或者多个问题。

需要注意的是，本部分旨在为权利要求书中陈述的本公开的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

发明内容

本公开实施例的目的在于提供一种铺粉装置及3D打印设备，进而至少在一定程度上克服由于相关技术的限制和缺陷而导致的一个或者多个问题。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种铺粉装置，包括：

驱动装置；

传动齿轮组：由所述驱动装置带动发生转动；

两个刮刀：与所述传动齿轮组连接，在所述传动齿轮组的带动下发生转动。

本公开的一实施例中，所述传动齿轮组包括主动齿轮、从动齿轮和传动齿轮，所述主动齿轮和从动齿轮通过所述传动齿轮连接，所述主动齿轮和所述驱动装置连接，所述主动齿轮和从动齿轮分别和一个刮刀连接。

本公开的一实施例中，所述驱动装置为步进电机。

本公开的一实施例中，所述主动齿轮和从动齿轮分别通过一连接轴和一所述刮刀连接。

本公开的一实施例中，所述铺粉装置还包括基座，所述基座为一壳体，所述连接轴设置在所述基座内。

本公开的一实施例中，每个所述连接轴的两端均设有轴承，所述轴承和所述基座的内侧面固定连接。

本公开的一实施例中，所述铺粉装置还包括减速器，所述驱动装置通过所述减速器和所述主动齿轮连接。

本公开的一实施例中，所述减速器通过联轴器和所述主动齿轮连接。

本公开的一实施例中，每个所述刮刀的两侧均固定设有限位片。

根据本公开实施例的第二方面，提供一种3D打印设备，包括上述实施例中任一所述的铺粉装置。

本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本公开的实施例中，通过上述装置和设备的两个刮刀可以在传动齿轮组的带动下发生一定角度的转动，在送粉和回粉过程中都可以进行铺粉，提高了铺粉质量，从而提高了零件的打印质量。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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示出本公开示例性实施例中铺粉装置的结构示意图；

图2示出本公开示例性实施例中传动齿轮组的位置关系以及与刮刀的连接关系示意图；

图3示出本公开示例性实施例中铺粉装置的工作过程示意图；

图4示出本公开示例性实施例中铺粉装置的结构示意图；

图5示出本公开示例性实施例中刮刀的结构示意图；

图6示出图3的立体结构示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。

此外，附图仅为本公开实施例的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。

本示例实施方式中首先提供了一种铺粉装置，如图1所示，可以包括：驱动装置100、传动齿轮组200和两个刮刀300。所述传动齿轮组200由所述驱动装置100带动发生转动；两个刮刀300与所述传动齿轮组200连接，在所述传动齿轮组200的带动下发生转动。

通过上述铺粉装置的两个刮刀在传动齿轮组的带动下发生一定角度的转动，在送粉和回粉过程中都可以进行铺粉，铺设的粉末更加均匀，提高了铺粉质量，即便打印过程中出现鼓包、缺陷、吹粉等异常情况，也能及时补粉，从而提高了零件的打印质量。

可选的，在一些实施例中，如图2所示，所述传动齿轮组200可以包括主动齿轮201、从动齿轮202和传动齿轮203，所述主动齿轮201和从动齿轮202通过所述传动齿轮203连接，如此设置使得主动齿轮201和从动齿轮202转动的方向以及转动的角度相同。所述主动齿轮201和所述驱动装置100连接，所述主动齿轮201和从动齿轮202分别和一个刮刀300连接。驱动装置100带动主动齿轮201和从动齿轮202同方向、同角度转动，进而使所述两个刮刀300也随之同方向、同角度转动，从而实现铺粉和回粉动作。具体地，如图3和图6所示，当所述铺粉装置自左向右移动时，图3中左侧的刮刀300在驱动装置100的控制下可以处于竖直状态，右侧的刮刀300处于倾斜状态，左侧刮刀300完成取粉(在粉缸10上方进行)动作后，两个刮刀300到达成形区域(成形缸20上方的区域)，完成铺粉动作，剩余的粉被右侧的刮刀300挡住。当铺粉装置从右向左移动时，驱动装置100控制右侧的刮刀呈竖直状态，左侧的刮刀呈倾斜状态，然后向左移动，再次完成铺粉动作，最后多余的粉可刮至铺粉装置左侧的漏粉口30内，由此完成一个完整的铺粉和回粉动作。这样，一个来回完成两次铺粉，提高了铺粉的均匀度与质量，从而提高了要打印零件的质量，同时提高了粉末的利用率。

另外，齿轮可以选择精度较高、背隙较小的型号，便于控制，确保每次做铺粉动作时的刮刀300都能够与工作台垂直，使铺粉厚度得到有效控制，从而提高铺粉质量。齿轮传动比皮带或链条传动的精度高，从而可以提高刮刀的位置精度，进而提高铺粉的质量和要打印的零件的质量。

可选的，在一些实施例中，所述驱动装置100可以为步进电机，为传动齿轮组200提供动力源，从而控制刮刀300的转动角度，进而完成铺粉、回粉动作。

可选的，在一些实施例中，如图1所示，所述主动齿轮201和从动齿轮202分别通过一连接轴400和一所述刮刀300连接，连接轴400和刮刀300是固定连接，齿轮转动带动连接轴转动，连接轴带动刮刀转动，使刮刀的转动角度和转动方向得到控制，以进行铺粉和回粉工作。

可选的，在一些实施例中，如图3所示，所述铺粉装置还可以包括基座500，所述基座500为一壳体，所述连接轴400设置在所述基座500内。另外，可选的，所述刮刀300也可以设置在所述基座500内。防止外界粉尘对连接轴400或刮刀300造成干扰，延长使用寿命。并且连接轴和刮刀等可以集成在基座内，节省设备空间。

另外，可选的，所述驱动装置100固定设置在所述基座500上，两者一体移动。通常，在本领域内，利用另外的驱动装置和链轮、链条机构带动本实施方式中的铺粉装置实现水平方向的往复运动。

可选的，在一些实施例中，如图4所示，每个所述连接轴400的两端均设有轴承600，所述轴承600和所述基座500的内侧面固定连接，转动轴400上设置轴承600以后，转动轴400转动会更加流畅，可以提高铺粉质量。

可选的，在一些实施例中，所述铺粉装置还包括减速器700，所述驱动装置100通过所述减速器700和所述主动齿轮201连接。

可选的，在一些实施例中，如图4所示，所述减速器700通过联轴器800和所述主动齿轮201连接。驱动装置100和减速器700连接，所述减速器700通过联轴器800和所述主动齿轮201连接，主动齿轮201通过传动齿轮203带动从动齿轮202转动，主动齿轮201和从动齿轮202分别带动一个刮刀300转动，由此完成刮刀的角度和方向的调整，从而进行取粉、铺粉、回粉一系列工作。

可选的，在一些实施例中，如图5所示，每个所述刮刀300的两侧均固定设有限位片301。由于刮刀300在铺粉过程中，粉末会随着刮刀300的推动向两边扩散，因此，限位片301的设置可以限制粉末的流动，提高粉末利用率，降低成本。

本示例实施方式中还提供了一种3D打印设备，包括上述实施例中任一所述的铺粉装置。

包括以上多个实施例中铺粉装置的3D打印设备的有益效果与前述效果相同，在此不再赘述。

需要理解的是，上述描述中的术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开实施例的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本公开实施例中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。

在本公开实施例中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本公开的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

Claims (10)

1.一种铺粉装置，其特征在于，包括：

驱动装置；

传动齿轮组：由所述驱动装置带动发生转动；

两个刮刀：与所述传动齿轮组连接，在所述传动齿轮组的带动下发生转动。

2.根据权利要求1所述铺粉装置，其特征在于，所述传动齿轮组包括主动齿轮、从动齿轮和传动齿轮，所述主动齿轮和从动齿轮通过所述传动齿轮连接，所述主动齿轮和所述驱动装置连接，所述主动齿轮和从动齿轮分别和一个刮刀连接。

3.根据权利要求1所述铺粉装置，其特征在于，所述驱动装置为步进电机。

4.根据权利要求2所述铺粉装置，其特征在于，所述主动齿轮和从动齿轮分别通过一连接轴和一所述刮刀连接。

5.根据权利要求4所述铺粉装置，其特征在于，所述铺粉装置还包括基座，所述基座为一壳体，所述连接轴设置在所述基座内。

6.根据权利要求5所述铺粉装置，其特征在于，每个所述连接轴的两端均设有轴承，所述轴承和所述基座的内侧面固定连接。

7.根据权利要求2所述铺粉装置，其特征在于，所述铺粉装置还包括减速器，所述驱动装置通过所述减速器和所述主动齿轮连接。

8.根据权利要求7所述铺粉装置，其特征在于，所述减速器通过联轴器和所述主动齿轮连接。

9.根据权利要求1-8任一所述铺粉装置，其特征在于，每个所述刮刀的两侧均固定设有限位片。

10.一种3D打印设备，其特征在于，包括权利要求1-9任一所述的铺粉装置。

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