CN111361148A - 一种增材制造的产品及粉体处理系统及其工作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种增材制造的产品及粉体处理系统及其工作方法，其技术方案的要点是包括有清粉柜，在清粉柜内设有清粉台，在清粉台的下方一侧放有成型桶，成型桶内装有使用过的旧粉，在清粉台的下方另一侧设有用于筛选旧粉或新粉的振动筛，在振动筛的下方设有接收筛选过的粉体的投料桶，在清粉柜的外部设有与清粉柜连通的吸尘柜，在吸尘柜内设有吸尘装置，在清粉柜的外部还设有回收粉桶、混粉桶，在混粉桶内设有将新粉和旧粉充分混合的混粉装置。本发明重新设计了各个粉桶的布置，旧粉和新粉都需要进过振动筛的筛选，杜绝粗大的颗粒进入到混合粉里，保证混合粉的纯净和更多的循环使用次数，确保打印成型零件表面品质。

Description

一种增材制造的产品及粉体处理系统及其工作方法
【技术领域】
本发明涉及一种增材制造的产品及粉体处理系统及其工作方法。
【背景技术】
现有激光烧结体成型的增材制造系统工业级3D打印机所需的所有分立设备，包括粉体提升小车，清粉平台，加粉桶，顶出机构、筛粉机构、回收粉桶、废粉桶、新粉桶、混粉机、送粉机，粉体称重器，以及吸尘除尘器等多个设备和设施均全部分立，并且所使用塑胶粉体是流动性极佳的超细粉体通常粉体颗粒直径是10至100um直径，目前操作人员完全手工方式从各个分立设备中把粉体从一个设备容器转移到另外一个设备容器以完成粉体回收，新粉投料，混合粉体，添加粉体等到成型主设备。在这个粉体周转过程中产生粉体污染，粉体吸潮水解，扬尘，容器底部泄露等问题，会造成占地面积大，环境易受污染，原材料损耗率高，劳动强度大以及工作效率低等不足。
申请人于2017年11月20日申请了名称为《一种增材制造的塑胶产品及粉体处理系统及其工作方法》、专利号为ZL 201711200333.9的中国发明专利申请，该专利申请的技术方案存在以下技术问题：
1、体积较大，占地面积仍然较大；
2、混粉用的新粉没有经过筛粉机，会导致在运输过程中微粉团聚形成的大颗粒没办法筛除，导致混合粉里面混进去大颗粒，影响打印稳定性以及打印的产品的表面效果。
3、当旧粉桶满了之后，无法送出机器外面，影响后续的流程。
4、送粉效率偏低，需要耗用压缩空气量偏大，噪音偏大。
5、当加错粉末到投料桶的时候，无法移除到机器外面。
本发明就是基于这种情况作出的。
【发明内容】
本发明目的是克服了现有技术的不足，提供一种体积更小、混合后的粉体更好、更加清洁的增材制造的产品及粉体处理系统及其工作方法。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种增材制造的产品及粉体处理系统，其特征在于：包括有清粉柜1，在所述清粉柜1内设有清粉台12，在所述清粉台12的下方一侧放有成型桶2，所述成型桶2内装有使用过的旧粉，在所述清粉台12的下方另一侧设有用于筛选旧粉或新粉的振动筛9，在振动筛9的下方设有接收筛选过的粉体的投料桶4，在所述清粉柜1的外部设有与所述清粉柜1连通的吸尘柜13，在吸尘柜13内设有吸尘装置，在所述清粉柜1的外部还设有回收粉桶3、混粉桶6、第一定量送粉泵18、第二定量送粉泵19，在混粉桶6内设有将新粉和旧粉充分混合的混粉装置，所述第一定量送粉泵18上设有第一输送管和第一输出管，第一输送管连往投料桶4，第一输出管连往混粉桶6，第二定量送粉泵19上设有第二输送管和第二输出管，第二输送管连往回收粉桶3，第二输出管连往混粉桶6。
如上所述的增材制造的产品及粉体处理系统，其特征在于：在所述成型桶2的底部设有能升降的活动桶底201，在所述活动桶底201的下方设有锁定活动桶底201的下锁定机构8，在所述活动桶底201的下方设有驱动活动桶底201及下锁定机构8升降的升降装置7，在所述成型桶2的外部设有在成型桶2的顶面上升至与清粉台12齐平时锁定成型桶2的上锁定机构5。
如上所述的增材制造的产品及粉体处理系统，其特征在于：在所述清粉柜1内设有两根导向柱16，在导向柱16上套有固定座17，所述下锁定机构8与固定座17固定连接，所述升降装置7包括有设在清粉柜1内的液压泵701、由所述液压泵701驱动的液压缸702，所述液压缸702的活塞杆固定连接有竖直杆703，所述竖直杆703顶端固定有横杆705，横杆705的两端分别设有动滑轮704，动滑轮704上绕有链条706，所述链条706的一端固定在清粉柜1的底部，另一端固定在所述固定座17上。
如上所述的增材制造的产品及粉体处理系统，其特征在于：所述吸尘柜13内设有两台电机10，所述吸尘装置由两台所述电机10驱动吸尘。
如上所述的增材制造的产品及粉体处理系统，其特征在于：在所述清粉柜1旁设有控制柜11，所述回收粉桶3、所述混粉桶6、所述第一定量送粉泵18和所述第二定量送粉泵设控制柜11内，所述回收粉桶3设在所述混粉桶6的下方，在所述控制柜11内还设有第三定量送粉泵20，在所述第三定量送粉泵20上设有第三输送管和第三输出管，所述第三输送管连往混粉桶6，所述第三输出管连往烧结成型机。
如上所述的增材制造的产品及粉体处理系统，其特征在于：所述第一输出管的末端分成三条分支管，包括有第一分支管、第二分支管和第三分支管，所述第一分支管连往混粉桶6、所述第二分支管连往回收粉桶3，所述第三分支管连往储粉桶；第二输出管的末端分成至少两条分支管，包括第四分支管和第五分支管，所述第四分支管和所述第五分支管分别连往不同的烧结成型机。
如上所述的增材制造的产品及粉体处理系统，其特征在于：在所述清粉台12上设有多个与所振动筛9连通的网孔14，所述清粉柜1与所述吸尘柜13之间通过网板15隔开。
一种如上所述的增材制造的产品及粉体处理系统的工作方法，其特征在于：
成型桶2内的粉体经烧结成型机激光烧结成型后，将成型桶2移出至清粉柜1内，开启吸尘装置，让成型桶2内的烧结产品和粉体在室温下进一步降温达到安全接触温度后，升降装置7将成型桶2的活动桶底201向上顶，将成型桶2内的烧结产品和结块的粉体顶出来，手动将粉体推到清粉台12回收，其中有用的工件通过清除表面的粉体后分离出来，多余的旧粉经振动筛9震碎后掉进投料桶3，投料桶4中的旧粉通过第一定量送粉泵18经第二分支管全部输送至回收粉桶3，如果回收粉桶3装不下投料桶4中的旧粉，投料桶4中的旧粉还可以通过第一定量送粉泵18经第三分支管输送至储粉桶；
投料桶4中的旧粉清空后，往清粉台12倒入新粉，新粉经振动筛9震碎后掉进投料桶4；
投料桶4中的新粉通过第一定量送粉泵18经第一分支管定量输送至混粉桶6，回收粉桶3中的旧粉通过第二定量送粉泵定量输送至混粉桶6，混粉桶6中的旧粉和新粉通过混粉装置定量充分混合，形成混合粉，混合粉通过第三定量送粉泵20进一步输送至不同的烧结成型机，用于激光烧结；
烧结完成后，将成型桶2转移至清粉柜1，重复上述步骤，重复利用成型桶2内的旧粉。
与现有技术相比，本发明有如下优点：
1、本发明重新设计了各个粉桶的布置，柜体的体积比现有设计减少约一半，占地面积大为减少。振动筛下面改为是投料桶，旧粉和新粉都需要进过振动筛的筛选，杜绝粗大的颗粒进入到混合粉里，保证混合粉的纯净和更多的循环使用次数；能够有效解决新粉在运输过程存在团聚现象影响打印稳定性的问题，确保打印成型零件表面品质。
2、本发明采用两台电机驱动除尘，除尘效果大大提高，保障了工人健康的工作环境。
3、本发明采用气动液压泵驱动活动桶底升降，避免电机产生的电火花可能引起尘爆，保障了工人的生产安全。
4、本发明增加了一个外部储粉桶并优化管路控制，令投料桶里面的可回收的粉在累积太多导致延误生产流程的情况下，可以通过控制部件先移除到外部储粉桶暂存。该结构也可避免加错粉末的时候，无法排出机器外面的问题。当客户不小心把错误的粉末加到投料桶的时候，可以选择该功能，把有问题的粉末移除到设备的外部储粉桶那里，避免把错误的粉末加到混粉桶里面。
5、本发明通过设计软件的控制，精确控制送粉路径和时间，解决多台设备共用粉处理单元的问题。
【附图说明】
图1是本发明立体示意图1；
图2是本发明立体示意图2，图中隐藏了部分零部件；
图3是本发明立体示意图3，图中进一步隐藏了部分零部件；
图4是图3中A处的放大图；
图5是本发明成型桶及其上的上锁定机构立体图；
图6是本发明成型桶上的下锁定机构立体图。
图中：1为清粉柜；2为成型桶；201为活动桶底；3为回收粉桶；4为投料桶；5为上锁定机构；6为混粉桶；7为升降装置；701为液压泵；702为液压缸；703为竖直杆；704为动滑轮；705为横杆；706为链条；8为下锁定机构；9为振动筛；10为电机；11为控制柜；12为清粉台；13为吸尘柜；14为网孔；15为网板；16为导向柱；17为固定座；18为第一定量送粉泵；19为第二定量送粉泵；20为第三定量送粉泵。
【具体实施方式】
下面结合附图对本发明技术特征作进一步详细说明以便于所述领域技术人员能够理解。
一种增材制造的产品及粉体处理系统，如图1和图6所示，包括有清粉柜1，在所述清粉柜1内设有清粉台12，在所述清粉台12的下方一侧放有成型桶2，所述成型桶2内装有使用过的旧粉，所述的成型桶2由激光烧结成型机转运过来，内含激光烧结后成型的产品和多余的旧粉，激光烧结成型后余留的旧粉末容易受潮结块，必须筛选出合格的旧粉末再与新粉末充分混合才能重新利用，否则会严重影响成型产品的表面粗糙度和强度。
在所述清粉台12的下方另一侧设有用于筛选旧粉或新粉的振动筛9，在振动筛9的下方设有接收筛选过的粉体的投料桶4，在所述清粉柜1的外部设有与所述清粉柜1连通的吸尘柜13，在吸尘柜13内设有吸尘装置，在所述清粉柜1的外部还设有回收粉桶3、混粉桶6、第一定量送粉泵18、第二定量送粉泵19，在混粉桶6内设有将新粉和旧粉充分混合的混粉装置，所述第一定量送粉泵18上设有第一输送管和第一输出管，第一输送管连往投料桶4，第一输出管连往混粉桶6，第二定量送粉泵19上设有第二输送管和第二输出管，第二输送管连往回收粉桶3，第二输出管连往混粉桶6。第一输送管和第一输出管、第二输送管和第二输出管在图中未画出。
所述振动筛9、混粉装置和吸尘装置的结构详见申请人此前申请的专利，该专利的专利号为ZL 201711200333.9，专利名称为《一种增材制造的塑胶产品及粉体处理系统及其工作方法》。
本发明将回收粉桶3放置在混粉桶6的上方，布置更加紧凑，使得柜体的体积相比原来的设计减少了约一半，且新设计重新布置各个粉桶的功能。振动筛9下面改为是投料桶4，旧粉经振动筛9震碎筛选后掉入投料桶4，之后把投料桶4中的旧粉通过第一输送泵18全部输送到回收粉桶3，再将新粉倒入振动筛9震碎筛选后掉入投料桶4，旧粉和新粉都需要经过振动筛的筛选，杜绝粗大的颗粒进入到混合粉里，保证混合粉的纯净和更多的循环使用次数，够有效解决新粉没有经过筛粉机导致在运输过程中形成的大颗粒没办法筛除影响产品效果的问题。
如上所述的增材制造的产品及粉体处理系统，在所述成型桶2的底部设有能升降的活动桶底201，在所述活动桶底201的下方设有锁定活动桶底201的下锁定机构8，如图5所示，在所述活动桶底201的下方设有驱动活动桶底201及下锁定机构8升降的升降装置7，如图4所示，在所述成型桶2的外部设有在成型桶2的顶面上升至与清粉台12齐平时锁定成型桶2的上锁定机构5，如图6所示。
所述下锁定机构8结构至少包含两种实施例，其中实施例一见本专利申请说明书附图5，其结构说明可以参考申请人此前申请的专利，该专利的申请号为201520294968.X，专利名称为《一种具有可升降桶底的激光粉末烧结成型机》，实施例二的图见专利号为ZL201711200333.9、专利名称为《一种增材制造的塑胶产品及粉体处理系统及其工作方法》的说明书附图2。
所述上锁定机构5的结构说明可以参考申请人此前申请的专利，该专利的申请号为201520294970.7，专利名称为《一种具有锁桶功能的激光粉末烧结成型机》。
如上所述的增材制造的产品及粉体处理系统，在所述清粉柜1内设有两根导向柱16，在导向柱16上套有固定座17，所述下锁定机构8与固定座17固定连接，所述升降装置7包括有设在清粉柜1内的液压泵701、由所述液压泵701驱动的液压缸702，所述液压缸702的活塞杆固定连接有竖直杆703，所述竖直杆703顶端固定有横杆705，横杆705的两端分别设有动滑轮704，动滑轮704上绕有链条706，所述链条706的一端固定在清粉柜1的底部，另一端固定在所述固定座17上。
采用链条706及动滑轮704可以减少行程且更省力，本专利没有采用电机驱动升降活动桶底201，主要是考虑电机产生的电火花容易导致尘爆，改为液压缸702驱动链条带动固定座17升降，而活动桶底201及其上的下锁定机构8随固定座17一同升降。
如上所述的增材制造的产品及粉体处理系统，所述吸尘柜13内设有两台电机10，所述吸尘装置由两台所述电机10驱动吸尘。相比原来的一台电机，两台电机驱动吸尘，排气除尘的效果更好。另外将原来的金属吸风罩改良为透明有机玻璃内部导电的材料，能够提高机器美观度，也可减少静电的积累导致尘爆的风险。
如上所述的增材制造的产品及粉体处理系统，在所述清粉柜1旁设有控制柜11，所述回收粉桶3、所述混粉桶6、所述第一定量送粉泵18和所述第二定量送粉泵19设控制柜11内，所述回收粉桶3设在所述混粉桶6的下方，在所述控制柜11内还设有第三定量送粉泵20，在所述第三定量送粉泵20上设有第三输送管和第三输出管，所述第三输送管连往混粉桶6，所述第三输出管连往烧结成型机，第三输送管和第三输出管在图中也未画出。
进一步地，所述第一输出管的末端分成三条分支管，包括有第一分支管、第二分支管和第三分支管，所述第一分支管连往混粉桶6、所述第二分支管连往回收粉桶3，所述第三分支管连往储粉桶，每个定量泵上都设有定量模块，高精度控制整个混粉和送粉流程。
所述的第一定量送粉泵18、第二定量送粉泵19、第三定量送粉泵20为隔膜泵，能够有效解决原有设计粉泵耗气量太大、效率不高、噪音偏大的问题，重新设计的粉泵，送粉效率明显提高，可靠性进一步提高。
采用此种方式，投料桶4中的旧粉可以经第二分支管输送至回收粉桶3，此种输送不需定量输送，采用手动控制全部输送完，如果回收粉桶3装不下，则可以经第三分支管送往储粉桶储存。现有的设计无法将投料桶4中的旧粉送出机器外面，将影响后续的工作流程。所以本专利增加了上述外部储粉桶并优化管路控制，令投料桶4中的旧粉在累积太多导致延误生产流程的情况下，可以通过控制部件先移出到外部储粉桶暂存。
回收粉桶3中的旧粉输送至混粉桶6、投料桶4中的新粉输送至混粉桶6都需要定量输送，逐步混合。
第二输出管的末端分成至少两条分支管，包括第四分支管和第五分支管，所述第四分支管和所述第五分支管分别连往不同的烧结成型机。本专利可以通过自动控制程序实行自动送粉和混粉流程，并支持至少两台设备的送粉，可大大减少操作人员的劳动强度。
如上所述的增材制造的产品及粉体处理系统，在所述清粉台12上设有多个与所振动筛9连通的网孔14，旧粉或新粉倒在网孔14上漏进振动筛9，所述清粉柜1与所述吸尘柜13之间通过网板15隔开。
本发明还请求保护一种如上所述的增材制造的产品及粉体处理系统的工作方法，如下：
成型桶2内的粉体经烧结成型机激光烧结成型后，将成型桶2移出至清粉柜1内，开启吸尘装置，让成型桶2内的烧结产品和粉体在室温下进一步降温达到安全接触温度后，升降装置7将成型桶2的活动桶底201向上顶，将成型桶2内的烧结产品和结块的粉体顶出来，手动将粉体推到清粉台12回收，其中有用的工件通过清除表面的粉体后分离出来，多余的旧粉经振动筛9震碎后掉进投料桶3，投料桶4中的旧粉通过第一定量送粉泵18经第二分支管全部输送至回收粉桶3，如果回收粉桶3装不下投料桶4中的旧粉，投料桶4中的旧粉还可以通过第一定量送粉泵18经第三分支管输送至储粉桶；
投料桶4中的旧粉清空后，往清粉台12倒入新粉，新粉经振动筛9震碎后掉进投料桶4。
投料桶4中的新粉通过第一定量送粉泵18经第一分支管定量输送至混粉桶6，回收粉桶3中的旧粉通过第二定量送粉泵19定量输送至混粉桶6，混粉桶6中的旧粉和新粉通过混粉装置定量充分混合，形成混合粉，混合粉通过第三定量送粉泵20进一步输送至不同的烧结成型机，用于激光烧结，烧结完成后，将成型桶2转移至清粉柜1，重复上述步骤，重复利用成型桶2内的旧粉。
本发明所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种增材制造的产品及粉体处理系统，其特征在于：包括有清粉柜(1)，在所述清粉柜(1)内设有清粉台(12)，在所述清粉台(12)的下方一侧放有成型桶(2)，所述成型桶(2)内装有使用过的旧粉，在所述清粉台(12)的下方另一侧设有用于筛选旧粉或新粉的振动筛(9)，在振动筛(9)的下方设有接收筛选过的粉体的投料桶(4)，在所述清粉柜(1)的外部设有与所述清粉柜(1)连通的吸尘柜(13)，在吸尘柜(13)内设有吸尘装置，在所述清粉柜(1)的外部还设有回收粉桶(3)、混粉桶(6)、第一定量送粉泵(18)、第二定量送粉泵(19)，在混粉桶(6)内设有将新粉和旧粉充分混合的混粉装置，所述第一定量送粉泵(18)上设有第一输送管和第一输出管，第一输送管连往投料桶(4)，第一输出管连往混粉桶(6)，第二定量送粉泵(19)上设有第二输送管和第二输出管，第二输送管连往回收粉桶(3)，第二输出管连往混粉桶(6)。
2.根据权利要求1所述的增材制造的产品及粉体处理系统，其特征在于：在所述成型桶(2)的底部设有能升降的活动桶底(201)，在所述活动桶底(201)的下方设有锁定活动桶底(201)的下锁定机构(8)，在所述活动桶底(201)的下方设有驱动活动桶底(201)及下锁定机构(8)升降的升降装置(7)，在所述成型桶(2)的外部设有在成型桶(2)的顶面上升至与清粉台(12)齐平时锁定成型桶(2)的上锁定机构(5)。
3.根据权利要求2所述的增材制造的产品及粉体处理系统，其特征在于：在所述清粉柜(1)内设有两根导向柱(16)，在导向柱(16)上套有固定座(17)，所述下锁定机构(8)与固定座(17)固定连接，所述升降装置(7)包括有设在清粉柜(1)内的液压泵(701)、由所述液压泵(701)驱动的液压缸(702)，所述液压缸(702)的活塞杆固定连接有竖直杆(703)，所述竖直杆(703)顶端固定有横杆(705)，横杆(705)的两端分别设有动滑轮(704)，动滑轮(704)上绕有链条(706)，所述链条(706)的一端固定在清粉柜(1)的底部，另一端固定在所述固定座(17)上。
4.根据权利要求1至3任一项所述的增材制造的产品及粉体处理系统，其特征在于：所述吸尘柜(13)内设有两台电机(10)，所述吸尘装置由两台所述电机(10)驱动吸尘。
5.根据权利要求1至3任一项所述的增材制造的产品及粉体处理系统，其特征在于：在所述清粉柜(1)旁设有控制柜(11)，所述回收粉桶(3)、所述混粉桶(6)、所述第一定量送粉泵(18)和所述第二定量送粉泵设控制柜(11)内，所述回收粉桶(3)设在所述混粉桶(6)的下方，在所述控制柜(11)内还设有第三定量送粉泵(20)，在所述第三定量送粉泵(20)上设有第三输送管和第三输出管，所述第三输送管连往混粉桶(6)，所述第三输出管连往烧结成型机。
6.根据权利要求5所述的增材制造的产品及粉体处理系统，其特征在于：所述第一输出管的末端分成三条分支管，包括有第一分支管、第二分支管和第三分支管，所述第一分支管连往混粉桶(6)、所述第二分支管连往回收粉桶(3)，所述第三分支管连往储粉桶；第二输出管的末端分成至少两条分支管，包括第四分支管和第五分支管，所述第四分支管和所述第五分支管分别连往不同的烧结成型机。
7.根据权利要求1至3任一项所述的增材制造的产品及粉体处理系统，其特征在于：在所述清粉台(12)上设有多个与所振动筛(9)连通的网孔(14)，所述清粉柜(1)与所述吸尘柜(13)之间通过网板(15)隔开。
8.一种根据权利要求1至7所述的增材制造的产品及粉体处理系统的工作方法，其特征在于：
成型桶(2)内的粉体经烧结成型机激光烧结成型后，将成型桶(2)移出至清粉柜(1)内，开启吸尘装置，让成型桶(2)内的烧结产品和粉体在室温下进一步降温达到安全接触温度后，升降装置(7)将成型桶(2)的活动桶底(201)向上顶，将成型桶(2)内的烧结产品和结块的粉体顶出来，手动将粉体推到清粉台(12)回收，其中有用的工件通过清除表面的粉体后分离出来，多余的旧粉经振动筛(9)震碎后掉进投料桶(3)，投料桶(4)中的旧粉通过第一定量送粉泵(18)经第二分支管全部输送至回收粉桶(3)，如果回收粉桶(3)装不下投料桶(4)中的旧粉，投料桶(4)中的旧粉还可以通过第一定量送粉泵(18)经第三分支管输送至储粉桶；
投料桶(4)中的旧粉清空后，往清粉台(12)倒入新粉，新粉经振动筛(9)震碎后掉进投料桶(4)；
投料桶(4)中的新粉通过第一定量送粉泵(18)经第一分支管定量输送至混粉桶(6)，回收粉桶(3)中的旧粉通过第二定量送粉泵定量输送至混粉桶(6)，混粉桶(6)中的旧粉和新粉通过混粉装置定量充分混合，形成混合粉，混合粉通过第三定量送粉泵(20)进一步输送至不同的烧结成型机，用于激光烧结；
烧结完成后，将成型桶(2)转移至清粉柜(1)，重复上述步骤，重复利用成型桶(2)内的旧粉。
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