CN111438946B - 一种软材料3d打印平台自动清洗装置 - Google Patents

一种软材料3d打印平台自动清洗装置 Download PDF

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CN111438946B CN202010354237.5A CN202010354237A CN111438946B CN 111438946 B CN111438946 B CN 111438946B CN 202010354237 A CN202010354237 A CN 202010354237A CN 111438946 B CN111438946 B CN 111438946B
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Abstract

本发明属于软材料3D打印设备领域,公开了一种软材料3D打印平台自动清洗装置,其包括打印台组件、清洗组件。所述打印台组件用于实现基本打印功能,所述清洗组件包括擦洗模块、刮板模块,可同时实现刮、擦两步骤。擦洗模块中滚子内环上设置有阵列孔,静止时可储存清洗液,在旋转条件下通过离心力使清洗液渗出。刮板模块使用了单向轴承和弹簧并采用了平行四边形机构,使刮板在前进过程中紧贴热床表面,后退过程中脱离热床表面。本发明的软材料3D打印平台自动清洗装置驱动结构简单,控制方便,可实现用一个电机,同时进行前进、擦洗、刮料三个动作,从而实现刮擦同时进行,提高了清洗效率。

Description

一种软材料3D打印平台自动清洗装置
技术领域
本发明属于软材料3D打印设备领域,更具体地,涉及一种软材料3D打印平台自动清洗装置,特别是一种可以通过单电机完成刮、喷、擦三步操作的软材料3D打印平台自动清洗装置。
背景技术
随着技术的革新与发展,软材料由于其在生命科学、食品工程与机器人学等领域日益广泛的应用而逐渐走入了人们的视野。现有软材料的成型工艺主要包括铸造和3D打印两种方式,相较于铸造而言,软材料3D打印省去了模具的制作步骤,且可完全脱离人工实现复杂结构的自动化制造,故逐渐受到了人们的关注。
但是,现有软材料3D打印设备仍存在一些技术缺陷,例如由于未完全固化的软材料大多具有高粘度的特点,导致打印失败时打印台上残留的未完全固化的软材料很难清理,现在大多采用手动清理的方式,不仅耗时长,而且效果也不是很理想,对软材料3D打印平台的使用效率造成了极大的影响。
为了解决上述问题,现有技术中提出了滚轮清洗设备、刮板自动刮平清洗设备、超声波溶液浸泡清洗设备等,来替代人工清洗。但是上述设备功能单一,并不能实现刮、喷、洗一体化操作。
发明内容
针对现有技术的以上缺陷或改进需求,本发明提供了一种软材料3D打印平台自动清洗装置,其目的在于,综合平行四边形机构、单向轴承的机械特性以及液体的表面张力、离心渗透等性质,实现采用单个电机同时进行刮、喷、洗一体化操作控制,从而获得一种结构简单、效率高、清洗效果好的软材料3D打印平台刮、喷、洗一体化自动清洗装置。
为实现上述目的,按照本发明的一个方面,提供了一种软材料3D打印平台清洗装置,包括打印台组件和清洗组件;
所述打印台组件包括热床以及设置与热床主动端的主动端导轨、主动端滑块和齿条;
所述清洗组件包括擦洗模块、刮板模块;
擦洗模块包括清洗圈、滚子内环、上轴、下轴、步进电机、齿轮;刮板模块包括上连杆、下连杆、上光杆、下光杆、拉力弹簧、刮板、单向轴承、摩擦环;
刮板上部通过上光杆与上连杆一端枢接,上连杆另一端与上轴枢接;刮板下部通过下光杆与下连杆一端枢接,下连杆另一端设有表面粗糙的安装孔,以与摩擦环摩擦配合;摩擦环固定于单向轴承的外圈上,单向轴承的内圈固定于下轴上;从而以上轴、下轴、上光杆、下光杆为枢接轴,将上连杆、下连杆及刮板连接成平行四边形机构;拉力弹簧的两端分别连接刮板和上轴;
清洗圈套在滚子内环外侧,滚子内环两端密封且预留有用于添加清洗液的通孔;下轴穿过滚子内环并与滚子内环固定;步进电机的输出轴连接下轴的主动端,且步进电机的输出轴或下轴上设置与齿条啮合的齿轮;步进电机、上轴、下轴直接和/或间接固定在主动端滑块上,以使擦洗模块、刮板模块随主动端滑块一同沿主动端导轨移动;
滚子内环圆周面上设有阵列排布的孔,每个孔的尺寸配置为在滚子内环静止状态下内部清洗液依靠表面张力不渗漏,而在滚子内环转动时借助于离心作用从孔中渗出至清洗圈上。
进一步地,所述打印台组件还包括底板、从动端导轨和从动端滑块;其中热床、主动端导轨、从动端导轨均与底板固连,主动端导轨、从动端导轨分置于热床的主动端和从动端;主动端导轨、从动端导轨分别与主动端滑块、从动端滑块配合;齿条安装于底板的主动端。
进一步地,擦洗模块还包括电机上支板、光轴座、从动端轴座和联轴器;
下轴的主动端和从动端位于滚子内环外部;上轴和下轴的从动端分别设于从动端轴座上,上轴的主动端与光轴座配合,下轴的主动端通过联轴器与步进电机的输出轴固连;步进电机固定于主动端滑块上,电机上支板固定于步进电机上,光轴座固定于电机上支板上;从动端轴座固定于从动端滑块上。
进一步地,刮板模块还包括单向轴承套、滚珠轴承和挡板;
上连杆通过滚珠轴承与上轴配合;单向轴承套与单向轴承的内圈固连,单向轴承套与擦洗模块中的下轴配合并固连。
进一步地,擦洗模块还包括滚子端盖、带孔滚子端盖、注料塞、端盖内环密封圈和滚子内环密封圈;
滚子端盖与带孔滚子端盖通过内孔分别与下轴配合并实现固连,在滚子端盖与带孔滚子端盖内侧与下轴间分别套有端盖内环密封圈;其中,滚子端盖置于主动端,带孔滚子端盖置于从动端,带孔滚子端盖的端面上设有用于添加清洗液的通孔,并用注料塞塞住;
滚子端盖、带孔滚子端盖分别与滚子内环两端固连;在滚子端盖与滚子内环以及带孔滚子端盖与滚子内环间各设有一个滚子内环密封圈。
进一步地,所述阵列孔是宽度为0.2mm的细缝阵列。
进一步地,所述刮板模块还包括挡板;挡板安装在上轴上,且与刮板位于滚子内环两侧;在刮板的后侧对称的设有一对第一槽口,下轴裸露于第一槽口中;在挡板的对应位置设有一对第二槽口,上轴裸露于第二槽口中;一对拉力弹簧的两端分别对应钩住第一槽口内裸露的下轴相应部位,以及第二槽口内裸露的上轴相应部位。
进一步地,刮板垂直于热床布置,且刮板下端设有铲状尖端。
进一步地,还包括废料池,废料池置于底板前部且与底板通过楔形结构配合。
进一步地,打印台底板的四个角上各设有一个调平支脚。
总体而言,本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比,能够取得下列有益效果:
1、本发明为软材料3D打印平台清洗提供了一种自动化清洗的装置,可大幅提高软材料3D打印的效率。且本自动清洗装置结构简单,控制方便,可通过一个电机,同时实现刮、喷、擦三步操作。
2、本发明通过齿轮齿条传动在实现擦洗模块中清洗圈旋转运动的同时带动清洗组件整体前进实现刮板模块的刮擦功能。使用了单向轴承使前进的过程中,刮板通过单向轴承带动摩擦环形成的摩擦力克服弹簧拉力,与热床表面紧密贴合。在反向运动过程中,单向轴承松开,弹簧抬升刮板,刮板模块采用平行四边形机构,从而抬升过程中保证刮板不与其他部件发生干涉。滚子内环上开有阵列孔,内部可注入清洗液,静止时清洗液不会流出,旋转时在离心力的作用下清洗液渗出。因此,本发明仅需要使用一台电机,即可在一次往复运动过程中,进行一次刮料和两次喷、擦操作,与人工清洁过程相仿,功能更加全面,操作及控制更加简单。
3、通过双导轨双滑块主从动配合的构造,能够确保整个工作过程中运行平稳,稳定性及可靠性更高。
4、通过设置挡板,能够防止工作过程中清洗液飞溅,而刮板自身也能起到挡板的作用,刮板和挡板位于滚子内环两侧,防飞溅效果更好,提高清洗效率。
5、设置与底板楔形配合的废料池,既有利于拆装更换,也有利于快速收集刮板刮下的物料,便于集中处理。
6、通过在打印台底板的四个角上设置调平支脚,有利于通过调平确保清晰装置稳定工作。
附图说明
图1是本发明装置整体立体示意简图;
图2是本装置在拆除底板、热床和废料池后的示意简图;
图3是清洗组件整体示意简图;
图4是清洗组件的侧视图;
图5是清洗组件的剖视图;
图6是擦洗模块连步进电机端(即主动端)示意简图;
图7是擦洗模块无步进电机端(即被动端)示意简图;
图8是刮板模块内部结构示意简图;
图9是打印台组件中废料池的仰视图。
在所有附图中,相同的附图标记用来表示相同的元件或结构,其中:
1-热床,2-废料池,3-1-主动端导轨,3-2-从动端导轨,4-齿条固定脚座,5-1-主动端滑块,5-2-从动端滑块,6-电机上支板,7-光轴座,8-步进电机,9-齿轮,10-刮板,11-上连杆,12-下连杆,13-上轴,14-联轴器,15-单向轴承,16-单向轴承套,17-摩擦环,18-滚子端盖,19-下轴,20-端盖内环密封圈,21-滚子内环密封圈,22-轴套,23-滚子内环,24-清洗圈,25-电机座,26-挡板,27-滚珠轴承,28-齿条,29-从动端轴座,30-1-上光杆,30-2-下光杆,31-注料塞,32-带孔滚子端盖,33-拉力弹簧,34-底板。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。此外,下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
本发明优选的一种软材料3D打印平台自动清洗装置,其主要构思如下:该装置包括打印台组件,清洗组件。
所述打印台组件包括热床、底板、导轨、滑块、支架、齿条、废料池。其中热床与底板固连,导轨分置于热床两侧与底板固连,导轨与滑块配合,滑块与电机座固连;齿条安装于底板的主动端用于与清洗组件中的齿轮相啮合;废料池置于底板前部与底板通过楔形结构配合,用于收集刮板刮落的废料,当废料池中的废料快装满时,可将废料池上提取下,倒掉废料并清洗后重新安装在打印台底板上。此外打印台底板的四个角上均有四组配合孔,用于安装四个调平支脚。
所述清洗组件包括擦洗模块、刮板模块。擦洗模块包括清洗圈、滚子内环、密封层、上轴、下轴、轴套、步进电机,齿轮。上轴与下轴从动端分别与从动端轴座的上下两孔配合,上轴主动端与置于电机上支板上方的光轴座配合,下轴主动端通过联轴器与步进电机输出轴固连,可随步进电机同步旋转。下轴有多个粗细不一的轴段,其中最粗的中部轴段的环面上有一个削平的面,中部轴段的截面与轴套内孔的形状一致,轴套通过内孔与下轴配合并实现固连;在下轴中部轴端的两侧各有一段较细的轴段,对应的也在环面上有一个削平的面,两侧轴段的截面分别与两侧滚子端盖与带孔滚子端盖的内孔一致,滚子端盖与带孔滚子端盖通过内孔分别与下轴配合并实现固连,在滚子端盖与带孔滚子端盖内侧与下轴间分别套有端盖内环密封圈,进而实现端盖与下轴间的密封。其中,滚子端盖置于主动端,带孔滚子端盖置于从动端,两者的基本结构一致,区别在于带孔滚子端盖的端面上设有一通孔,并用注料塞塞住,以便于当清洗液不足时,可取下注料塞并及时向滚子内环内注入清洗液。
进一步的,两侧的滚子端盖与带孔滚子端盖与套在下轴外侧的滚子内环通过四个均布的螺纹孔固连,且在滚子端盖与滚子内环以及带孔滚子端盖与滚子内环间各设有一个滚子内环密封圈,从而实现滚子内环内的密封。当下轴旋转时,轴套、滚子端盖、带孔滚子端盖与滚子外环均与下轴同步旋转。滚子内环上设置有宽度为0.2mm的细缝阵列,从而实现当滚子静止时,滚子内环内装的清洗液在液体张力作用下无法渗出,当滚子高速旋转时,在离心力作用下清洗液可以渗入到套在滚子内环外侧的海绵材质的清洗圈内。步进电机和主动端下连杆之间设有一个和打印台组件上的齿条相啮合的齿轮,齿轮的内孔与下轴截面一致,齿轮通过内孔与下轴配合实现固连,进而实现步进电机转动时带动滚子与齿轮一同旋转,驱动整个清洗装置在清洗的同时沿导轨前后平移。其中,清洗圈的外径大于齿轮啮合分度圆直径,所以在旋转前进过程中清洗圈和热床之间有相对移动,从而实现擦洗,同时,自滚子内环内清洗液渗入清洗圈的清洗液持续渗出至热床表面,清洗液推荐使用可以溶解有机物的异丙醇,从而实现喷、擦两个操作同步进行。
刮板模块主要由上连杆、下连杆、拉力弹簧、刮板、单向轴承、单向轴承套、滚珠轴承、摩擦环、光杆、挡板组成。其中,刮板下端设有铲状尖端,用于贴紧在热床上铲起废料,下部和上部设有一对平行的通孔,分别与一根光杆配合,上下光杆露出的两端分别与一对上连杆与一对下连杆的对应孔配合,上连杆的另一个孔与滚珠轴承外圈配合,滚珠轴承的内孔又与擦洗模块中的上轴配合;下连杆的另一个孔内表面具有较高的表面粗糙度,并与摩擦环的外圈配合,两个环面间可产生相对滑动。摩擦环的内圈具有一方形凸起,摩擦环通过此凸起与单向轴承的外圈固连,单向轴承套的外圈具有同样的方形凸起,单向轴承套通过此凸起与单向轴承的内圈固连。
进一步的,单向轴承套的内孔截面与下轴截面一致,单向轴承套由此与擦洗模块中的下轴配合并固连。当电机正转,清洗组件沿导轨从远离废料池一端向靠近废料池一端移动时,单向轴承锁死,当电机反转,清洗组件返回原始位置时,单向轴承松开。上连杆、下连杆、刮板与上轴和下轴的连线构成一个平行四边形机构,刮板可在上连杆与下连杆的转动带动下实现上升下降。挡板通过一组卡扣安装在擦洗模块中的上轴上,起到防止清洗液甩出的作用。其中,在刮板的后侧对称的设有一对槽口,槽口处的光杆裸露在外,对应的,在挡板的对应位置也设有一对槽口,以方便拉力弹簧的通过,拉力弹簧的两端分别钩住刮板后侧槽口处的光杆以及挡板上槽口对应位置的上轴,一对拉力弹簧起到当摩擦环与下连杆之间的摩擦力消失时提起刮板的作用。
上述装置的工作原理如下:
初始时,清洗组件位于远离废料池一端,刮板在拉力弹簧作用下处于抬升状态,置于滚子内环内的清洗液在液体张力作用下无法渗出。当完成软材料3D打印工作,开始清洗打印平台时,步进电机正转,通过联轴器带动下轴同步旋转,下轴又带动齿轮、单向轴承套、滚子端盖等同步旋转,齿轮通过与齿条的啮合带动整个清洗组件沿导轨朝着靠近废料池的一端移动。
单向轴承套带动单向轴承内圈同步转动,单向轴承此时锁死,外圈随内圈同步转动,进而带动与单向轴承外圈固连的摩擦环同步转动,摩擦环外圈与下连杆孔的内表面间产生摩擦力,进而带动下连杆同步转动。一对下连杆在摩擦力作用下克服拉力弹簧的拉力带动刮板下移,直至刮板下端的铲状尖端按死在热床表面上。此时刮板在热床表面支撑力作用下停止移动,从而使得下连杆也停止转动,下连杆孔内表面与摩擦环间随即从静摩擦转为滑动摩擦状态,在持续的摩擦力作用下将刮板持续按住在热床表面。
滚子端盖带动滚子内环以及套在滚子内环外侧的清洗圈同步转动,滚子内环内的清洗液在离心力作用下逐渐从滚子内环上的宽度为0.2mm的细缝阵列中渗出,进而渗入滚子内环外侧的清洗圈中。海绵材质的清洗圈在前进过程中持续与热床表面间相对运动的同时也持续的将可溶解有机物的清洗液涂在滚过的热床表面上,从而实现喷、擦两部操作的同时进行,清洗圈进而与清洗组件前端的刮板配合工作,实现电机正转过程中,通过单个电机实现刮、喷、擦三步操作的同步进行。
当清洗组件运行至废料池一端时,刮板将铲状尖端处的废料推入废料池内,步进电机停止转动,清洗组件停留片刻后,步进电机随即开始反转,清洗组件随即沿导轨朝向远离废料池的一端行进。此时步进电机通过联轴器带动下轴反转,从而进一步的通过下轴带动齿轮、滚子端盖、单向轴承套等反转。齿轮通过与齿条啮合驱动清洗组件反向朝着远离废料池的一端平移。单向轴承套带动单向轴承内圈反转,此时单向轴承解除锁死状态,外圈可自由旋转,与单向轴承外圈固连的摩擦环亦可自由转动,摩擦环外圈与下连杆孔内表面间的摩擦力随即消失,刮板随即在拉力弹簧的拉力下抬起。滚子端盖带动滚子内圈反转,与正转时相仿,清洗液在离心力作用下外渗至清洗圈中,并进一步的被涂在热床表面上,清洗圈在移动过程中与热床表面相对运动从而实现喷、擦两步操作。
当步进电机正转时,即清洗组件自远离废料池端向靠近废料池端移动时,通过一个电机的转动同时实现刮、喷、擦三步操作;当步进电机反转时,即清洗组件自靠近废料池端向远离废料池端移动时,通过一个电机的转动同时实现喷、擦两步操作。热床表面在整个清洗过程中被刮了一遍,喷、擦各进行了两遍,完全符合人工清洗的整个过程。
下面,结合图1-图9,对本发明优选的软材料3D打印平台清洗装置进行更为详细的介绍。
如图1~3及图9所示,废料池2置于底板34前部与底板通过楔形结构配合,用于收集刮板10刮落的废料。底板34的四个角上均有四组配合孔,用于安装四个调平支脚。热床1置于底板34上方与底板固连,导轨3-1和3-2置于底板34两侧与底板固连,导轨3-1、3-2分别与滑块5-1、5-2配合,滑块5-1与电机座25固连。齿条28通过齿条固定脚座4安装于底板34的主动端用于与清洗组件中齿轮9相啮合,上轴13与下轴19从动端分别与从动端轴座29的上下两孔配合,上轴13主动端与置于电机上支板6上方的光轴座7配合,下轴19主动端通过联轴器14与步进电机8输出轴固连,可随步进电机同步旋转。
如图4~7所示,下轴19有多个粗细不一的轴段,其中最粗的中部轴段的环面上有一个削平的面,中部轴段的截面与轴套22内孔的形状一致,轴套22通过内孔与下轴19配合并实现固连;在下轴19中部轴端的两侧各有一段较细的轴段,对应的也在环面上有一个削平的面,两侧轴段的截面分别与两侧滚子端盖18与带孔滚子端盖32的内孔一致,滚子端盖18与带孔滚子端盖32通过内孔分别与下轴19配合并实现固连,在滚子端盖18与带孔滚子端盖32内侧与下轴19间分别套有端盖内环密封圈20,进而实现滚子端盖18与带孔滚子端盖32与下轴19间的密封。其中,滚子端盖18置于主动端,带孔滚子端盖32置于从动端,两者的基本结构一致,区别在于带孔滚子端盖32的端面上设有一通孔,并用注料塞31塞住。需要加入清洗液时可以取下注料塞31并及时向滚子内环内注入清洗液。
两侧的滚子端盖18与带孔滚子端盖32与套在下轴19外侧的滚子内环23通过四个均布的螺纹孔固连,且在滚子端盖18与滚子内环23以及带孔滚子端盖32与滚子内环23间各设有一个滚子内环密封圈21。滚子内环23上设置有宽度为0.2mm的细缝阵列。实际上,阵列孔的尺寸可以通过常规的表面张力实验和离心测试来确定,并不以实施例中的具体尺寸为限,只需要满足在滚子内环23静止状态下内部清洗液能够依靠表面张力不渗漏,而在滚子内环23转动时内部清洗液能够借助于离心作用从孔中渗出至清洗圈24上即可。步进电机8和主动端下连杆12之间设有一个和打印台组件上的齿条28相啮合的齿轮9,齿轮9的内孔与下轴19截面一致,齿轮9通过内孔与下轴19配合实现固连。
如图4、图8所示,刮板10下端设有铲状尖端,用于贴紧在热床1上铲起废料,刮板10下部和上部设有一对平行的通孔,分别与一根光杆配合,本实施例中光杆分为上光杆30-1和下光杆30-2。上下光杆30-1、30-2露出的两端分别与一对上连杆11与一对下连杆12的对应孔配合,上连杆11的另一个孔与滚珠轴承27外圈配合,滚珠轴承27的内孔又与擦洗模块中的上轴13配合。下连杆12的另一个孔内表面具有较高的表面粗糙度,并与摩擦环17的外圈配合,两个环面间可产生相对滑动。
摩擦环17的内圈具有一方形凸起,摩擦环17通过此凸起与单向轴承15的外圈固连,单向轴承套16的外圈具有同样的方形凸起,单向轴承套16通过此凸起与单向轴承15的内圈固连。进一步的,单向轴承套16的内孔截面与下轴19截面一致,单向轴承套16由此与擦洗模块中的下轴19配合并固连。当步进电机8正转,清洗组件沿导轨从远离废料池一端向靠近废料池一端移动时,单向轴承15锁死,当步进电机8反转,清洗组件返回原始位置时,单向轴承15松开。
上连杆11、下连杆12、刮板10与上轴13和下轴19的连线构成一个平行四边形机构,刮板10可在上连杆11与下连杆12的转动带动下实现上升下降。挡板26通过一组卡扣安装在擦洗模块中的上轴13上,起到防止清洗液甩出的作用。
其中,在刮板10的后侧对称的设有一对槽口,槽口处的光杆裸露在外,对应的,在挡板26的对应位置也设有一对槽口,以方便拉力弹簧33的通过,拉力弹簧33的两端分别钩住刮板10后侧槽口处裸露的下光杆30-2以及挡板26上槽口对应位置裸露的上轴13,一对拉力弹簧33起到当摩擦环17与下连杆12之间的摩擦力消失时提起刮板10的作用。
工作状态下,通过步进电机8的正向转动同时实现如下三个动作:
(1)步进电机8带动下轴19正向转动,单向轴承15此时锁死使得自身的外圈随内圈同步转动,带动摩擦环17正向转动与下连杆12之间产生静摩擦,从而驱动下连杆12克服拉力弹簧33的拉力带动刮板10下移至紧贴热床1的上表面;随后,摩擦环17与下连杆12之间由静摩擦变为滑动摩擦,持续下压刮板10确保刮板10持续紧贴热床1。
(2)下轴19带动滚子内环23正向转动,从而借助离心力使清洗液从阵列孔中渗出至清洗圈24上。
(3)齿轮9正向转动,在齿条28的限制下,使得擦洗模块和刮板模块一同随主动端滑块5-1沿主动端导轨3-1滑动前进,从而带动刮板10和清洗圈24分别对热床1进行刮、擦。
而当步进电机8反向转动时,同时实现如下三个动作:
(1)步进电机8带动下轴19反向转动,单向轴承15此时解锁使得自身的外圈和内圈能够自由转动,摩擦环17与下连杆12之间的摩擦力解除,拉力弹簧33的拉力带动刮板10上升至离开热床1的上表面;
(2)下轴19带动滚子内环23反向转动,从而借助离心力使清洗液从阵列孔中渗出至清洗圈24上;
(3)齿轮9转动,在齿条28的限制下,使得擦洗模块和刮板模块一同随主动端滑块5-1沿主动端导轨3-1滑动后退,从而带动清洗圈24对热床1进行擦洗。
因此,本发明能够在一次前进过程中同时进行刮、喷、擦三个操作,而在一次后退过程中同时进行喷、擦两个动作,从而在一次往复过程中对热床1刮一次,喷、擦各两次,模仿人工清洗操作实现自动化清洗。
本领域的技术人员容易理解,以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种软材料3D打印平台清洗装置,包括打印台组件和清洗组件,其特征在于:
所述打印台组件包括热床(1)以及设置与热床(1)主动端的主动端导轨(3-1)、主动端滑块(5-1)和齿条(28);
所述清洗组件包括擦洗模块、刮板模块;
擦洗模块包括清洗圈(24)、滚子内环(23)、上轴(13)、下轴(19)、步进电机(8)、齿轮(9);刮板模块包括上连杆(11)、下连杆(12)、上光杆(30-1)、下光杆(30-2)、拉力弹簧(33)、刮板(10)、单向轴承(15)、摩擦环(17);
刮板(10)上部通过上光杆(30-1)与上连杆(11)一端枢接,上连杆(11)另一端与上轴(13)枢接;刮板(10)下部通过下光杆(30-2)与下连杆(12)一端枢接,下连杆(12)另一端设有表面粗糙的安装孔,以与摩擦环(17)摩擦配合;摩擦环(17)固定于单向轴承(15)的外圈上,单向轴承(15)的内圈固定于下轴(19)上;从而以上轴(13)、下轴(19)、上光杆(30-1)、下光杆(30-2)为枢接轴,将上连杆(11)、下连杆(12)及刮板(10)连接成平行四边形机构;拉力弹簧(33)的两端分别连接刮板(10)和上轴(13);
清洗圈(24)套在滚子内环(23)外侧,滚子内环(23)两端密封且预留有用于添加清洗液的通孔;下轴(19)穿过滚子内环(23)并与滚子内环(23)固定;步进电机(8)的输出轴连接下轴(19)的主动端,且步进电机(8)的输出轴或下轴(19)上设置与齿条(28)啮合的齿轮(9);步进电机(8)、上轴(13)、下轴(19)直接和/或间接固定在主动端滑块(5-1)上,以使擦洗模块、刮板模块随主动端滑块(5-1)一同沿主动端导轨(3-1)移动;
滚子内环(23)圆周面上设有阵列排布的孔,每个孔的尺寸配置为在滚子内环(23)静止状态下内部清洗液依靠表面张力不渗漏,而在滚子内环(23)转动时借助于离心作用从孔中渗出至清洗圈(24)上。
2.如权利要求1所述的一种软材料3D打印平台清洗装置,其特征在于,所述打印台组件还包括底板(34)、从动端导轨(3-2)和从动端滑块(5-2);其中热床(1)、主动端导轨(3-1)、从动端导轨(3-2)均与底板(34)固连,主动端导轨(3-1)、从动端导轨(3-2)分置于热床(1)的主动端和从动端;主动端导轨(3-1)、从动端导轨(3-2)分别与主动端滑块(5-1)、从动端滑块(5-2)配合;齿条(28)安装于底板(34)的主动端。
3.如权利要求2所述的一种软材料3D打印平台清洗装置,其特征在于,擦洗模块还包括电机上支板(6)、光轴座(7)、从动端轴座(29)和联轴器(14);
下轴(19)的主动端和从动端位于滚子内环(23)外部;上轴(13)和下轴(19)的从动端分别设于从动端轴座(29)上,上轴(13)的主动端与光轴座(7)配合,下轴(19)的主动端通过联轴器(14)与步进电机(8)的输出轴固连;步进电机(8)固定于主动端滑块(5-1)上,电机上支板(6)固定于步进电机(8)上,光轴座(7)固定于电机上支板(6)上;从动端轴座(29)固定于从动端滑块(5-2)上。
4.如权利要求3所述的一种软材料3D打印平台清洗装置,其特征在于,刮板模块还包括单向轴承套(16)、滚珠轴承(27)和挡板(26);
上连杆(11)通过滚珠轴承(27)与上轴(13)配合;单向轴承套(16)与单向轴承(15)的内圈固连,单向轴承套(16)与擦洗模块中的下轴(19)配合并固连。
5.如权利要求1~4任一项所述的一种软材料3D打印平台清洗装置,其特征在于,擦洗模块还包括滚子端盖(18)、带孔滚子端盖(32)、注料塞(31)、端盖内环密封圈(20)和滚子内环密封圈(21);
滚子端盖(18)与带孔滚子端盖(32)通过内孔分别与下轴(19)配合并实现固连,在滚子端盖(18)与带孔滚子端盖(32)内侧与下轴(19)间分别套有端盖内环密封圈(20);其中,滚子端盖(18)置于主动端,带孔滚子端盖(32)置于从动端,带孔滚子端盖(32)的端面上设有用于添加清洗液的通孔,并用注料塞(31)塞住;
滚子端盖(18)、带孔滚子端盖(32)分别与滚子内环(23)两端固连;在滚子端盖(18)与滚子内环(23)以及带孔滚子端盖(32)与滚子内环(23)间各设有一个滚子内环密封圈(21)。
6.如权利要求1~4任一项所述的一种软材料3D打印平台清洗装置,其特征在于,所述阵列孔是宽度为0.2mm的细缝阵列。
7.如权利要求1~4任一项所述的一种软材料3D打印平台清洗装置,其特征在于,所述刮板模块还包括挡板(26);挡板(26)安装在上轴(13)上,且与刮板(10)位于滚子内环(23)两侧;在刮板(10)的后侧对称的设有一对第一槽口,下轴(19)裸露于第一槽口中;在挡板(26)的对应位置设有一对第二槽口,上轴(13)裸露于第二槽口中;一对拉力弹簧(33)的两端分别对应钩住第一槽口内裸露的下轴(19)相应部位,以及第二槽口内裸露的上轴(13)相应部位。
8.如权利要求1~4任一项所述的一种软材料3D打印平台清洗装置,其特征在于,刮板(10)垂直于热床(1)布置,且刮板(10)下端设有铲状尖端。
9.如权利要求1~4任一项所述的一种软材料3D打印平台清洗装置,其特征在于,还包括废料池(2),废料池(2)置于底板(34)前部且与底板(34)通过楔形结构配合。
10.如权利要求1~4任一项所述的一种软材料3D打印平台清洗装置,其特征在于,打印台底板(34)的四个角上各设有一个调平支脚。
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