CN111940736A - 一种3d打印机金属重件成形缸 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种3D打印机金属重件成形缸，由扎箍框和置于扎箍框腹腔内的第一缸板、第二缸板、第三缸板和第四缸板构成，扎箍框的扎箍片在水平面内是板状结构，所以，在水平方向能够承受更大的载荷，以至于尺寸增加到足够大时，仍然具有很强的抗变形能力；另外，矩形孔的加工面积小、加工工艺性好，制造成本低，极易获得高精度；同时，各缸板间紧密贴合，各缸板背面能够紧贴扎箍片的内面，因此，不漏粉，不变形，刚性高，稳定性好。

Description

一种3D打印机金属重件成形缸

技术领域

本发明涉及增材制造领域，尤其涉及一种3D打印机重件成形缸。

背景技术

采用不同的材料、或不同的成型工艺，3D打印机的结构和原理也有所不同，逐层铺粉烧结成型、或逐层铺粉固化成型的3D打印机，是目前结构较为成熟的3D打印机之一，包括金属粉和非金属粉3D打印机，这类打印机，通常其成形缸为圆形、或矩形截面的桶状结构，如图1所示，圆形截面的成形缸称为圆形成形缸，矩形截面的成形缸称为矩形成形缸，目前公知的矩形成形缸有整体型和组装型两种结构形式，如图2所示。一般圆形成形缸、整体型矩形成形缸多用于较小、较轻零件的3D打印设备，大多零件尺寸(长×宽×高)＜300×300×300mm、零件重量＜100kg；组装型矩形成形缸多用于较大零件的非金属3D打印设备，一般零件尺寸(长×宽×高)＞300×300×300mm、零件重量＜100kg，原因是大尺寸成形缸的刚度较差。而对于金属零件，当零件尺寸(长×宽×高)＞300×300×300mm、零件重量＞100kg时，由于零件尺寸、重量加大，所以粉末对成形缸的作用负荷也急剧加大，使成形缸缸壁严重变形，因此，当前结构的成形缸不能满足金属重件打印设备的要求。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明实施例提供一种3D打印机金属重件成形缸；3D打印机金属重件成形缸由扎箍框和置于扎箍框腹腔内的第一缸板、第二缸板、第三缸板和第四缸板构成；如图所示，所述扎箍框至少包括2片扎箍片，扎箍片中间设有矩形孔，上下片扎箍片之间隔有前立板和后立板，前立板与后立板组合为T形结构，前立板和后立板的组合在每一层至少有4组，各组分散布置，前立板的前面与扎箍片矩形孔靠近的孔侧面平行，并且，前立板的前面与扎箍片矩形孔的孔侧面保留1～3mm的距离，扎箍片与前立板、后立板通过螺钉固装、或焊接成整体框架结构；所述第一缸板、第二缸板、第三缸板和第四缸板通过首尾依次相接的方式固定装配，具体：第一缸板的前端面紧贴在第二缸板尾端的内面、第二缸板的前端面紧贴在第三缸板尾端的内面、第三缸板的前端面紧贴在第四缸板尾端的内面、第四缸板的前端面紧贴在第一缸板尾端的内面。

优选地，扎箍片是板状结构，整体板材切割、再二次加工而成，为整体结构，该结构强度高、刚性好，中部是矩形孔，矩形孔的四个角开有大于π/2弧度且小于3π/2弧度的圆弧缺口，圆弧缺口的半径为16～40mm；扎箍片四边的宽度和板厚根据成形缸的刚度需求和材料决定；圆弧缺口的作用有两点，一是避免应力集中；二是便于矩形孔的精加工。

优选地，第一缸板、第二缸板、第三缸板和第四缸板每块缸板的前端面上设有至少2个螺纹孔，第一缸板、第二缸板、第三缸板和第四缸板每块缸板尾端的外面设有至少2个螺钉沉孔，螺钉沉孔的数量、大小和位置分别与螺纹孔的数量、大小和位置相匹配，通过第二螺钉把第一缸板、第二缸板、第三缸板和第四缸板的首尾缝合紧固。

优选地，第一缸板、第二缸板、第三缸板和第四缸板的背面设有螺纹孔，扎箍框的前立板上设有螺钉沉孔，通过第一螺钉将第一缸板、第二缸板、第三缸板和第四缸板与扎箍框紧固，使每一块缸板都能够紧贴在扎箍片矩形孔的内面上，避免缸板变形，以保证金属重件成形缸精度和性能的稳定性。

优选地，在扎箍框1的下面设有钩板，钩板与最下端的扎箍片固定连接，每块缸板下方至少2件钩板，用于作为缸板的辅助支承。

本发明的有益效果是，该结构由扎箍框和缸板构成，扎箍框的扎箍片在水平面内是板状结构，所以，在水平方向能够承受更大的载荷；另外，矩形孔的加工面积小、加工工艺性好，制造成本低，极易获得高精度；同时，各缸板间紧密贴合，各缸板背面能够紧贴扎箍片的内面，因此，不漏粉，不变形，刚性高，稳定性好。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本发明。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见，对于本领域普通技术人员而言，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为现有技术提供的圆形成形缸、矩形成形缸示意图；

图2为现有技术提供的整体形成形缸、组装形成形缸示意图；

图3为本发明实施例提供的3D打印机金属重件成形缸示意图；

图4为本发明实施例提供的3D打印机金属重件成形缸扎箍框示意图；

图5为本发明实施例提供的重件成形缸缸板组装示意图；

图6为图5局部放大示意图；

图7为本发明实施例提供的金属重件成形缸缸板四角螺钉紧固示意图；

图8为图7局部放大示意图；

图9为本发明实施例提供的金属重件成形缸缸板背面螺钉紧固示意图；

图10为图9局部放大示意图；

图11为本发明实施例提供的金属重件成形缸扎箍片示意图；

图12为图11局部放大示意图；

图1-12中：1.扎箍框，2.第一缸板，3.第二缸板，4.第三缸板，5.第四缸板，6.第一螺钉，7.第二螺钉，101.扎箍片，102.前立板，103.后立板，104.钩板，1011.圆弧缺口。

具体实施方式

本发明实施例提供的一种3D打印机金属重件成形缸，如图3所示，3D打印机金属重件成形缸由扎箍框1和置于扎箍框1腹腔内的第一缸板2、第二缸板3、第三缸板4和第四缸板5构成；如图4所示，所述扎箍框1至少包括2片扎箍片101(图中为3片扎箍片)，扎箍片101中间设有矩形孔，上下片扎箍片101之间隔有前立板102和后立板103，前立板102与后立板103组合为T形结构，在具体实施过程中，前立板102和后立板103的组合在每一层至少有4组，各组分散布置，前立板102的前面与扎箍片101矩形孔靠近的孔侧面平行，并且，前立板102的前面与扎箍片101矩形孔的孔侧面保留1～3mm的距离，扎箍片101与前立板102、后立板103通过螺钉固装、或焊接成整体框架结构，该结构具有两个突出优势：一是由于扎箍片101在水平面内是板状结构，水平方向的刚性更高，所以，在水平任意方向都能够承受更大的载荷，包括中间的矩形孔、矩形孔各内面也能够承受大载荷，并且，扎箍片101的片数增多，承载能力也会叠加；二是扎箍框1中间的矩形孔仅仅由扎箍片101构成，矩形孔的加工面积小、加工工艺性好，制造成本低，可获得高精度。如图5、图6所示，所述第一缸板2、第二缸板3、第三缸板4和第四缸板5通过首尾依次相接的方式固定装配，具体：第一缸板2的前端面紧贴在第二缸板3尾端的内面、第二缸板3的前端面紧贴在第三缸板4尾端的内面、第三缸板4的前端面紧贴在第四缸板5尾端的内面、第四缸板5的前端面紧贴在第一缸板2尾端的内面，此种设计能够解决两个问题：一是各缸板间紧密贴合，不漏粉末；二是各缸板背面能够紧贴扎箍片101矩形孔的内面，刚性好，不变形，精度高；综上看出，该结构的金属重件成形缸刚性好、精度高、不漏粉、成本低。

在一种可能的实施例中，如图4、图11、图12所示，扎箍片101是板状结构，整体板材切割、再二次加工而成，为整体结构，该结构强度高、刚性好，中部是矩形孔，矩形孔的四个角开有大于π/2弧度且小于3π/2弧度的圆弧缺口1011。在具体实施过程中，圆弧缺口1011的半径为16～40mm；扎箍片101四边的宽度和板厚根据成形缸的刚度需求和材料决定。圆弧缺口1011的作用有两点，一是避免应力集中；二是便于矩形孔的精加工。

在具体实施过程中，如图7、图8所示，第一缸板2、第二缸板3、第三缸板4和第四缸板5每块缸板的前端面上设有至少2个螺纹孔，第一缸板2、第二缸板3、第三缸板4和第四缸板5每块缸板尾端的外面设有至少2个螺钉沉孔，螺钉沉孔的数量、大小和位置分别与螺纹孔的数量、大小和位置相匹配，通过第二螺钉7把第一缸板2、第二缸板3、第三缸板4和第四缸板5的首尾缝合紧固。

在具体实施过程中，如图9、图10所示，第一缸板2、第二缸板3、第三缸板4和第四缸板5的背面设有螺纹孔，扎箍框1的前立板102上设有螺钉沉孔，通过第一螺钉6将第一缸板2、第二缸板3、第三缸板4和第四缸板5与扎箍框1紧固，使每一块缸板都能够紧贴在扎箍片101矩形孔的内面上，避免缸板变形，以保证金属重件成形缸精度和性能的稳定性。

在一种可能的实施例中，如图4所示，在扎箍框1的下面设有钩板104，钩板104与最下端的扎箍片101固定连接，每块缸板下方至少2件钩板104，用于作为缸板的辅助支承。

本发明实施例提供的3D打印机重件成形缸系统，该结构由扎箍框和缸板构成，扎箍框的扎箍片在水平面内是板状结构，所以，在水平方向能够承受更大的载荷，以至于尺寸增加到足够大时，仍然具有很强的抗变形能力；另外，矩形孔的加工面积小、加工工艺性好，制造成本低，极易获得高精度；同时，各缸板间紧密贴合，各缸板背面能够紧贴扎箍片的内面，因此，不漏粉，不变形，刚性高，稳定性好。

本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种3D打印机金属重件成形缸，其特征在于，由扎箍框(1)和置于扎箍框(1)腹腔内的第一缸板(2)、第二缸板(3)、第三缸板(4)和第四缸板(5)构成，其中：

扎箍框(1)至少包括2片扎箍片(101)，扎箍片(101)中间设有矩形孔，扎箍片(101)与前立板(102)、后立板(103)通过螺钉固装、或焊接成整体框架结构；第一缸板(2)、第二缸板(3)、第三缸板(4)和第四缸板(5)通过首尾依次相接的方式固定装配，具体：第一缸板(2)的前端面紧贴在第二缸板(3)尾端的内面、第二缸板(3)的前端面紧贴在第三缸板(4)尾端的内面、第三缸板(4)的前端面紧贴在第四缸板(5)尾端的内面、第四缸板(5)的前端面紧贴在第一缸板(2)尾端的内面。

2.根据权利要求1所述的3D打印机金属重件成形缸，其特征在于，其扎箍片(101)是板状结构，扎箍片(101)为整体结构，其矩形孔的四个角开有大于π/2弧度且小于3π/2弧度的圆弧缺口(1011)。

3.根据权利要求1所述的3D打印机金属重件成形缸，其特征在于，第一缸板(2)、第二缸板(3)、第三缸板(4)和第四缸板(5)每块缸板的前端面上设有至少2个螺纹孔，第一缸板(2)、第二缸板(3)、第三缸板(4)和第四缸板(5)每块缸板尾端的外面设有至少2个螺钉沉孔。

4.根据权利要求1所述的3D打印机金属重件成形缸，其特征在于，第一缸板(2)、第二缸板(3)、第三缸板(4)和第四缸板(5)的背面设有螺纹孔，扎箍框(1)的前立板(102)上设有螺钉沉孔。

5.根据权利要求1所述的3D打印机金属重件成形缸，其特征在于，在扎箍框(1)的下面设有钩板(104)，钩板(104)与最下端的扎箍片(101)固定连接。

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