CN112454893B - 3d打印成型舱钢带密封结构和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种3D打印成型舱钢带密封结构和方法，该结构包括成型基板、基板支座、侧板、发条动力机构，成型基板固定于基板支座上，成型基板与侧板内侧配合，侧板上设有滑槽，滑槽覆有钢带，钢带两边与侧板贴合形成密封，钢带上端通过压板固定在侧板上，下端与发条动力机构联接，钢带位于基板下方的部分卷设于发条动力机构上，发条动力机构固定于基板支座上。采用本发明，悬臂对成型基板提供升降力的传递没有阻隔，便于控制；钢带变形有规律，密封效果好；钢带所受的拉紧力随着成型基板所处的位置而变化，大大减小了钢带磨损，提高了钢带的寿命，降低了维护成本；维护时，直接替换发条动力机构和钢带即可，维护简单。

Description

3D打印成型舱钢带密封结构和方法
技术领域
本发明涉及3D打印设备技术领域，具体涉及一种3D打印成型舱升降机构的密封结构和方法。
背景技术
3D打印技术是基于离散-堆积原理，由零件三维数据驱动直接制造零件的技术。此技术可制造传统机械加工无法实现的形状结构及复杂的零件，与智能制造并称为未来制造业的重点发展方向。3D打印设备的成型舱体成型平台在工作过程中需要进行升降运动，对于小型的3D打印设备，一般采用活塞式升降机构，即在成型平台下方设置液压缸等升降机构，这种结构不存在升降机构与成型舱的密封问题，但仅适用于小型设备，且会造成设备体积大、成本高和难以维护和装配的问题。而对于大型3D打印设备，由于成型平台行程大，需要在侧壁上开设滑槽，在滑槽内设置悬臂支撑成型平台的升降运动。因此，在设计中还要保持升降驱动机构与成型舱之间的密封效果，才能保证制造过程中设备的密闭性和稳定性，防止因为材料泄露的原因对设备造成损坏，同时保证产品成型质量。现在一般采用两种密封结构：
(1)旋转式钢带密封结构，即，在成型舱侧板的上部和下部设置导辊，钢带的两端套设于导辊上，成型平台与钢带固定，随着钢带的转动而做升降运动。这种方法在长期使用使钢带两边磨损严重，设备升降时容易出现泄漏现象，且不利于更换和维修。
(2)两端固定式钢带密封结构，即，将钢带两端固定，悬臂挤压钢带，使钢带向内侧凸起，从而支撑成型平台做升降运动。采用这种方法钢带所受的载荷较大，磨损严重，所以钢带失效频率较高，维护成本大，且由于钢带阻隔，升降动力较难控制。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种3D打印成型舱钢带密封结构和方法。
本发明通过以下技术方案得以实现。
本发明提供了一种3D打印成型舱钢带密封结构，包括成型基板、基板支座、侧板、发条动力机构，所述成型基板固定于基板支座上，成型基板与侧板内侧配合，侧板上沿竖向贯穿地设有滑槽，侧板内侧沿着滑槽覆有钢带，钢带两边与侧板贴合形成密封，钢带上端通过压板固定在侧板上，下端与发条动力机构联接，钢带位于基板下方的部分卷设于发条动力机构上，发条动力机构固定于基板支座上。
所述发条动力机构包括安装轴、安装座、发条，安装轴的两端与安装座连接，且至少一端固定在安装座上，发条固定于安装轴中部，发条上套有套筒，发条两端设有压盖，压盖与套筒固定连接，压盖与安装轴通过轴承B联接。
所述压盖与轴承B之间为过盈配合，压盖与套筒之间为过盈配合，轴承B与安装轴之间为过盈配合。
所述压盖远离发条的一端设有轴承槽，轴承B设于轴承槽内。
所述安装轴两端与安装座之间通过轴承A连接。
所述轴承A与安装轴之间为过盈配合，轴承A与安装座之间为过盈配合。
所述安装轴的一端设有盘形结构，盘形结构与安装座通过螺钉固定。
所述侧板上对应钢带设有长槽。
所述长槽内还设有磁条，磁条位于滑槽的两边，钢带为导磁性钢带。
所述压板与侧板之间通过沉头螺钉连接，侧板上还对应压板设有凹槽。
本发明还提供了一种3D打印成型舱钢带密封方法，包括：
钢带预贴合拉紧，在3D打印成型舱的侧板内侧沿着滑槽覆上钢带，钢带的上端贴合并固定在侧板上，从钢带下端基于钢带一定的预收卷力，预收卷力对钢带提供了拉紧力，预收卷力的动力源设于成型基板下方并与成型基板的相对位置固定，成型基板的边缘压紧钢带，使钢带贴合在侧板上；
基板运行，在成型基板的下方直接将悬臂伸入滑槽，为基板提供升降动力，当成型基板上升时，预收卷力释放，从下至上将钢带收卷，当成型基板运动至最上面的位置时预收卷力仍能对钢带提供拉紧力，当成型基板下降时，钢带释放，并被成型基板由上而下压紧贴合在侧板上，同时预收卷力蓄能；
预收卷力变化，当成型基板处于上方时，起密封作用的钢带较短，钢带密封所需要的拉紧力较小，预收卷力小，当成型基板处于下方时，起密封作用的钢带较长，钢带密封所需要的拉紧力对应较大，预收卷力大，预收卷力由大到小或有小到大的变化过程是连续的。
所述预收卷力是由发条提供的，发条外部设有卷筒，钢带收卷时收卷到卷筒上。
本发明的有益效果在于：
与现有技术相比，本发明具有如下优点：(1)悬臂可直接伸入滑槽，提供成型基板的升降动力，升降力的传递没有阻隔，便于控制；(2)钢带变形尺度小，且钢带变形有规律，不影响对钢带与侧板的贴合效果，密封效果好；(3)钢带所受的拉紧力随着成型基板所处的位置而变化，可随时适应钢带密封所需要的拉紧力，大大减小了钢带磨损，提高了钢带的寿命，降低了维护成本；(4)维护时，直接替换发条动力机构和钢带即可，维护简单。
附图说明
图1是本发明的3D打印成型舱的结构示意图；
图2是图1的A-A向剖视图；
图3是本发明的发条动力机构的结构示意图；
图4是本发明的发条动力机构的立体示意图。
图中：1-成型基板；2-基板支座；3-侧板；4-滑槽；5-钢带；6-压板；7-发条动力机构；8-安装轴；9-轴承A；10-安装座；11-发条；12-套筒；13-压盖；14-轴承B；15-轴承槽；16-长槽；17-磁条；20-悬臂。
具体实施方式
下面进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。
如图1-4所示为本发明的结构示意图：
本发明提供了一种3D打印成型舱钢带密封结构，包括成型基板1、基板支座2、侧板3、发条动力机构7，所述成型基板1固定于基板支座2上，成型基板1与侧板3内侧配合，侧板3上沿竖向贯穿地设有滑槽4，侧板3内侧沿着滑槽4覆有钢带5，钢带5两边与侧板3贴合形成密封，钢带5上端通过压板6固定在侧板3上，下端与发条动力机构7联接，钢带5位于基板下方的部分卷设于发条动力机构7上，发条动力机构7固定于基板支座2上。
工作原理：升降机构的悬臂20可直接伸入滑槽4，与基板支座2连接，提供成型基板1的升降动力。发条动力机构7的收卷力将钢带5拉紧，成型基板1边缘将钢带5压合在侧板3上，使成型基板1上方部分的钢带5贴合在侧板3上，形成密封。成型基板1上升时，发条动力机构7将钢带5收卷，成型基板1上方的钢带5仍然处于绷直状态；成型基板1下降时，下降的拉力将钢带5拉出，成型基板1从上至下“抹”过钢带5，使钢带5贴合在侧板3上。当成型基板1处于上方时，起密封作用的钢带5较短，钢带5密封所需要的拉紧力较小，此时由于钢带5的收卷，发条动力机构7的部分力被释放，提供给钢带5的拉力减小；当成型基板1处于下方时，起密封作用的钢带5较长，钢带5密封所需要的拉紧力对应较大，此时由于钢带5拉出，发条动力机构7储存了更大的力，提供给钢带5的拉力增大。安装时，需要预调节发条动力机构7，使得当成型基板1处于最上位置时，发条动力机构7仍具有一定的收卷力，以拉紧钢带5。
与现有技术相比，本发明具有如下优点：(1)悬臂20可直接伸入滑槽4，提供成型基板1的升降动力，升降力的传递没有阻隔，便于控制；(2)钢带5变形尺度小，且钢带5变形有规律，不影响对钢带5与侧板3的贴合效果，密封效果好；(3)钢带5所受的拉紧力随着成型基板1所处的位置而变化，可随时适应钢带5密封所需要的拉紧力，大大减小了钢带5磨损，提高了钢带5的寿命，降低了维护成本；(4)维护时，直接替换发条动力机构7和钢带5即可，维护简单。
所述发条动力机构7包括安装轴8、安装座10、发条11，安装轴8的两端与安装座10连接，且至少一端固定在安装座10上，发条11固定于安装轴8中部，发条11上套有套筒12，发条11两端设有压盖13，压盖13与套筒12固定连接，压盖13与安装轴8通过轴承B14联接。套筒12相对于轴转动，可使发条11储能或释放能量。压盖13随着套筒12转动，使得套筒12两端运动路径一致，避免套筒12运动过程中出现歪斜，保证了钢带5的位置精度。
所述压盖13与轴承B14之间为过盈配合，压盖13与套筒12之间为过盈配合，轴承B14与安装轴8之间为过盈配合。通过轴承B14保证了压盖13、套筒12的转动流畅，消除了套筒12两端的径向运动间隙，确保了套筒12的运动精度，另外，通过该设置，固定了套筒12的轴向位置，进一步提高了钢带5的位置精度。
所述压盖13远离发条11的一端设有轴承槽15，轴承B14设于轴承槽15内。轴承B14与压盖13直接对套筒12两端的径向运动进行限制，进一步提高了运动精度，且便于对轴承定位，安装方便。
所述安装轴8两端与安装座10之间通过轴承A9连接。通过轴承A9限制安装轴8的径向运动，确保了钢带5稳定的同时，降低了轴径与安装座10孔径的关系的要求，从而降低了制造、安装难度。
所述轴承A9与安装轴8之间为过盈配合，轴承A9与安装座10之间为过盈配合。进一步提高了安装轴8与安装座10之间的径向固定和轴向定位的稳定性。
所述安装轴8的一端设有盘形结构，盘形结构与安装座10通过螺钉固定。使得安装轴8的一端固定在安装座10上，防止安装轴8转动使发条11卸力；通过螺钉连接，拆装方便。
所述侧板3上对应钢带5设有长槽16。使得钢带5贴合侧板3后与侧板3平齐，提高了密封效果。
所述长槽16内还设有磁条17，磁条17位于滑槽4的两边，钢带5为导磁性钢带5。通过磁条17吸附钢带5，避免钢带5与侧板3之间出现缝隙，提高了密封效果。
所述压板6与侧板3之间通过沉头螺钉连接，侧板3上还对应压板6设有凹槽。使得钢带5上端嵌入侧板3，从而给钢带5提供了一定的压紧力，提高密封效果，同时避免压板上有凸起结构，使侧板内壁平滑。
作为本领域公知常识，成型平台边缘设有密封结构，密封结构与侧板3内侧接触。
所述密封结构为牛筋密封条。密封效果好，受钢带5挤压时变形很小，不影响密封。
本发明还提供了一种3D打印成型舱钢带密封方法，包括：
钢带5预贴合拉紧，在3D打印成型舱的侧板3内侧沿着滑槽4覆上钢带5，钢带5的上端贴合并固定在侧板3上，从钢带5下端基于钢带5一定的预收卷力，预收卷力对钢带5提供了拉紧力，预收卷力的动力源设于成型基板1下方并与成型基板1的相对位置固定，成型基板1的边缘压紧钢带5，使钢带5贴合在侧板3上；
基板运行，在成型基板1的下方直接将悬臂20伸入滑槽4，为基板提供升降动力，当成型基板1上升时，预收卷力释放，从下至上将钢带5收卷，当成型基板1运动至最上面的位置时预收卷力仍能对钢带5提供拉紧力，当成型基板1下降时，钢带5释放，并被成型基板1由上而下压紧贴合在侧板3上，同时预收卷力蓄能；
预收卷力变化，当成型基板1处于上方时，起密封作用的钢带5较短，钢带5密封所需要的拉紧力较小，预收卷力小，当成型基板1处于下方时，起密封作用的钢带5较长，钢带5密封所需要的拉紧力对应较大，预收卷力大，预收卷力由大到小或有小到大的变化过程是连续的。
所述预收卷力是由发条11提供的，发条11外部设有卷筒，钢带5收卷时收卷到卷筒上。

Claims (10)

1.一种3D打印成型舱钢带密封结构，其特征在于：包括成型基板(1)、基板支座(2)、侧板(3)、发条动力机构(7)，所述成型基板(1)固定于基板支座(2)上，成型基板(1)与侧板(3)内侧配合，侧板(3)上沿竖向贯穿地设有滑槽(4)，侧板(3)内侧沿着滑槽(4)覆有钢带(5)，钢带(5)两边与侧板(3)贴合形成密封，钢带(5)上端通过压板(6)固定在侧板(3)上，下端与发条动力机构(7)联接，钢带(5)位于成型基板(1)下方的部分卷设于发条动力机构(7)上，发条动力机构(7)固定于基板支座(2)上；
所述压板(6)与侧板(3)之间通过沉头螺钉连接，侧板(3)上还对应压板(6)设有凹槽。
2.如权利要求1所述的3D打印成型舱钢带密封结构，其特征在于：所述发条动力机构(7)包括安装轴(8)、安装座(10)、发条(11)，安装轴(8)的两端与安装座(10)连接，且至少一端固定在安装座(10)上，发条(11)固定于安装轴(8)中部，发条(11)上套有套筒(12)，发条(11)两端设有压盖(13)，压盖(13)与套筒(12)固定连接，压盖(13)与安装轴(8)通过轴承B(14)联接。
3.如权利要求2所述的3D打印成型舱钢带密封结构，其特征在于：所述压盖(13)与轴承B(14)之间为过盈配合，压盖(13)与套筒(12)之间为过盈配合，轴承B(14)与安装轴(8)之间为过盈配合。
4.如权利要求2所述的3D打印成型舱钢带密封结构，其特征在于：所述压盖(13)远离发条(11)的一端设有轴承槽(15)，轴承B(14)设于轴承槽(15)内。
5.如权利要求2所述的3D打印成型舱钢带密封结构，其特征在于：所述安装轴(8)两端与安装座(10)之间通过轴承A(9)连接。
6.如权利要求5所述的3D打印成型舱钢带密封结构，其特征在于：所述轴承A(9)与安装轴(8)之间为过盈配合，轴承A(9)与安装座(10)之间为过盈配合。
7.如权利要求2所述的3D打印成型舱钢带密封结构，其特征在于：所述安装轴(8)的一端设有盘形结构，盘形结构与安装座(10)通过螺钉固定。
8.如权利要求1所述的3D打印成型舱钢带密封结构，其特征在于：所述侧板(3)上对应钢带(5)设有长槽(16)。
9.如权利要求8所述的3D打印成型舱钢带密封结构，其特征在于：所述长槽(16)内还设有磁条(17)，磁条(17)位于滑槽(4)的两边，钢带(5)为导磁性钢带(5)。
10.一种3D打印成型舱钢带密封方法，其特征在于：包括：
钢带(5)预贴合拉紧，在3D打印成型舱的侧板(3)内侧沿着滑槽(4)覆上钢带(5)，钢带(5)的上端贴合并固定在侧板(3)上，从钢带(5)下端基于钢带(5)一定的预收卷力，预收卷力对钢带(5)提供了拉紧力，预收卷力的动力源设于成型基板(1)下方并与成型基板(1)的相对位置固定，成型基板(1)的边缘压紧钢带(5)，使钢带(5)贴合在侧板(3)上；
基板运行，在成型基板(1)的下方直接将悬臂(20)伸入滑槽(4)，为基板提供升降动力，当成型基板(1)上升时，预收卷力释放，从下至上将钢带(5)收卷，当成型基板(1)运动至最上面的位置时预收卷力仍能对钢带(5)提供拉紧力，当成型基板(1)下降时，钢带(5)释放，并被成型基板(1)由上而下压紧贴合在侧板(3)上，同时预收卷力被储存；
预收卷力变化，当成型基板(1)处于上方时，起密封作用的钢带(5)较短，钢带(5)密封所需要的拉紧力较小，预收卷力小，当成型基板(1)处于下方时，起密封作用的钢带(5)较长，钢带(5)密封所需要的拉紧力对应较大，预收卷力大，预收卷力由大到小或由小到大的变化过程是连续的。
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