CN112477127A - 铺粉装置和3d打印机 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种铺粉装置和包括铺粉装置的3D打印机。所述的铺粉装置包括：主体机构、储粉机构、筛网机构、挡粉机构以及铺粉机构；所述筛网机构包括导向件、动筛网、静筛网以及筛网驱动件，所述导向件安装于所述储粉机构的下料口的两侧，所述动筛网连接所述导向件，所述静筛网围绕所述储粉机构的下料口安装，并靠近所述动筛网设置，所述筛网驱动件用于控制所述动筛网沿所述导向件的方向运动。所述铺粉装置和3D打印机其使用的粉料适应性广，能够实现提升下粉效率且保证下粉流畅性，可便于广泛适用于多种3D打印机。

Description

铺粉装置和3D打印机

技术领域

本发明涉及智能铸造技术领域，特别是涉及一种铺粉装置和3D打印机。

背景技术

目前3D打印机使用的常规铺粉装置主要有两种，一种是行星轮铺粉装置通过在圆柱面上开槽，行星轮旋转下粉，下粉量取决与槽子的大小和行星轮的转速，其优点在于控制精确，下粉均匀，缺点是制作精度高，不同粉料的差距大，需要重新制作，成本高，适合于小型设备，不适用于大型设备；在粉料潮湿的情况下容易引起下粉不畅的问题，进而影响打印过程的稳定性。另一种是震动铺粉装置，优点是下粉流畅，适用于大型设备，常用于颗粒较大、流动性较好的粉料(50-200目，例如粉子等)，对于大于200目的粉料(例如石膏等)，流动性差，尤其在混入固化剂以后完全没有流动性，震动铺粉机构由于粉料的越震越瓷实的特性，将会导致不下粉。两种结构设计对材料和设备都要比较严格的要求，进而限制了设备的研发和材料的通用性使用。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术中的3D打印机的铺粉装置对材料和设备要求较高无法实现通用性使用问题，提供一种材料适应性广、设备使用范围广的铺粉装置和3D打印机。

一种铺粉装置，所述的铺粉装置包括：主体机构、储粉机构、筛网机构、挡粉机构以及铺粉机构；所述主体机构包括主体安装座、支撑架以及主体，所述支撑架设置于所述主体安装座上，所述主体通过调节组件设置于所述支撑架上；所述储粉机构安装于所述主体上，用于盛放粉料；所述筛网机构包括导向件、动筛网、静筛网以及筛网驱动件，所述导向件安装于所述储粉机构的下料口的两侧，所述动筛网连接所述导向件，所述静筛网围绕所述储粉机构的下料口安装，并靠近所述动筛网设置，所述筛网驱动件安装于所述主体上，用于控制所述动筛网沿所述导向件的方向运动；所述挡粉机构包括挡粉驱动件、挡粉件以及挡粉条，所述挡粉驱动件安装于所述主体上，所述挡粉件与所述挡粉驱动件驱动连接，所述挡粉条与所述挡粉件连接，用于活动挡设所述动筛网或所述静筛网下粉；所述铺粉机构与所述主体连接，并靠近所述挡粉条设置，用于铺平粉面。

在其中一个实施例中，所述导向件包括安装座、安装槽体、导轨以及滑块，所述安装座连接于所述主体上，所述安装槽体通过所述安装座设置于所述储粉机构的下料口的两侧，所述导轨设置于所述安装槽体上，所述滑块活动安装于所述导轨上，所述动筛网连接于所述滑块上。

在其中一个实施例中，所述导轨包括若干分导轨，各所述分导轨均匀间隔设置于所述安装槽体内。

在其中一个实施例中，所述筛网机构还包括固定板与连接件，所述固定板与所述导向件连接，所述动筛网通过所述连接件安装于所述固定板上。

在其中一个实施例中，所述筛网驱动件包括偏心轮与筛网连接器，所述动筛网通过所述筛网连接器与所述偏心轮连接。

在其中一个实施例中，所述动筛网与所述静筛网的孔径不同。

在其中一个实施例中，所述动筛网或所述静筛网与所述储粉机构的储粉仓内活动设置有松粉件。

在其中一个实施例中，所述挡粉件包括支撑轴与旋转件，所述支撑轴与所述挡粉驱动件连接，所述旋转件通过轴承连接于所述支撑轴上，所述挡粉条连接于所述旋转件上。

在其中一个实施例中，所述挡粉驱动件包括气缸与气缸支撑座，所述气缸通过所述气缸支撑座安装于所述主体上。

一种3D打印机，包括上述任意一项实施例的所述铺粉装置。

上述铺粉装置和3D打印机，通过在主体机构100上设置筛网机构，其中筛网机构的动筛网在导向件的作用下能够实现左右方向摆动，从而实现与静筛网相互配合筛分控制下粉，从而实现提升下粉效率且保证下粉流畅性，根据下粉需求可灵活调整，从而可便于广泛适用于多种3D打印机。

附图说明

图1为一实施例的铺粉装置的立体结构示意图；

图2为一实施例的铺粉装置的局部结构示意图；

图3为另一实施例的铺粉装置的局部结构示意图；

图4为又一实施例的铺粉装置的局部结构示意图；

图5为一实施例的铺粉装置的另一视角的立体结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“顶部”、“底部”、“底端”、“顶端”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

在一实施方式中，一种铺粉装置，所述的铺粉装置包括：主体机构、储粉机构、筛网机构、挡粉机构以及铺粉机构；所述主体机构包括主体安装座、支撑架以及主体，所述支撑架设置于所述主体安装座上，所述主体通过调节组件设置于所述支撑架上；所述储粉机构安装于所述主体上，用于盛放粉料；所述筛网机构包括导向件、动筛网、静筛网以及筛网驱动件，所述导向件安装于所述储粉机构的下料口的两侧，所述动筛网连接所述导向件，所述静筛网围绕所述储粉机构的下料口安装，并靠近所述动筛网设置，所述筛网驱动件安装于所述主体上，用于控制所述动筛网沿所述导向件的方向运动；所述挡粉机构包括挡粉驱动件、挡粉件以及挡粉条，所述挡粉驱动件安装于所述主体上，所述挡粉件与所述挡粉驱动件驱动连接，所述挡粉条与所述挡粉件连接，用于活动挡设所述动筛网或所述静筛网下粉；所述铺粉机构与所述主体连接，并靠近所述挡粉条设置，用于铺平粉面。

在一实施方式中，一种3D打印机，包括铺粉装置，所述的铺粉装置包括：主体机构、储粉机构、筛网机构、挡粉机构以及铺粉机构；所述主体机构包括主体安装座、支撑架以及主体，所述支撑架设置于所述主体安装座上，所述主体通过调节组件设置于所述支撑架上；所述储粉机构安装于所述主体上，用于盛放粉料；所述筛网机构包括导向件、动筛网、静筛网以及筛网驱动件，所述导向件安装于所述储粉机构的下料口的两侧，所述动筛网连接所述导向件，所述静筛网围绕所述储粉机构的下料口安装，并靠近所述动筛网设置，所述筛网驱动件安装于所述主体上，用于控制所述动筛网沿所述导向件的方向运动；所述挡粉机构包括挡粉驱动件、挡粉件以及挡粉条，所述挡粉驱动件安装于所述主体上，所述挡粉件与所述挡粉驱动件驱动连接，所述挡粉条与所述挡粉件连接，用于活动挡设所述动筛网或所述静筛网下粉；所述铺粉机构与所述主体连接，并靠近所述挡粉条设置，用于铺平粉面。

上述铺粉装置和3D打印机，通过在主体机构上设置筛网机构，其中筛网机构的动筛网在导向件的作用下能够实现左右方向摆动，从而实现与静筛网相互配合筛分控制下粉，从而实现提升下粉效率丙保证下粉流畅性，根据下粉需求可灵活调整，从而可便于广泛适用于多种3D打印机。

下面结合具体实施例对所述铺粉装置进行说明，以进一步理解所述铺粉装置的发明构思。请参阅图1，一种铺粉装置10，所述的铺粉装置包括：主体机构100、储粉机构200、筛网机构300、挡粉机构400以及铺粉机构500；所述储粉机构200安装于所述主体机构100上，用于盛放粉料；所述筛网机构300安装于所述储粉机构200的下粉口，用于筛分控制下粉量；所述挡粉机构400活动安装于所述主体机构100上，用于挡设筛网机构300的下粉；所述铺粉机构与所述主体机构连接，用于铺平粉面。这样，盛放于储粉机构200的粉料通过筛网机构300的筛分下料，在挡粉机构400开启时，粉料落入到工作箱上，铺粉机构500将工作箱上的粉料刮平，从而实现筛分下料，在提升下粉效率的同时可保证下粉流畅性，从而可便于广泛适用于多种3D打印机。

在其中一实施例中，请一并参阅图2，主体机构100包括主体安装座110、支撑架120以及主体130，所述支撑架120设置于所述主体安装座110上，所述主体130通过调节组件140设置于所述支撑架120上。在其中一实施例中，所述调节组件140包括调节支撑141与调节螺栓142，所述调节支撑141夹持所述主体130，所述调节螺栓142穿设所述调节支撑141与所述支撑架120。这样，通过调整调节螺栓实现调节铺粉装置的铺粉角度。进一步地，所述主体安装座110与所述支撑架120之间还设置有高度调整垫片150。这样，通过高度调整垫片150调整铺粉面与打印头之间的距离。

在其中一实施例中，请一并参阅图3，所述储粉机构200包括紧固组件210与储粉仓220，所述储粉仓220通过所述紧固组件210安装于所述主体130上。进一步地，紧固组件210包括固定螺栓与支撑板，所述支撑板安装于主体的一侧，储粉仓220通过固定螺栓设置于支撑板背离主体的一侧。这样，实现利用固定螺栓和支撑板将储粉仓牢靠的连接在主体上，保证了储粉机构200的稳定性。其中，储粉仓设计成四周喇叭口机构，以避免粉料加到粉槽外部进而引起打印头拉粉，进而对打印头造成影响。

在其中一实施例中，请一并参阅图4，所述筛网机构300包括导向件310、动筛网320、静筛网330以及筛网驱动件340，所述导向件310安装于所述储粉机构200的下料口的两侧，所述动筛网320连接所述导向件310，所述静筛网330围绕所述储粉机构200的下料口安装，并靠近所述动筛网320设置，所述筛网驱动件340安装于所述主体上，用于控制所述动筛网320沿所述导向件的方向运动。这样，导向件310在启动筛网驱动件340控制动筛网320运动时提供运动导向作用，进一步通过动筛网320与静筛网330相互配合设置实现提升筛分下料的效率。可以理解的是，通过控制筛网驱动件340的振动频率及幅度，从而实现调整控制动筛网与静筛网的相互配合实现根据需求进行下料。这样铺粉装置可选择的铺粉材料适应性更广，对于粉料要求相对低，相应地对于设备尺寸使用范围要求更广、制作精度要求较低，有利于实现更大范围推广使用，克服当前3D打印技术领域中针对3D打印机的铺粉装置这一关键零部件的技术难题，这样的技术改进对于3D打印机的打印效率提升和广泛适用性具有显著进步。

在其中一实施例中，所述导向件310包括安装座311、安装槽体312、导轨313以及滑块314，所述安装座311连接于所述主体上，所述安装槽体312通过所述安装座311设置于所述储粉机构200的下料口的两侧，所述导轨313设置于所述安装槽体312上，所述滑块314活动安装于所述导轨313上，所述动筛网320连接于所述滑块314上。具体地，在储粉机构200的粉料仓的下料口的两侧分别安装一安装槽体312，两个相对设置的安装槽体312固定设置于安装座311上，安装座311设置于主体机构100上。这样可以保证安装槽体312的结构稳定性。进一步地，在相对设置的两个安装槽体312上分别安装导轨313，并在各安装槽体312内的导轨313上设置滑块314，动筛网320的两端分别与两个相对设置的安装槽体312内的导轨上滑块314连接。这样，当启动筛网驱动件340时，则动筛网320随滑块314沿导轨313运动，具体通过控制筛网驱动件340正反向运动，从而可实现控制动筛网320沿着导轨313进行往复筛分运动。

为了避免动筛网320沿导轨运动时卡死，在其中一实施例中，所述导轨313包括若干分导轨，各所述分导轨均匀间隔设置于所述安装槽体312内。具体地，导轨313的长度根据动筛网320需要的行程进行具体选择，原则是易短不易长，以免引起卡死。因此，在本实施例中为了增加行程长度的同时减少导轨长度以避免卡死，通过设置多个分导轨，从而保证各个导轨长度短，且能够满足整体行程长度，以避免动筛网320在较长行程范围内运动发生导轨运动卡死问题。需要说明的是，滑块的长度大于相邻分导轨的安装间隙。这样可有效保证滑块能够沿各段分导轨连续运动。

为了实现可靠将动筛网320安装于导向件上，在其中一实施例中，所述筛网机构还包括固定板350与连接件360，所述固定板350与所述导向件310连接，所述动筛网320通过所述连接件360安装于所述固定板350上。具体地，固定板350与滑块314连接，动筛网320通过连接件360安装于固定板350。在一优选实施例中，连接件360包括固定卡扣。这样，通过卡扣连接方式有利于快速将动筛网与导向件稳定连接。其中，固定板350与主体机构100相同均为钣金结构。

为了稳定实现控制动筛网320沿滑块运动方向运动，在其中一实施例中，所述筛网驱动件340包括偏心轮341与筛网连接器342，所述动筛网320通过所述筛网连接器342与所述偏心轮341连接。具体地，偏心轮341通过驱动电机343安装于主体机构100上，筛网连接器310将偏心轮341与动筛网320连接在一起，通过偏心产生位移量，实现在筛网驱动件340的带动动筛网320实现往复运动。

在其中一实施例中，所述动筛网320与所述静筛网330的孔径不同。需要说明的是，动筛网320与静筛网330的设置方式包括多种。其中一种方式：动筛网320设置在外部，静筛网330设置于内部；另外一种方式：动筛网320设置在内部，静筛网330设置于外部。为了流畅筛分，在其中一实施例中，内部设置的筛网孔径大于外部设置的筛网孔径。由于粉料首先会通过内部筛网，因此需要将内部筛网孔径设置较大，这样可将多数粉料通过内部筛网筛分，然后通过内部筛网的粉料再通过外部筛网进行细分筛选，从而有效实现控制粉料下落以满足铺粉需要。

进一步地为了保障下粉顺畅性，在其中一实施例中，所述动筛网320或所述静筛网330与所述储粉机构200的储粉仓内活动设置有松粉件(图略)。由于松粉件需要在相对封闭的储粉机构200的储粉仓内进行松动粉料，因此针对不同结构的铺粉装置，当动筛网设置于内部时，则其与储粉仓形成相对封闭空间，此时将松粉件设置于动筛网与储粉仓形成的空间内；同理，当将静筛网330设置于内部时，则静筛网330与储粉仓形成相对封闭空间，此时将松粉件设置于静筛网与储粉仓形成的空间内。具体地，松粉件包括弹簧或弹性球。需要强调的是，松粉件的结构可以多种，任何能够实现松动粉料的结构均可，不限于上述实施例提到的机构。

需要说明的是，所述导向件310的结构可以包括多种，只要能够实现控制动筛网320沿一定方向运动使得动筛网320与静筛网330相互错位筛分，使得粉料均匀快速下落的任何导向作用的机构部件均可作为本申请的导向件，不局限于上述实施例的导向件，在本申请中对导向件不做具体限制。

在其中一实施例中，请一并参阅图5，所述挡粉机构400包括挡粉驱动件410、挡粉件420以及挡粉条430，所述挡粉驱动件410安装于所述主体上，所述挡粉件420与所述挡粉驱动件410驱动连接，所述挡粉条430与所述挡粉件420连接，用于活动挡设所述动筛网320或所述静筛网330下粉。具体地，挡粉驱动件410包括气缸支撑座和气缸，气缸支撑座设置于主体130上，气缸安装于气缸支撑座上。具体地，挡粉件420包括旋转部以及相互配合设置的支撑轴与轴承，旋转部通过轴承安装于支撑轴上，且旋转部的一端与气缸的驱动轴连接。这样，通过气缸启动实现带动旋转部沿支撑轴转动。进一步地，挡粉条430安装于旋转部的另一端。这样通过启动气缸后，带动旋转部转动，从而实现带动挡粉条430前后转动，从而实现控制动筛网320与静筛网330下粉。进一步地，所述铺粉机构500与主体连接，并靠近所述挡粉条430设置，用于铺平粉面。具体地，铺粉机构500设置于挡粉条430的底部，这样当挡粉条移动打开后，则粉料下落后可通过铺粉机构500进行刮平。其中关于铺粉机构500的具体结构可参见相关3D打印机的铺粉机构的结构，在本实施例中不做详细说明。

在其中一实施例中，所述铺粉装置还包括加热机构，所述加热机构设置于所述主体机构上，用于加热粉料。具体地，所述加热机构设置于所述主体机构的主体上。其中，加热机构可根据实际需要选择安装。

在其中一实施例中，所述铺粉装置的工作过程如下：

第一步：控制气缸缩回至最小位置，挡粉条位于动筛网的正下方，挡住动筛网的下粉孔；此时在设备固定的加粉位置，通过其他结构将储粉仓加满所需粉料，设备做好铺粉准备。

第二步：铺粉装置运行到铺粉开始边缘，挡粉条通过气缸伸长至最大位置而打开，动筛网的底部完全敞开，此时铺粉装置开始沿着铺粉方向运动；此时，筛网驱动件带动偏心轮旋转，产生往复位移量，通过筛网连接器将往复位移量传递给动筛网实现往复运动，进而使得储粉仓内的粉料持续向下落到铺粉面上，再通过后面的铺粉机构铺平粉料。

第三步：接近铺粉结束位，筛网驱动件根据前部剩余粉量提前停止驱动，消耗剩余粉，气缸再次缩回至最小位置，挡粉条位于动筛网的正下方，挡住动筛网的下粉孔(如果粉料足以撑住自身不掉落，此步骤可省略)。

第四步：重复第二步和第三步，直至粉料到达制定打印层数，再次开到加粉位，重复第一步。

需要说明的是，在此过程中动筛网和静筛网的目数根据需要打印的材料进行选配，筛网驱动件的转速也可以根据实际需要的粉量进行调节。

上述铺粉装置和3D打印机，通过在主体机构100上设置筛网机构，其中筛网机构的动筛网在导向件的作用下能够实现左右方向摆动，从而实现与静筛网相互配合筛分控制下粉，从而实现提升下粉效率丙保证下粉流畅性，根据下粉需求可灵活调整，从而可便于广泛适用于多种3D打印机。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种铺粉装置，其特征在于，所述的铺粉装置包括：主体机构、储粉机构、筛网机构、挡粉机构以及铺粉机构；

所述主体机构包括主体安装座、支撑架以及主体，所述支撑架设置于所述主体安装座上，所述主体通过调节组件设置于所述支撑架上；

所述储粉机构安装于所述主体上，用于盛放粉料；

所述筛网机构包括导向件、动筛网、静筛网以及筛网驱动件，所述导向件安装于所述储粉机构的下料口的两侧，所述动筛网连接所述导向件，所述静筛网围绕所述储粉机构的下料口安装，并靠近所述动筛网设置，所述筛网驱动件安装于所述主体上，用于控制所述动筛网沿所述导向件的方向运动；

所述挡粉机构包括挡粉驱动件、挡粉件以及挡粉条，所述挡粉驱动件安装于所述主体上，所述挡粉件与所述挡粉驱动件驱动连接，所述挡粉条与所述挡粉件连接，用于活动挡设所述动筛网或所述静筛网下粉；

所述铺粉机构与所述主体连接，并靠近所述挡粉条设置，用于铺平粉面。

2.根据权利要求1所述的铺粉装置，其特征在于，所述导向件包括安装座、安装槽体、导轨以及滑块，所述安装座连接于所述主体上，所述安装槽体通过所述安装座设置于所述储粉机构的下料口的两侧，所述导轨设置于所述安装槽体上，所述滑块活动安装于所述导轨上，所述动筛网连接于所述滑块上。

3.根据权利要求2所述的铺粉装置，其特征在于，所述导轨包括若干分导轨，各所述分导轨均匀间隔设置于所述安装槽体内。

4.根据权利要求1所述的铺粉装置，其特征在于，所述筛网机构还包括固定板与连接件，所述固定板与所述导向件连接，所述动筛网通过所述连接件安装于所述固定板上。

5.根据权利要求1所述的铺粉装置，其特征在于，所述筛网驱动件包括偏心轮与筛网连接器，所述动筛网通过所述筛网连接器与所述偏心轮连接。

6.根据权利要求1所述的铺粉装置，其特征在于，所述动筛网与所述静筛网的孔径不同。

7.根据权利要求1所述的铺粉装置，其特征在于，所述动筛网或所述静筛网与所述储粉机构的储粉仓内活动设置有松粉件。

8.根据权利要求1所述的铺粉装置，其特征在于，所述挡粉件包括支撑轴与旋转件，所述支撑轴与所述挡粉驱动件连接，所述旋转件通过轴承连接于所述支撑轴上，所述挡粉条连接于所述旋转件上。

9.根据权利要求1所述的铺粉装置，其特征在于，所述挡粉驱动件包括气缸与气缸支撑座，所述气缸通过所述气缸支撑座安装于所述主体上。

10.一种3D打印机，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的铺粉装置。

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