CN112517930B - 一种3d金属打印机成型缸及其使用方法 - Google Patents

一种3d金属打印机成型缸及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种3D金属打印机成型缸及其使用方法，包括：包括：缸体，其内设置有圆筒状打印孔；底板组，设置于打印孔中，其与所述缸体顶面平齐，所述底板组包括若干拼接而成的底板；升降组件，设置于缸体中，用于分别驱动各个底板升降；粉末收集漏斗组，用于收集打印区和非打印区的粉末。可以根据待打印零件的投影，由升降组件驱动对应的底板升降，打印完成后，将打印区和非打印区的金属粉末分别刮至对应粉末收集漏斗组中，非打印区的金属粉末可以直接使用，打印区的金属粉末可以净化处理后再使用，可以有效减少金属粉末的处理量，有效降低金属粉末的处理成本，提高金属粉末的利用效率。

Description

一种3D金属打印机成型缸及其使用方法
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，更具体的说，涉及一种3D金属打印机使用的3D金属打印机成型缸及其使用方法。
背景技术
选区激光熔化成型技术是当前金属3D打印中较为常用的一种技术，首先利用专业软件建立需要打印的零件的三维模型并进行扫描切片分层，得到数据之后，使用高能激光束对获得的轮廓数据逐层选择性的熔化金属粉末凝固成型，在成型缸中逐层铺所需要的金属粉末，制造出三维实体零件。3D打印可以满足少量个性化的需求。
目前，3D金属粉末打印机用的成型缸，在每次打印时，不管零件尺寸大小，都需要将成型缸底板整个升起来，而且需要将送粉缸一整层的金属粉末通过刮粉器送到成型缸中，多余金属粉末直接进入收集筒。在此过程中出现以下问题：1、金属粉末用量大；2、成型缸内未使用的粉末容易受到污染；3、刮粉器在刮粉过程中将使用的和未使用的金属粉末收集在一起，引起污染，增加金属粉末处理成本。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种基于超透镜的3D金属打印机成型缸及其使用方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提出一种3D金属打印机成型缸，包括：
缸体，其内设置有圆筒状打印孔；
底板组，设置于所述打印孔中，其与所述缸体顶面平齐，所述底板组包括若干拼接而成的底板；
升降组件，设置于所述缸体中，用于分别驱动各个所述底板升降；粉末收集漏斗组，用于收集打印区和非打印区的粉末。
进一步的是，若干所述底板平行设置，每个所述底板的宽度分别为15-25毫米。
进一步的是，所述升降组件包括分别用于驱动若干所述底板升降的若干液压缸。
进一步的是，所述粉末收集漏斗组包括至少一个用于收集打印区废粉的第一漏斗和用于收集非打印区废粉的第二漏斗和第三漏斗，所述第二漏斗和所述第三漏斗分别设置于所述第一漏斗的两侧。
进一步的是，所述缸体一侧顶部设置有滑轨，所述第一漏斗、所述第二漏斗以及所述第三漏斗的一侧分别设置有与所述滑轨对应的滑槽，所述第一漏斗、所述第二漏斗以及所述第三漏斗分别通过相互配合的所述滑轨和所述滑槽挂置于所述滑轨上。
进一步的是，所述第一漏斗包括两个梯形的侧壁、底部分别与两个所述侧壁铰接的两个长方形的底面以及分别驱动两个所述底面旋转的两个驱动电机，其中靠近所述缸体的所述侧壁上设置有所述滑槽。
进一步的是，所述第二漏斗和所述第三漏斗的结构分别与所述第一漏斗的结构相同。
进一步的是，所述第一漏斗、所述第二漏斗以及所述第三漏斗的底部分别设置有托板，其中与所述第一漏斗相连的所述托板一端与所述第一漏斗铰接，另一端与所述第一漏斗通过卡扣相连。
本发明还提供一种3D金属打印机成型缸使用方法，包括如上任意一项所述的3D金属打印机成型缸，所述方法包括以下步骤：
S1、在底板组上铺设一定厚度的金属粉末，并刮平；
S2、升降组件根据待打印的零件在预设方向的投影尺寸，驱动底板组中对应的底板下降；
S3、对下降底板上的金属粉末进行烧结，至烧结完一层金属粉末；
S4、将金属粉末刮至粉末收集漏斗组中；
S5、重复S1至S4，直至完成零件打印；
S6、打印完成后，升降组件驱动下降的底板复位，取出零件。
进一步的是，所述S4包括：将非打印区的金属粉末刮至用于收集非打印区金属粉末对应的收集漏斗组中，所述S6之后包括：将打印区的金属粉末刮至用于收集打印区金属粉末对应的收集漏斗组中。
实施本发明的3D金属打印机成型缸，在使用时，可以根据待打印零件的投影，由所述升降组件驱动所述对应的所述底板升降，这样，打印完成后，可以通过刮板将非打印区的金属粉末刮至对应粉末收集漏斗组用于收集非打印区粉末的区域，将打印区的金属粉末刮至对应粉末收集漏斗组用于收集打印区粉末的区域，这样分区域收集金属粉末，非打印区的金属粉末可以直接使用，打印区的金属粉末可以净化处理后再使用，可以有效减少金属粉末的处理量，有效降低金属粉末的处理成本，提高金属粉末的利用效率。
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
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1本发明实施例提供的3D金属打印机成型缸的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的3D金属打印机成型缸的一种使用状态图，其中下降的底板数量较少；
图3是本发明实施例提供的3D金属打印机成型缸的另一种使用状态图，其中下降的底板数量较多；
图4是本发明实施例的3D金属打印机成型缸的剖视图；
图5是本发明实施例的3D金属打印机成型缸的第一漏斗的示意图；
图中标记为：缸体1，打印孔2，底板组3，底板31，升降组件4，液压缸41，粉末收集漏斗组5，第一漏斗51，侧壁511，底面512，驱动电机513，第二漏斗52，第三漏斗53，托板54。
具体实施方式
下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种3D金属打印机成型缸，一实施例的结构参见图 1至图5，一种3D金属打印机成型缸，包括缸体1，其内设置有圆筒状打印孔2；底板组3，设置于所述打印孔2中，其与所述缸体1顶面平齐，所述底板组3包括若干拼接而成的底板31；升降组件4，设置于所述缸体1中，用于分别驱动各个所述底板31升降；粉末收集漏斗组5，用于收集打印区和非打印区的粉末。在使用时，可以根据待打印零件的投影，由所述升降组件4驱动所述对应的所述底板31 升降，具体的，驱动非打印区的所述底板31下降，这样，打印过程中，可以通过刮板将非打印区的金属粉末刮至对应粉末收集漏斗组5 用于收集非打印区粉末的区域，将打印区的金属粉末刮至对应粉末收集漏斗组5用于收集打印区粉末的区域，这样分区域收集金属粉末，非打印区的金属粉末可以直接使用，打印区的金属粉末可以净化处理后再使用，可以有效减少金属粉末的处理量，有效降低金属粉末的处理成本，提高金属粉末的利用效率。
若干所述底板31平行设置，每个所述底板31的宽度分别为15-25 毫米。作为本发明的优选实施例，所述底板31的宽度可以为15毫米或者20毫米或者25毫米，或者是15-25毫米范围内的任意数值，这样，可以更为准确的区分打印区和非打印区，同时也便于底板的机械加工。
所述升降组件4包括分别用于驱动若干所述底板31升降的若干液压缸41。每个所述液压缸41分别对应有一个底板31，用于驱动对应的所述底板31升降，驱动稳定方便。
所述粉末收集漏斗组5包括至少一个用于收集打印区废粉的第一漏斗51和用于收集非打印区废粉的第二漏斗52和第三漏斗53，所述第二漏斗52和所述第三漏斗53分别设置于所述第一漏斗51的两侧。所述第一漏斗51、所述第二漏斗52和所述第三漏斗53的下方可以分别设置有收容槽，这样，打印区和非打印区的金属粉末可以有效分开收集，确保非打印区的金属粉末完全不受污染，可以直接使用，打印区的金属粉末单独由所述第一漏斗51收集，便于后续对其进行净化处理。
所述缸体1一侧顶部设置有滑轨，所述第一漏斗51、所述第二漏斗52以及所述第三漏斗53的一侧分别设置有与所述滑轨对应的滑槽，所述第一漏斗51、所述第二漏斗52以及所述第三漏斗53分别通过相互配合的滑轨滑槽挂置于所述滑轨上。这样的方式，拆装方便，且可以根据需要调节所述第一漏斗51、所述第二漏斗52以及所述第三漏斗53的位置。
所述第一漏斗51包括两个梯形的侧壁511、底部分别与两个所述侧壁511铰接的两个长方形的底面512以及分别驱动两个所述底面 512旋转的两个驱动电机513，其中靠近所述缸体1的所述侧壁511 上设置有与所述滑轨配合的所述滑槽(未图示)，所述第二漏斗52和所述第三漏斗53的结构分别与所述第一漏斗51的结构相同。这样，可以根据需要调节所述第一漏斗51的开口大小，具体是通过所述驱动电机513驱动所述底面绕所述第一漏斗51的底部一侧旋转，旋转至合适的角度即可；同时相邻的所述第二漏斗52的驱动电机513也驱动对应的底板旋转合适的角度，确保所述第一漏斗51和所述第二漏斗52之间无缝隙，在回收金属粉末时，不会发生漏粉的问题。
作为本发明的其他优选实施例，所述第一漏斗51、所述第二漏斗52以及所述第三漏斗53的底部分别设置有托板54，其中与所述第一漏斗51相连的所述托板54一端与所述第一漏斗51铰接，另一端与所述第一漏斗51通过卡扣55相连。这样，可以通过所述托板 54将所述第一漏斗51、所述第二漏斗52以及所述第三漏斗53的底部密封，在回收完成后，将所述卡扣55打开，所述托板54下降，将对应漏斗底部的开口打开，方便金属粉末的回收。
本发明还提供一种3D金属打印机成型缸使用方法，包括如上所述的3D金属打印机成型缸，所述方法包括以下步骤：
S1、在底板组3上铺设一定厚度的金属粉末，并刮平；
S2、升降组件4根据待打印的零件在预设方向的投影尺寸，驱动底板组3中对应的底板31下降；
S3、对下降底板31上的金属粉末进行烧结，至烧结完一层金属粉末；
S4、将金属粉末刮至粉末收集漏斗组5中；
S5、重复S1至S4，直至完成零件打印；
S6、打印完成后，升降组件4驱动下降的底板31复位，取出零件。
作为本发明的其他优选实施例，还可以是以下步骤：所述S4包括：将非打印区的金属粉末刮至用于收集非打印区金属粉末对应的收集漏斗组5中，所述S6之后包括：将打印区的金属粉末刮至用于收集打印区金属粉末对应的收集漏斗组5中；具体的，打印过程中，可以将打印区的粉末刮至用于收集打印区粉末对应的粉末收集漏斗组5 中，即所述第二漏斗52和所述第三漏斗53中；打印完成后，所述升降组件4驱动下降的底板31复位，以取出零件；零件取走以后，底板上只剩打印区的金属粉末，先将所述第二漏斗52和所述第三漏斗 53收集的非打印区的金属粉末回收，然后再将复位后底板31上的金属粉末刮至对应的粉末收集漏斗组5中，即刮至所述第一漏斗51中，这样的顺序，可以进一步确保打印区的金属粉末落入所述第一漏斗 51中，非打印区的金属粉末完全落入所述第二漏斗52和所述第三漏斗53中，有效分离未打印金属粉末和已打印金属粉末，未打印金属粉末可以直接使用，已使用金属粉末经净化处理后可以重复使用，可以有效降低打印成本，同时减少已使用金属粉末净化处理的成本。
本发明的3D金属打印机成型缸，在使用时，可以根据待打印零件的投影，由所述升降组件4驱动所述对应的所述底板31升降，具体的，驱动非打印区的所述底板31下降，这样，打印过程中，可以通过刮板将非打印区的金属粉末刮至对应粉末收集漏斗组5用于收集非打印区粉末的区域，将打印区的金属粉末刮至对应粉末收集漏斗组 5用于收集打印区粉末的区域，这样分区域收集金属粉末，非打印区的金属粉末可以直接使用，打印区的金属粉末可以净化处理后再使用，可以有效减少金属粉末的处理量，有效降低金属粉末的处理成本，提高金属粉末的利用效率。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (7)

1.一种3D金属打印机成型缸，其特征在于，包括：
缸体，其内设置有圆筒状打印孔；
底板组，设置于所述打印孔中，其与所述缸体顶面平齐，所述底板组包括若干拼接而成的底板；
升降组件，设置于所述缸体中，用于分别驱动各个所述底板升降；
粉末收集漏斗组，用于收集打印区和非打印区的粉末，所述粉末收集漏斗组包括至少一个用于收集打印区废粉的第一漏斗和用于收集非打印区废粉的第二漏斗和第三漏斗，所述第二漏斗和所述第三漏斗分别设置于所述第一漏斗的两侧；所述缸体一侧顶部设置有滑轨，所述第一漏斗、所述第二漏斗以及所述第三漏斗的一侧分别设置有与所述滑轨对应的滑槽，所述第一漏斗、所述第二漏斗以及所述第三漏斗分别通过相互配合的所述滑轨和所述滑槽挂置于所述滑轨上；所述第一漏斗包括两个梯形的侧壁、底部分别与两个所述侧壁铰接的两个长方形的底面以及分别驱动两个所述底面旋转的两个驱动电机，其中靠近所述缸体的所述侧壁上设置有所述滑槽。
2.根据权利要求1所述的3D金属打印机成型缸，其特征在于，若干所述底板平行设置，每个所述底板的宽度分别为15-25毫米。
3.根据权利要求1所述的3D金属打印机成型缸，其特征在于，所述升降组件包括分别用于驱动若干所述底板升降的若干液压缸。
4.根据权利要求1所述的3D金属打印机成型缸，其特征在于，所述第二漏斗和所述第三漏斗的结构分别与所述第一漏斗的结构相同。
5.根据权利要求1-3任一项所述的3D金属打印机成型缸，其特征在于，所述第一漏斗、所述第二漏斗以及所述第三漏斗的底部分别设置有托板，其中与所述第一漏斗相连的所述托板一端与所述第一漏斗铰接，另一端与所述第一漏斗通过卡扣相连。
6.一种3D金属打印机成型缸使用方法，其特征在于，包括如权利要求1至5任意一项所述的3D金属打印机成型缸，所述方法包括以下步骤：
S1、在底板组上铺设一定厚度的金属粉末，并刮平；
S2、升降组件根据待打印的零件在预设方向的投影尺寸，驱动底板组中对应的底板下降；
S3、对下降底板上的金属粉末进行烧结，至烧结完一层金属粉末；
S4、将金属粉末刮至粉末收集漏斗组中；
S5、重复S1至S4，直至完成零件打印；
S6、打印完成后，升降组件驱动下降的底板复位，取出零件。
7.根据权利要求6所述的3D金属打印机成型缸使用方法，其特征在于，所述S4包括：将非打印区的金属粉末刮至用于收集非打印区金属粉末对应的收集漏斗组中，所述S6之后包括：将打印区的金属粉末刮至用于收集打印区金属粉末对应的收集漏斗组中。
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