CN112692282B - 一种可以消除应力的金属构件3d打印系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可以消除应力的金属构件3D打印系统，涉及3D打印技术领域，针对现有3D打印中金属构件存在残余应力，影响构件安全质量的问题，现提出如下方案，包括工作台，所述工作台的顶部固定连接有安装罩，所述安装罩的顶部活动套设有加热罩，所述加热罩的左侧设有升降机构，所述工作台的内部活动套设有多个导向杆，所述导向杆的底端连接有弹簧，所述导向杆的顶端固定连接有圆盘，所述圆盘的顶部两侧设有限位板，两个所述限位板之间滑动连接有放置板，所述放置板的顶部固定连接有传动机构。本发明不仅方便对打印构件进行加热保温退火消除残留应力，而且还可以利用震动的方式消除应力，多重消除应力的作用下，提高打印构件的生产质量。

Description

一种可以消除应力的金属构件3D打印系统

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种可以消除应力的金属构件3D打印系统。

背景技术

3D打印(3DP)即快速成型技术的一种，又称增材制造，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。

现有的金属构件在进行3D打印生产时，由于激光器选择零件区域熔化，未熔化区域仍然是粉末，熔化成形固体导热性能好，而粉末材料导热性能差，导致Z轴方向，截面变化较大区域容易形成热量集中，散热差温度梯度大，导致残余应力较大。金属构件极易产生裂纹、变形等缺陷，而有些行业对零件的机械性能要求严格，如何改进打印工艺，减小热量集中，消除残余应力，降低打印缺陷是现在亟待解决的问题，为此我们提出了一种可以消除应力的金属构件3D打印系统。

发明内容

本发明提出的一种可以消除应力的金属构件3D打印系统，解决了现有3D打印中金属构件存在残余应力，影响构件安全质量的问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种可以消除应力的金属构件3D打印系统，包括工作台，所述工作台的顶部固定连接有安装罩，所述安装罩的顶部活动套设有加热罩，所述加热罩的左侧设有升降机构，所述工作台的内部活动套设有多个导向杆，所述导向杆的底端连接有弹簧，所述导向杆的顶端固定连接有圆盘，所述圆盘的顶部两侧设有限位板，两个所述限位板之间滑动连接有放置板，所述放置板的顶部固定连接有传动机构，所述放置板的底部设有驱动机构，所述驱动机构的下方设有位于工作台内部的挤压机构。

优选的，所述升降机构包括与安装罩的顶部内壁固定连接的弹力带，所述弹力带的底端固定连接有连接板，所述连接板的内部螺纹套设有螺杆，所述螺杆的底端固定连接有齿轮。

优选的，所述传动机构包括与放置板固定连接的多个支撑杆，所述支撑杆的顶端固定连接有固定环，所述固定环的内圈固定连接有齿环，且齿环与齿轮啮合传动。

优选的，所述驱动机构包括与放置板的底部固定连接的套管，所述套管的内部活动套设有传动轴，所述传动轴的底端固定连接有双轴电机，所述双轴电机的底端输出轴固定连接有第一锥齿轮，所述双轴电机的外圈固定套设有固定板，所述固定板的两侧固定连接有支撑板，所述支撑板的底端固定连接有推杆电机。

优选的，所述挤压机构包括活动套设在工作台内部的固定轴，所述固定轴的外圈固定套设有第二锥齿轮，且第二锥齿轮与第一锥齿轮啮合传动，所述固定轴的两侧外圈固定套设有安装盘，两个所述安装盘相互远离的一侧均固定连接有两个挤压杆，所述挤压杆的上方设有与圆盘的底部固定连接的挡块。

优选的，所述工作台的顶部开设有四个固定槽，且导向杆活动套设在固定槽的内部，所述工作台的顶部中心处开设有安装槽，且固定轴的两端与安装槽的内壁转动连接。

优选的，所述支撑板上沿其高度方向开设有活动孔，且固定轴贯穿活动孔。

优选的，所述套管的内圈的横截面和传动轴的外圈的横截面均为正方形结构。

与现有的技术相比，本发明的有益效果是：

1、本发明通过安装升降机构、加热罩、驱动机构、圆盘、放置板和传动机构等结构，其中驱动机构可以带动放置板转动，而放置板则可以带动3D打印的构件进行转动，同时放置板还通过传动机构带动螺杆转动，螺杆转动则会带动加热罩下移，从而可以使得加热罩将构件罩住进行加热保温退火，从而消除打印构件内残余的应力；

2、本发明通过安装驱动机构、挤压机构、弹簧、圆盘和放置板等结构，其中驱动机构可以带动挤压机构工作，挤压机构会间歇式挤压挡块，从而带动圆盘和放置板震动，而弹簧则提供震动的弹性，这样方便打印构件进行震动，从而利用震动的方式消除应力；

综上所述，该装置设计新颖，操作简单，不仅方便对打印构件进行加热保温退火消除残留应力，而且还可以利用震动的方式消除应力，多重消除应力的作用下，提高打印构件的生产质量。

附图说明

图1为本发明提出的一种可以消除应力的金属构件3D打印系统的正视结构示意图；

图2为本发明提出的一种可以消除应力的金属构件3D打印系统的加热罩下移后正视结构示意图；

图3为本发明提出的一种可以消除应力的金属构件3D打印系统的推杆电机工作时正视结构示意图；

图4为本发明提出的一种可以消除应力的金属构件3D打印系统的固定环和齿环俯视结构示意图；

图5为本发明提出的一种可以消除应力的金属构件3D打印系统的圆盘和放置板俯视结构示意图；

图6为本发明提出的一种可以消除应力的金属构件3D打印系统的工作台俯视结构示意图。

图中：1工作台、2安装罩、3加热罩、4弹力带、5连接板、6螺杆、7齿轮、8导向杆、9弹簧、10圆盘、11限位板、12固定环、13齿环、14放置板、15套管、16传动轴、17双轴电机、18第一锥齿轮、19固定板、20支撑板、21推杆电机、22固定轴、23第二锥齿轮、24安装盘、25挤压块、26挡块。

具体实施方式

下面将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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

实施例1

参照图1-2：一种可以消除应力的金属构件3D打印系统，包括工作台1，工作台1的顶部固定连接有安装罩2，安装罩2的顶部活动套设有加热罩3，加热罩3的左侧设有升降机构，升降机构带动加热罩3升降，从而可以利用加热罩3将打印构件罩住进行电加热，工作台1的内部活动套设有多个导向杆8，导向杆8的底端连接有弹簧9，导向杆8的顶端固定连接有圆盘10，弹簧9和导向杆8辅助圆盘10的震动作业，圆盘10的顶部两侧设有限位板11，两个限位板11之间滑动连接有放置板14，打印构件则放置在放置板14上进行应力的消除，放置板14的顶部固定连接有传动机构，放置板14的底部设有驱动机构，驱动机构的下方设有位于工作台1内部的挤压机构。

本发明中，驱动机构包括与放置板14的底部固定连接的套管15，套管15的内部活动套设有传动轴16，传动轴16的底端固定连接有双轴电机17，双轴电机17的底端输出轴固定连接有第一锥齿轮18，双轴电机17的外圈固定套设有固定板19，固定板19的两侧固定连接有支撑板20，支撑板20的底端固定连接有推杆电机21，驱动机构上的双轴电机17带动传动轴16转动，传动轴16带动套管15转动，套管15会带动放置板14进行转动，放置板14会带动打印构件转动，同时放置板14还带动传动机构转动，传动机构包括与放置板14固定连接的多个支撑杆，支撑杆的顶端固定连接有固定环12，固定环12的内圈固定连接有齿环13，且齿环13与齿轮7啮合传动，从而利用传动机构带动升降机构工作，升降机构包括与安装罩2的顶部内壁固定连接的弹力带4，弹力带4的底端固定连接有连接板5，连接板5的内部螺纹套设有螺杆6，螺杆6的底端固定连接有齿轮7，这样螺杆6在转动时会带动连接板5下移，连接板5带动加热罩3下移，在下移到最低处时，此时螺杆6与连接板5脱离啮合，而弹力带4则被拉长，此时放置板14可以带动打印构件持续转动，有利于打印构件均匀受热。

本实施例中，当双轴电机17反向驱动时，可以带动加热罩3回复原位。

本发明中，工作台1的顶部开设有四个固定槽，且导向杆8活动套设在固定槽的内部，工作台1的顶部中心处开设有安装槽，且固定轴22的两端与安装槽的内壁转动连接。

本发明中，套管15的内圈的横截面和传动轴16的外圈的横截面均为正方形结构。

实施例2

参照图3-6：一种可以消除应力的金属构件3D打印系统，本实施例中，驱动机构包括与放置板14的底部固定连接的套管15，套管15的内部活动套设有传动轴16，传动轴16的底端固定连接有双轴电机17，双轴电机17的底端输出轴固定连接有第一锥齿轮18，双轴电机17的外圈固定套设有固定板19，固定板19的两侧固定连接有支撑板20，支撑板20的底端固定连接有推杆电机21，双轴电机17会带动第一锥齿轮18进行转动，第一锥齿轮18再带动挤压机构工作，挤压机构包括活动套设在工作台1内部的固定轴22，固定轴22的外圈固定套设有第二锥齿轮23，且第二锥齿轮23与第一锥齿轮18啮合传动，固定轴22的两侧外圈固定套设有安装盘24，两个安装盘24相互远离的一侧均固定连接有两个挤压杆25，挤压杆25的上方设有与圆盘10的底部固定连接的挡块26，这样固定轴22会带动安装盘24转动，安装盘24再带动挤压杆25转动，挤压杆25会挤压挡块26，这样挡块26会带动圆盘10和放置板14震动，从而可以对打印构件利用震动消除应力。

本实施例中，挤压机构上的推杆电机21带动支撑板20上移时，支撑板20会带动固定板19移动，固定板19带动双轴电机17上移，从而使得第一锥齿轮18与第二锥齿轮23脱离啮合，此时双轴电机17可以单独带动放置板14进行转动，从而不会带动放置板14震动。

本发明中，支撑板20上沿其高度方向开设有活动孔，且固定轴22贯穿活动孔。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种可以消除应力的金属构件3D打印系统，包括工作台(1)，其特征在于，所述工作台(1)的顶部固定连接有安装罩(2)，所述安装罩(2)的顶部活动套设有加热罩(3)，所述加热罩(3)的左侧设有升降机构，所述工作台(1)的内部活动套设有多个导向杆(8)，所述导向杆(8)的底端连接有弹簧(9)，所述导向杆(8)的顶端固定连接有圆盘(10)，所述圆盘(10)的顶部两侧设有限位板(11)，两个所述限位板(11)之间滑动连接有放置板(14)，所述放置板(14)的顶部固定连接有传动机构，所述放置板(14)的底部设有驱动机构，所述驱动机构的下方设有位于工作台(1)内部的挤压机构；

所述升降机构包括与安装罩(2)的顶部内壁固定连接的弹力带(4)，所述弹力带(4)的底端固定连接有连接板(5)，所述连接板(5)的内部螺纹套设有螺杆(6)，所述螺杆(6)的底端固定连接有齿轮(7)；

所述传动机构包括与放置板(14)固定连接的多个支撑杆，所述支撑杆的顶端固定连接有固定环(12)，所述固定环(12)的内圈固定连接有齿环(13)，且齿环(13)与齿轮(7)啮合传动；

所述驱动机构包括与放置板(14)的底部固定连接的套管(15)，所述套管(15)的内部活动套设有传动轴(16)，所述传动轴(16)的底端固定连接有双轴电机(17)，所述双轴电机(17)的底端输出轴固定连接有第一锥齿轮(18)，所述双轴电机(17)的外圈固定套设有固定板(19)，所述固定板(19)的两侧固定连接有支撑板(20)，所述支撑板(20)的底端固定连接有推杆电机(21)；

所述挤压机构包括活动套设在工作台(1)内部的固定轴(22)，所述固定轴(22)的外圈固定套设有第二锥齿轮(23)，且第二锥齿轮(23)与第一锥齿轮(18)啮合传动，所述固定轴(22)的两侧外圈固定套设有安装盘(24)，两个所述安装盘(24)相互远离的一侧均固定连接有两个挤压杆(25)，所述挤压杆(25)的上方设有与圆盘(10)的底部固定连接的挡块(26)。

2.根据权利要求1所述的一种可以消除应力的金属构件3D打印系统，其特征在于，所述工作台(1)的顶部开设有四个固定槽，且导向杆(8)活动套设在固定槽的内部，所述工作台(1)的顶部中心处开设有安装槽，且固定轴(22)的两端与安装槽的内壁转动连接。

3.根据权利要求1所述的一种可以消除应力的金属构件3D打印系统，其特征在于，所述支撑板(20)上沿其高度方向开设有活动孔，且固定轴(22)贯穿活动孔。

4.根据权利要求1所述的一种可以消除应力的金属构件3D打印系统，其特征在于，所述套管(15)的内圈的横截面和传动轴(16)的外圈的横截面均为正方形结构。

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