CN113878690B - 一种光固化陶瓷3d打印材料铺料装置及其使用方法 - Google Patents

一种光固化陶瓷3d打印材料铺料装置及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种光固化陶瓷3D打印材料铺料装置及其使用方法，包括料槽和活动机构以及驱动机构，料槽内底部连接有四个结构相同的条形楔块，条形楔块上设有斜面；活动机构包括第一刮刀、第一弹性机构、第一伸缩杆、第二刮刀、第二弹性机构、第二伸缩杆、承接板以及按压式弹性自锁装置，第一刮刀上固接有两个第一球头柱销，第二刮刀上固接有两个第二球头柱销；第一弹性机构包括第一光轴、第一弹性件以及第一直线承轴，第二弹性机构包括第二光轴、第二弹性件以及第二直线承轴，两个按压式弹性自锁装置连接于承接板上，第一伸缩杆一端和第一刮刀固接，第二伸缩杆一端和第二刮刀固接；驱动机构和承接板连接。本发明能够提高打印精度。

Description

一种光固化陶瓷3D打印材料铺料装置及其使用方法
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，具体涉及一种光固化陶瓷3D打印材料铺料装置及其使用方法。
背景技术
3D打印又称为增材制造，可以通过预设程序、数字模型，采用喷粉等方式逐层打印，最终得到高精度的立体产品。相比于常规的平面打印，3D打印可以提供三维立体模型，相比于普通的加工工艺，3D打印的精度和自动化程度更高。正是基于上述优势，让3D打印技术在短时间内快速的推广使用。
目前使用的光固化陶瓷3D打印机，在打印零件的过程中，该类打印机使用步进电机控制气缸气压，进而调节铺料机构的升降行程，这种机构构造复杂，各结构在运行过程中存在误差叠加的问题，而且气动和电动启动和结束的过程容易产生较大的震动，影响实验的精度把控。
发明内容
针对上述技术问题，本发明旨在提供一种光固化陶瓷3D打印材料铺料装置及其使用方法，为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案来实现：
一种光固化陶瓷3D打印材料铺料装置，包括料槽和活动机构以及驱动机构，料槽内底部连接有四个结构相同的条形楔块，条形楔块上设有斜面；
活动机构包括第一刮刀、第一弹性机构、第一伸缩杆、第二刮刀、第二弹性机构、第二伸缩杆、承接板以及按压式弹性自锁装置，第一刮刀上固接有两个第一球头柱销，第二刮刀上固接有两个第二球头柱销；
第一弹性机构包括第一光轴、第一弹性件以及第一直线承轴，第一光轴一端和第一刮刀固接，第一光轴另一端和第一直线承轴一端连接，第一直线承轴另一端和承接板固接，第一弹性件套设在第一光轴上，第一弹性件一端和第一刮刀相抵，第一弹性件另一端和承接板相抵；
第二弹性机构包括第二光轴、第二弹性件以及第二直线承轴，第二光轴一端和第二刮刀固接，第二光轴另一端和第二直线承轴一端连接，第二直线承轴另一端和承接板固接，第二弹性件套设在第二光轴上，第二弹性件一端和第二刮刀相抵，第二弹性件另一端和承接板相抵；
两个按压式弹性自锁装置连接于承接板上，第一伸缩杆一端和第一刮刀固接，第一伸缩杆另一端朝向其中一个按压式弹性自锁装置，第二伸缩杆一端和第二刮刀固接，第二伸缩杆另一端朝向另一个按压式弹性自锁装置；
驱动机构和承接板连接。
有益地，所述驱动机构包括第一支撑板、第二支撑板、电机、固定杆、传动块以及底座；
第一支撑板以及第二支撑板分别连接于底座上，电机连接于第二支撑板侧壁，电机上的动力输出轴一端连接有丝杠，丝杠一端穿过传动块后和第一支撑板侧壁转动连接，丝杠和传动块螺纹连接，传动块和所述承接板连接。
固定杆架设于第一支撑板和第二支撑板之间，固定杆穿过所述传动块，固定杆和传动块滑动连接。
有益地，所述铺料装置还包括成型缸、成型台以及回收料缸，成型缸和成型台连接，所述料槽和成型台连接，回收料缸连接于成型台和底部，回收料缸和料槽连通。
有益地，每两个所述条形楔块分别和所述料槽两个相对的内壁相抵。
一种光固化陶瓷3D打印材料铺料装置的使用方法，首先把所述第一伸缩杆上端伸入其中一个所述按压式弹性自锁装置内，启动所述电机，带动所述活动机构往左移动，活动机构移动至料槽最左侧时，控制电机反转，带动活动机构往右移动，活动机构移动至料槽最右侧时，控制电机反转，如此反复，使第一刮刀和第二刮刀交替进行铺料。
本发明具有以下有益效果为：
本发明通过条形楔块的斜面带动第一刮刀和第二刮刀上下移动，通过两个按压式弹性自锁装置自动使第一刮刀和第二刮刀固定在不同高度，使活动机构运行平稳，减少了气动或电动升降装置带来的震动，传统铺料装置利用千分尺控制膏料层厚，本申请铺料装置的第一刮刀和第二刮刀紧贴料槽台面，进行铺料，料槽与成型缸垂直，铺料层厚由成型台下降距离决定，误差小从而，大幅提高了打印的精准度；活动机构便于拆装，材料易得，后期打印完毕进行清洗的过程相对简便；制成成型缸、成型台以及回收料缸的铁氟龙材料具有这种材料具有抗酸抗碱、抗各种有机溶剂的特点，几乎不溶于所有的溶剂的特性，较为稳定。
附图说明
利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。
图1是本发明一种光固化陶瓷3D打印材料铺料装置省略驱动机构的结构示意图；
图2是本发明图1中活动机构不含驱动机构的右视图；
图3是本发明图1中活动机构含驱动机构的左视图；
图4是本发明图3中驱动机构的俯视图；
图5是本发明图1中料槽的俯视图。
附图标记：料槽1，成型缸2，条形楔块3，斜面31，成型台4，第一刮刀5，第一球头柱销6，第一光轴7，第一弹性件8，第一直线承轴9，第二刮刀10，第二球头柱销11，第二光轴12，第二弹性件13，第二直线承轴14，承接板15，按压式弹性自锁装置16，第一伸缩杆17，第二伸缩杆18，第一支撑板19，第二支撑板20，电机21，动力输出轴211，丝杠22，固定杆23，传动块24，底座25，回收料缸26。
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。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。
本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直方向”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或者位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者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。此外，“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或者暗示相对重要性。
本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限制，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接连接，也可以是通过中间媒介相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
如图1-图3所示，一种光固化陶瓷3D打印材料铺料装置，包括料槽1和活动机构以及驱动机构，料槽1内底部连接有四个结构相同的条形楔块3，条形楔块3上设有斜面31；
活动机构包括第一刮刀5、第一弹性机构、第一伸缩杆17、第二刮刀10、第二弹性机构、第二伸缩杆18、承接板15以及按压式弹性自锁装置16，第一刮刀5上固接有两个第一球头柱销6，第二刮刀10上固接有两个第二球头柱销11；
第一弹性机构包括第一光轴7、第一弹性件8以及第一直线承轴9，第一光轴7一端和第一刮刀5固接，第一光轴7另一端和第一直线承轴9一端连接，第一直线承轴9另一端和承接板15固接，第一弹性件8套设在第一光轴7上，第一弹性件8一端和第一刮刀5相抵，第一弹性件8另一端和承接板15相抵；
第二弹性机构包括第二光轴12、第二弹性件13以及第二直线承轴14，第二光轴12一端和第二刮刀10固接，第二光轴12另一端和第二直线承轴14一端连接，第二直线承轴14另一端和承接板15固接，第二弹性件13套设在第二光轴12上，第二弹性件13一端和第二刮刀10相抵，第二弹性件13另一端和承接板15相抵；
两个按压式弹性自锁装置16连接于承接板15上，第一伸缩杆17一端和第一刮刀5固接，第一伸缩杆17另一端朝向其中一个按压式弹性自锁装置16，第二伸缩杆18一端和第二刮刀10固接，第二伸缩杆18另一端朝向另一个按压式弹性自锁装置16；
驱动机构和承接板15连接。
根据本发明的一种可选的实施方式中，所述驱动机构包括第一支撑板19、第二支撑板20、电机21、固定杆23、传动块24以及底座25；
第一支撑板19以及第二支撑板20分别连接于底座25上，电机21连接于第二支撑板20侧壁，电机21上的动力输出轴211一端连接有丝杠22，丝杠22一端穿过传动块24后和第一支撑板19侧壁转动连接，丝杠22和传动块24螺纹连接，传动块24和所述承接板15连接。
固定杆23架设于第一支撑板19和第二支撑板20之间，固定杆23穿过所述传动块24，固定杆23和传动块24滑动连接。
根据本发明的一种可选的实施方式中，所述铺料装置还包括成型缸2、成型台4以及回收料缸26，成型缸2和成型台4连接，所述料槽1和成型台4连接，回收料缸26连接于成型台4和底部，回收料缸26和料槽1连通。
根据本发明的一种可选的实施方式中，每两个所述条形楔块3分别和所述料槽1两个相对的内壁相抵。
一种光固化陶瓷3D打印材料铺料装置的使用方法，首先把所述第一伸缩杆17上端伸入其中一个所述按压式弹性自锁装置16内，启动所述电机21，带动所述活动机构往左移动，活动机构移动至料槽1最左侧时，控制电机21反转，带动活动机构往右移动，活动机构移动至料槽1最右侧时，控制电机21反转，如此反复，使第一刮刀5和第二刮刀10交替进行铺料。
实施过程：首先把第一伸缩杆17上端伸入左方按压式弹性自锁装置16，左方按压式弹性自锁装置16把第一伸缩杆17锁定在左方按压式弹性自锁装置16内，此时第一刮刀5的竖直方向高度高于第二刮刀10，此时第二刮刀10进行铺料。
启动电机21，动力输出轴211带动丝杠22旋转，由于传动块24和丝杠22螺纹连接，传动块24会带动承接板15往左移动，从而带动活动机构往左移动，第一球头柱销6和第二球头柱销11沿着斜面31上升至左方两个条形楔块3的最高端，此时第一伸缩杆17再次对左方按压式弹性自锁装置16进行按压，从而使第一伸缩杆17与左方按压式弹性自锁装置16解除锁定，第二伸缩杆18上端进入右方按压式弹性自锁装置16，对右方按压式弹性自锁装置16进行按压，从而使第二伸缩杆18与按压式弹性自锁装置16进行锁定，再控制电机21反转，传动机构往右移动，第一球头柱销6和第二球头柱销11脱离条形楔块3后，第一刮刀5由于解除了锁定，第一刮刀5会在第一弹性件8弹力作用下往下移动，第二刮刀10进行了锁定，第二刮刀10会在第二弹性件13弹力作用下，往下回弹一小段距离后锁定，此时状态是第一刮刀5的竖直方向高度低于第二刮刀10，此时第一刮刀5进行铺料。
同理，当第一球头柱销6和第二球头柱销11上升至右方条形楔块3的最高端时，第一伸缩杆17和左方按压式弹性自锁装置16锁定，第二伸缩杆18和右方按压式弹性自锁装置16解除锁定，反转电机21，第一球头柱销6和第二球头柱销11脱离右方条形楔块3后，第一刮刀5的竖直方向高度高于第二刮刀10，此时第二刮刀10进行铺料。
如此反复，进行铺料工序。
按压式弹性自锁装置16是一种通过按压可实现锁定和解除锁定其他部件的装置，按压式弹性自锁装置16内的按压式弹性自锁机构属于现有技术，例如内存卡和电脑之间的按压式连接。
成型缸2、成型台4以及回收料缸26均主要由铁氟龙制成。
第一直线承轴9、第二直线承轴14均主要由铝合金制成。
承接板15主要由铝制成。
料槽1、条形楔块3、斜面31、第一刮刀5、第一球头柱销6、第一光轴7、第一弹性件8、第一直线承轴9、第二刮刀10、第二球头柱销11、第二光轴12、第二弹性件13、第二直线承轴14、第一伸缩杆17、第二伸缩杆18以及均主要由不锈钢制成。
本发明通过条形楔块3的斜面31带动第一刮刀5和第二刮刀10上下移动，通过两个按压式弹性自锁装置16自动使第一刮刀5和第二刮刀10固定在不同高度，使活动机构运行平稳，减少了气动或电动升降装置带来的震动，传统铺料装置利用千分尺控制膏料层厚，本申请铺料装置的第一刮刀5和第二刮刀10紧贴料槽1台面，进行铺料，料槽1与成型缸2垂直，铺料层厚由成型台4下降距离决定，误差小从而，大幅提高了打印的精准度；
活动机构便于拆装，材料易得，后期打印完毕进行清洗的过程相对简便；
制成成型缸2、成型台4以及回收料缸26的铁氟龙材料具有这种材料具有抗酸抗碱、抗各种有机溶剂的特点，几乎不溶于所有的溶剂的特性，较为稳定。
本发明没有详细描述结构的部件、模块以及机构均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。
最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (5)

1.一种光固化陶瓷3D打印材料铺料装置，其特征是，包括料槽(1)和活动机构以及驱动机构，料槽(1)内底部连接有四个结构相同的条形楔块(3)，条形楔块(3)上设有斜面(31)；
活动机构包括第一刮刀(5)、第一弹性机构、第一伸缩杆(17)、第二刮刀(10)、第二弹性机构、第二伸缩杆(18)、承接板(15)以及按压式弹性自锁装置(16)，第一刮刀(5)上固接有两个第一球头柱销(6)，第二刮刀(10)上固接有两个第二球头柱销(11)；
第一弹性机构包括第一光轴(7)、第一弹性件(8)以及第一直线承轴(9)，第一光轴(7)一端和第一刮刀(5)固接，第一光轴(7)另一端和第一直线承轴(9)一端连接，第一直线承轴(9)另一端和承接板(15)固接，第一弹性件(8)套设在第一光轴(7)上，第一弹性件(8)一端和第一刮刀(5)相抵，第一弹性件(8)另一端和承接板(15)相抵；
第二弹性机构包括第二光轴(12)、第二弹性件(13)以及第二直线承轴(14)，第二光轴(12)一端和第二刮刀(10)固接，第二光轴(12)另一端和第二直线承轴(14)一端连接，第二直线承轴(14)另一端和承接板(15)固接，第二弹性件(13)套设在第二光轴(12)上，第二弹性件(13)一端和第二刮刀(10)相抵，第二弹性件(13)另一端和承接板(15)相抵；
两个按压式弹性自锁装置(16)连接于承接板(15)上，第一伸缩杆(17)一端和第一刮刀(5)固接，第一伸缩杆(17)另一端朝向其中一个按压式弹性自锁装置(16)，第二伸缩杆(18)一端和第二刮刀(10)固接，第二伸缩杆(18)另一端朝向另一个按压式弹性自锁装置(16)；
驱动机构和承接板(15)连接。
2.根据权利要求1所述的一种光固化陶瓷3D打印材料铺料装置，其特征是，所述驱动机构包括第一支撑板(19)、第二支撑板(20)、电机(21)、固定杆(23)、传动块(24)以及底座(25)；
第一支撑板(19)以及第二支撑板(20)分别连接于底座(25)上，电机(21)连接于第二支撑板(20)侧壁，电机(21)上的动力输出轴(211)一端连接有丝杠(22)，丝杠(22)一端穿过传动块(24)后和第一支撑板(19)侧壁转动连接，丝杠(22)和传动块(24)螺纹连接，传动块(24)和所述承接板(15)连接；
固定杆(23)架设于第一支撑板(19)和第二支撑板(20)之间，固定杆(23)穿过所述传动块(24)，固定杆(23)和传动块(24)滑动连接。
3.根据权利要求2所述的一种光固化陶瓷3D打印材料铺料装置，其特征是，所述铺料装置还包括成型缸(2)、成型台(4)以及回收料缸(26)，成型缸(2)和成型台(4)连接，所述料槽(1)和成型台(4)连接，回收料缸(26)连接于成型台(4)和底部，回收料缸(26)和料槽(1)连通。
4.根据权利要求2所述的一种光固化陶瓷3D打印材料铺料装置，其特征是，每两个所述条形楔块(3)分别和所述料槽(1)两个相对的内壁相抵。
5.一种基于权利要求2-4任一所述光固化陶瓷3D打印材料铺料装置的使用方法，其特征是，首先把所述第一伸缩杆(17)上端伸入其中一个所述按压式弹性自锁装置(16)内，启动所述电机(21)，带动所述活动机构往左移动，活动机构移动至料槽(1)最左侧时，控制电机(21)反转，带动活动机构往右移动，活动机构移动至料槽(1)最右侧时，控制电机(21)反转，如此反复，使第一刮刀(5)和第二刮刀(10)交替进行铺料。
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