CN114211377B - 一种由3d打印的金属产品侧面粗糙度处理装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种由3D打印的金属产品侧面粗糙度处理装置，包括抛光组件、打磨驱动机构、工作台，所述打磨驱动机构驱动抛光组件沿工作台的横向和纵向上移动，所述抛光组件包括打磨件、驱动打磨件转动的抛光驱动件，所述抛光打磨件包括打磨滚轮，在打磨滚轮自转的工况下，打磨滚轮将粘接剂和粉末混合物滚平以及将层与层粉末间的层边界滚平整，并且将侧面磨平，3D打印头先打印一层，然后通过打磨件打磨一层，边打磨边打印，从而使3D打印产品的侧面粗糙度提高，同时也可提高产品侧面加工精度。
Description
技术领域
本申请涉及3D打印技术领域，尤其是涉及一种由3D打印的金属产品侧面粗糙度处理装置。
背景技术
3D打印技术即增材制造技术，已广泛应用于粉末状金属这一类粘合材料的成型当中，通过逐层打印的方式来构造产品结构。打印时先打印金属基底，然后在基底上使用胶黏剂，将基底的粉末可靠的粘结在一起，接着在基底上再次铺设一层金属粉末，根据打印图案的数字模型要求，打印机选择性的在基底上铺设金属粉末，并再次用胶黏剂对金属粉末粘结，按该顺序逐层打印和铺设胶黏剂，最终形成产品的构造，（也称为粘接剂喷射）。
在上述3D打印技术中需要使用大量的胶黏剂，上下相邻两层之间的金属侧面经常会有多余的胶黏剂溢出，或者喷胶不足导致粉末松散，从而使得整个产品的侧面粗糙度比较低，影响产品的精度和美观。
发明内容
为了提高3D打印产品侧面的粗糙度和加工精度，本申请提供一种由3D打印的金属产品侧面粗糙度处理装置。
本申请提供的一种由3D打印的金属产品侧面粗糙度处理装置采用如下的技术方案：
一种由3D打印的金属产品侧面粗糙度处理装置，包括抛光组件、打磨驱动机构、工作台，所述打磨驱动机构驱动抛光组件沿工作台的横向和纵向上移动，所述抛光组件包括打磨件、驱动打磨件转动的抛光驱动件，所述打磨件包括打磨滚轮。
通过采用上述技术方案，打磨件上的打磨刀片与3D成型产品侧面溢出的胶黏剂接触，在打磨滚轮自转的工况下，打磨滚轮将粘接剂和粉末混合物滚平以及将层与层粉末间的层边界滚平整，并且将侧面磨平，3D打印头先打印一层，然后通过打磨件打磨一层，边打磨边打印，从而使3D打印产品的侧面粗糙度提高，同时也可提高产品侧面加工精度。
优选的，所述打磨滚轮的侧面凹陷形成有打磨凹槽，所述打磨凹槽的外边沿设置有打磨刀片。
通过采用上述技术方案，打磨刀片便于刮下来的废料进入到打磨凹槽内，减少打磨刀片表面堆积残留胶黏剂的情况，使打磨刀片即使在工作一段时间后，也能够保持较好的打磨效果。
优选的，装置还包括机架，所述打磨驱动机构包括Z轴滚珠丝杠副和Z轴驱动件，所述Z轴驱动件驱动Z轴滚珠丝杠副运动，以带动抛光驱动件在工作台纵向上运动。
通过采用上述技术方案，Z轴滚珠丝杠副带动抛光驱动件在工作台纵向上移动，从而控制打磨件的升降，便于打磨件在产品的厚度方向上对产品的侧面进行打磨。
优选的，所述工作台的一侧设置有清洗区，所述清洗区处设置有清洗枪和气源，所述气源与清洗枪连通。
通过采用上述技术方案，在打磨完后，打磨件在打磨驱动机构的驱动件进入到清洗区，清洗区的清洗枪对打磨滚轮上的打磨刀片和打磨凹槽进行清洗，减少胶黏剂残留在打磨滚轮上的情况出现。
优选的，所述打磨件内设置有容置腔，所述容置腔与打磨凹槽的靠内一端连通，所述容置腔内设置有顶锥机构、多个扩径顶块，每一所述扩径顶块的外侧设置有伸入至打磨凹槽内的顶料块，所述顶锥机构的一端由容置腔的底部延伸至打磨件外部，所述工作台上设置有触发件，所述触发件与顶锥机构的底端抵触，触发扩径顶块在容置腔内沿着容置腔的径向移动，以使顶料块在打磨凹槽内直线移动。
通过采用上述技术方案，顶料块将打磨凹槽内的胶黏剂残料向外推出，并且推料过程中也会带动打磨刀片上的胶黏剂残料剥离脱落，再配合上清洗枪的清洗，可以快速、高效的将沾黏的胶黏剂清理掉，便于下一次的打磨工作进行。
优选的，所述扩径顶块数量为三个，所述顶锥机构包括顶锥块、顶锥杆和复位弹簧，所述顶锥块的圆锥面与三个所述扩径顶块的底部相适配，所述顶锥杆的一端与所述顶锥块的顶部固定，另一端由容置腔的底部延伸至打磨件外部，所述复位弹簧套设于顶锥杆上，且一端与顶锥块的底部固定连接，另一端与容置腔的底部固定连接。
通过采用上述技术方案，复位弹簧可以对移动后的顶锥块进行拉力复位，使顶料块可以退回到打磨凹槽内，可以重复多次的进行工作。
优选的，所述触发件包括触发斜块，所述触发斜块安装于清洗区内，所述触发斜块上设置有抵触斜面，所述抵触斜面与顶锥杆的底部滑动抵触，所述抵触斜面的设置高度由清洗区的入口向内部逐渐升高。
通过采用上述技术方案，触发斜块上的抵触斜面与顶锥杆的底部相抵触，可触发顶锥机构在容置腔内工作，从而便于扩径顶块向外扩径移动。
优选的，所述打磨凹槽倾斜设置，且位于打磨件外的一端设置高度高于另一端的设置高度。
通过采用上述技术方案，打磨凹槽倾斜设置有利于残料进入到打磨凹槽内，也有利于顶料块将打磨凹槽内的残料推出到打磨凹槽外。
综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：
1.在打磨件自转的工况下，打磨刀片将胶粘剂刮掉，并且将侧面磨平，打印一层，然后通过打磨件打磨一层，边打磨边打印，从而使3D打印产品的侧面粗糙度提高，使3D打印产品的侧面加工精度提高；
2.旋转驱动组件驱动打磨滚轮旋转一定的角度，可以使打磨滚轮的表面与产品的斜侧面相贴合打磨，可以对不同斜度侧面的产品进行打磨。
附图说明
图1是本申请实施例一种由3D打印的金属产品侧面粗糙度处理装置的结构示意图。
图2是本申请实施例一种由3D打印的金属产品侧面粗糙度处理装置的后视图。
图3是本申请实施例一种由3D打印的金属产品侧面粗糙度处理装置中第一龙门架的爆炸示意图。
图4是本申请实施例一种由3D打印的金属产品侧面粗糙度处理装置中抛光组件和滑动座、旋转驱动组件的爆炸示意图。
图5是本申请实施例一种由3D打印的金属产品侧面粗糙度处理装置中抛光组件的结构示意图。
图6是图5中A部分放大示意图。
图7是本申请实施例一种由3D打印的金属产品侧面粗糙度处理装置中打磨件的爆炸示意图。
图8是本申请实施例一种由3D打印的金属产品侧面粗糙度处理装置中打磨件的剖面示意图。
图9是本申请实施例一种由3D打印的金属产品侧面粗糙度处理装置的整体结构示意图。
附图标记说明：1、机架；101、第一龙门架；2、工作台；201、成型槽；3、抛光组件；301、打磨件；302、抛光驱动件；303、打磨刀片；304、容置腔；305、打磨凹槽；4、第一驱动组件；401、第一驱动电机；402、第一滚珠丝杠副；403、第一滑块；5、打磨驱动机构；501、Z轴驱动电机；502、Z轴滚珠丝杠副；503、Z轴滑块；504、Z轴导向孔；505、Z轴导柱；6、横杆；7、滑动座；701、联动片；801、皮带驱动电机；802、皮带轮；803、环形皮带；9、顶锥机构；901、扩径顶块；902、顶锥块；903、顶锥杆；904、复位弹簧；905、顶料块；906、伸缩孔；10、磁体；11、清洗区；12、触发斜块；1201、抵触斜面；13、清洗枪；14、旋转驱动组件；1401、转动盘；1402、从动齿轮；1403、主动齿轮；1404、旋转驱动电机；1405、固定轴；15、3D打印头；16、第二龙门架。
具体实施方式
以下结合附图1-9对本申请作进一步详细说明。
本申请实施例公开一种由3D打印的金属产品侧面粗糙度处理装置。
参照图1和图2，一种由3D打印的金属产品侧面粗糙度处理装置包括抛光组件3、打磨驱动机构5、工作台2和机架1，打磨驱动机构5驱动抛光组件3沿工作台2的纵向上移动，抛光组件3包括打磨件301、驱动打磨件301转动的抛光驱动件302，打磨件301对成型的产品侧面进行打磨，将产品侧面磨至平整。
参照图1和图2，该装置还包括第一龙门架101、支架18，支架18分布于机架1相对的两侧，在支架18上安装有第一驱动组件4，第一驱动组件4包括第一驱动电机401、第一滚珠丝杠副402和第一滑块403，第一驱动电机401的电机轴与第一滚珠丝杠副402同轴固定，第一滑块403安装于第一滚珠丝杠副402上，第一滑块403与机架1的侧面贴合，且可在机架1的长度方向上直线运动，第一龙门架101底端焊接固定于第一滑块403的表面。第一驱动电机401工作，通过第一滚珠丝杠副402和第一滑块403配合，驱动第一龙门架101在机架1的长度方向上移动。
参照图1和图2，支架18上设置有第二龙门架16和第二驱动组件17，第二驱动组件17包括第二驱动电机、第二滚珠丝杠副和第二滑块，第二驱动组件的结构原理与第一驱动组件的结构原理相同，在此不做详细阐述。第二龙门架16的底部安装于第二滑块上，第二驱动组件17用于驱动第二龙门架16在机架1的长度方向上移动。
参照图1和图2，工作台2设置在机架1上，工作台2上设置有成型槽201，3D打印头15在成型槽201内由低到高的铺设粉末合金和粘结剂，逐层打印形成产品，打印时，首先铺设一层粉末合金，然后在铺设的粉末合金层上铺粘结剂，3D打印头15在第一驱动组件4的驱动下工作，3D打印头15对铺设粘结剂的地方进行打印，使其固化成型。另外第一龙门架101上还设置有驱动3D打印头15在工作台2高度方向和宽度方向移动的驱动机构，该驱动机构属于现有技术，在本实施例中不做详细阐述。
参照图2和图3，打磨驱动机构5包括Z轴驱动电机501、Z轴滑块503和Z轴滚珠丝杠副502，Z轴驱动电机501安装在第一龙门架101的底部侧面，位于工作台2的一侧，Z轴驱动电机501的电机轴与Z轴滚珠丝杠副502的一端同轴固定，Z轴滚珠丝杠副502沿第一龙门架101的高度方向上延伸设计，第一龙门架101上设置有与Z轴滚珠丝杠副502相平行的Z轴导柱505，Z轴滑块503螺纹套设于Z轴滚珠丝杠副502上，且Z轴滑块503上开设有Z轴导向孔504，Z轴导向孔504与Z轴导柱505滑动套接，Z轴驱动电机501工作，通过Z轴滚珠丝杠副502带动Z轴滑块503升降运动。
参照图2和图3，Z轴滑块503有两个，相对设置于第一龙门架101相对的两侧，且均通过独立的Z轴滚珠丝杠副502和Z轴驱动电机501带动；相对两个Z轴滑块503之间设置有横杆6，横杆6的两端与Z轴滑块503固定连接。
参照图3，相对两个Z轴滑块503上转动设置有一对皮带轮802，且在皮带轮802上套设有环形皮带803，环形皮带803实现两个皮带轮802的联动，其中一个Z轴滑块503上安装有皮带驱动电机801，且皮带驱动电机801与其中一皮带轮802同轴固定，皮带驱动电机801工作，通过皮带轮802带动环形皮带803环形运动。
参照图2和图3，横杆6上滑动套设有滑动座7，滑动座7的背面固定设置有联动片701，联动片701与环形皮带803的表面固定连接，环形皮带803工作，带动滑动座7在横杆6上直线往复滑动。
参照图3和图4，滑动座7的正面安装有旋转驱动组件14，旋转驱动组件14包括旋转驱动电机1404、主动齿轮1403、从动齿轮1402和转动盘1401，旋转驱动电机1404固定安装在滑动座7的背面，且旋转驱动电机1404的电机轴贯穿滑动座7后与主动齿轮1403同轴固定，从动齿轮1402安装于转动盘1401和滑动座7正面之间，且主动齿轮1403与从动齿轮1402相啮合，转动盘1401固定安装在抛光驱动件上，且与滑动座的正面相对设置，从动齿轮1402通过固定轴1405与转动盘1401固定连接，固定轴1405一端与转动盘1401固定连接，另一端与滑动座7转动连接。旋转驱动电机1404工作，通过主动齿轮1403与从动齿轮1402的啮合，带动转动盘1401转动，从而带动打磨件301转动角度，便于打磨件301对产品侧面为斜面的工况进行打磨。
抛光驱动件302包括抛光驱动电机，设置于滑动座7的一侧表面，打磨件301包括打磨滚轮，打磨滚轮的外形为圆柱状，且打磨滚轮的一端与抛光驱动电机的电机轴同轴固定，抛光驱动电机驱动打磨滚轮自转。
参照图5和图6，打磨滚轮的圆周外侧设置有打磨凹槽305，打磨凹槽305为圆形槽，在打磨凹槽305的外边沿设置有打磨刀片303，打磨刀片303为环形刀片，沿打磨凹槽305的外边沿周向设置，且打磨刀片303凸出于打磨滚轮的圆周侧面，打磨刀片303与成型产品的侧面接触，通过打磨刀片303将产品侧面溢出的胶粘剂刮下，使产品侧面保持平整。
参照图5和图6，打磨凹槽305倾斜设置于打磨滚轮上，在打磨滚轮的径向上，打磨凹槽305位于打磨滚轮外周侧的一端设置高度高于另一端的设置高度。
参照图7和图8，打磨滚轮内设置有容置腔304，容置腔304与打磨凹槽305的一端相连通，容置腔304内设置有顶锥机构9、多个扩径顶块901，在本实施例中，扩径顶块901的数量有三个，三个扩径顶块901围成一圆柱结构，且圆柱结构的直径小于容置腔304的内径，三个扩径顶块901的外侧面均设置有顶料块905，顶料块905的一端伸入至打磨凹槽305内。
参照图7和图8，顶锥机构9包括设置于容置腔304内的顶锥块902、顶锥杆903和复位弹簧904，顶锥块902的形状为圆锥体，三个扩径顶块901的底部与顶锥块902的圆锥表面形状相适配，顶锥杆903位于顶锥块902的底部，且一端与顶锥块902的底面固定连接，打磨滚轮的底面贯穿设有伸缩孔906，顶锥杆903的另一端穿过伸缩孔906，并延伸至打磨滚轮外部。
复位弹簧904套设于顶锥杆903上，且一端与顶锥块902的底部固定连接，另一端与容置腔304的底部固定连接，复位弹簧904可对顶锥块902的运动进行弹性复位。
参照图9，工作台2的一侧设置有清洗区11，清洗区11包括两块相对设置的围板1101，两个围板1101上均设置有清洗枪13、气源，气源包括高压气罐，并通过软管与清洗枪13连通，为清洗枪13输送高压气体，工作台2在相邻两个围板之间设置有触发件，触发件为触发斜块12，触发斜块12的表面为抵触斜面1201，抵触斜面1201的表面高度由清洗区11的入口向内部逐渐升高，清洗区11靠近打磨滚轮的一端端口为清洗区11的入口。
参照图7、图8和图9，打磨滚轮通过清洗区11的入口进入到清洗区11后，触发斜块12上的抵触斜面1201与顶锥杆903的底部固定，并且随着打磨滚轮在清洗区11内沿着抵触斜面1201的倾斜方向运动，抵触斜面1201抵住顶锥杆903向上运动，顶锥杆903带动顶锥块902上顶三个扩径顶块901，三个扩径顶块901向容置腔304的内壁靠近，靠近过程中顶料块905在打磨凹槽305内运动，将打磨刀片303刮下来的胶黏剂剥掉，在剥离的过程中清洗枪13喷出高压气体，对打磨滚轮上的打磨凹槽305和打磨刀片303进行清理。
本申请实施例一种由3D打印的金属产品侧面粗糙度处理装置的实施原理为：打磨驱动机构5驱动打磨件301在工作台2上进行横向和纵向上的移动，打磨件301转动，通过侧面的打磨刀片303，对成型产品的侧面进行打磨，打磨刀片303将侧面溢出的胶粘剂刮掉，将产品的侧面整平，部分会沾在打磨刀片303和打磨凹槽305内，在打磨完成后，移动工作台2和打磨滚轮，使打磨滚轮进入到清洗区11，顶锥杆903与触发斜块12上的抵触斜面1201相抵触，在抵触斜面1201的持续抵触下，顶锥杆903向上运动，通过顶锥块902上顶三个扩径顶块901向外侧运动，顶料块905在打磨凹槽305内移动，移动的过程中将打磨凹槽305内的残料推出，清洗枪13将打磨刀片303上的残料，使打磨滚轮在下次工作的过程中保持较好的打磨效果。
以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种由3D打印的金属产品侧面粗糙度处理装置，其特征在于：包括抛光组件(3)、打磨驱动机构(5)、工作台(2)，所述打磨驱动机构(5)驱动抛光组件(3)沿工作台(2)的横向和纵向上移动，所述抛光组件(3)包括打磨件(301)、驱动打磨件(301)转动的抛光驱动件(302)，所述打磨件(301)包括打磨滚轮，所述打磨滚轮的侧面凹陷形成有打磨凹槽(305)，所述打磨凹槽(305)的外边沿设置有打磨刀片(303)；所述打磨件(301)内设置有容置腔(304)，所述容置腔(304)与打磨凹槽(305)的靠内一端连通，所述容置腔(304)内设置有顶锥机构(9)、多个扩径顶块(901)，每一所述扩径顶块(901)的外侧设置有伸入至打磨凹槽(305)内的顶料块(905)，所述顶锥机构(9)的一端由容置腔(304)的底部延伸至打磨件(301)外部，所述工作台(2)上设置有触发件，所述触发件与顶锥机构(9)的底端抵触，触发扩径顶块(901)在容置腔(304)内沿着容置腔(304)的径向移动，以使顶料块(905)在打磨凹槽(305)内直线移动；所述扩径顶块(901)数量为三个，所述顶锥机构(9)包括顶锥块(902)、顶锥杆(903)和复位弹簧(904)，所述顶锥块(902)的圆锥面与三个所述扩径顶块(901)的底部相适配，所述顶锥杆(903)的一端与所述顶锥块(902)的顶部固定，另一端由容置腔(304)的底部延伸至打磨件(301)外部，所述复位弹簧(904)套设于顶锥杆(903)上，且一端与顶锥块(902)的底部固定连接，另一端与容置腔(304)的底部固定连接。
2.根据权利要求1所述的一种由3D打印的金属产品侧面粗糙度处理装置，其特征在于：装置还包括机架(1)，所述打磨驱动机构(5)包括Z轴滚珠丝杠副(502)和Z轴驱动件，所述Z轴驱动件驱动Z轴滚珠丝杠副(502)运动，以带动抛光驱动件(302)在工作台(2)纵向上运动。
3.根据权利要求1所述的一种由3D打印的金属产品侧面粗糙度处理装置，其特征在于：所述工作台(2)的一侧设置有清洗区(11)，所述清洗区(11)处设置有清洗枪(13)和气源，所述气源与清洗枪(13)连通。
4.根据权利要求1所述的一种由3D打印的金属产品侧面粗糙度处理装置，其特征在于：所述触发件包括触发斜块(12)，所述触发斜块(12)安装于清洗区(11)内，所述触发斜块(12)上设置有抵触斜面(1201)，所述抵触斜面(1201)与顶锥杆(903)的底部滑动抵触，所述抵触斜面(1201)的设置高度由清洗区(11)的入口向内部逐渐升高。
5.根据权利要求2所述的一种由3D打印的金属产品侧面粗糙度处理装置，其特征在于：所述打磨凹槽(305)倾斜设置，且位于打磨件(301)外的一端设置高度高于另一端的设置高度。
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