CN114770944B - 一种3d打印用粉末混料设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种3D打印用粉末混料设备，本方案通过将含量较多的主材料直接置于双锥混合筒内部，将待添加的辅助材料置于储料盒内部，利用抽气泵配合电磁流量阀使得各类辅助材料按比例进入初级混合腔，并在气流的作用下进行初步混合，有效避免了直接将含量较少的辅助材料添加至双锥混合筒内部，导致其无法均匀的与主材料混合，有效提高了混合均匀程度，同时利用电磁环将伸缩管推出进料转轴并深入双锥混合筒内部，在压力的作用下膨胀释料囊体积扩张，射料孔直径和角度均增大，辅助材料从射料孔射出并均匀的分散在双锥混合筒内部，有效提高了材料的混合效率，减少了微量辅材无法均匀散布的问题。

Description

一种3D打印用粉末混料设备

技术领域

本发明涉及一种3D打印用粉末混料设备。

背景技术

3D打印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。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。

工作人员在使用3D打印设备时，会大量使用到粉末型耗材，为了得到所需的材料特性，往往需要多种粉末混合使用，通常利用双锥型混合设备对粉末型耗材进行均匀混合，以便于3D打印设备正常的工作，同时提高打印出来的产品质量，但是由于需要同时混合的材料种类较多，且部分种类含量较少，同时添加至双锥型混合设备内部进行混合，容易造成混料不均匀，从而导致产品质量有瑕疵。

为此，我们提出一种3D打印用粉末混料设备来有效解决现有技术中所存在的一些问题。

发明内容

1．要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种3D打印用粉末混料设备，通过将含量较多的主材料直接置于双锥混合筒内部，将待添加的辅助材料置于储料盒内部，利用抽气泵配合电磁流量阀使得各类辅助材料按比例进入初级混合腔，并在气流的作用下进行初步混合，有效避免了直接将含量较少的辅助材料添加至双锥混合筒内部，导致其无法均匀的与主材料混合，有效提高了混合均匀程度，同时利用电磁环将伸缩管推出进料转轴并深入双锥混合筒内部，在压力的作用下膨胀释料囊体积扩张，射料孔直径和角度均增大，辅助材料从射料孔射出并均匀的分散在双锥混合筒内部，有效提高了材料的混合效率，减少了微量辅材无法均匀散布的问题。

2．技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种3D打印用粉末混料设备，包括双锥混合筒，双锥混合筒左右两侧分别设有添料基座和动力基座，动力基座上端设有伺服电机，伺服电机输出端通过转轴连接于双锥混合筒右端，添料基座左端开设有储料槽，储料槽内部设有储料盒，储料盒内部通过隔板分隔有多个储料区，添料基座内部开设有初级混合腔，初级混合腔下端设有抽气泵，抽气泵下端通过进料通道连接有多个抽料管，多个抽料管分别对应一个储料区，抽料管内部设有电磁流量阀，初级混合腔上端连通有进料转轴，进料转轴另一端贯穿添料基座右壁并延伸至双锥混合筒内部，进料转轴与双锥混合筒转动连接，进料转轴内部滑动设有伸缩补料管，伸缩补料管包括伸缩管，伸缩管右端设有膨胀释料囊，膨胀释料囊外壁开设有多个射料孔，伸缩管左端设有磁环，添料基座内部设有与磁块位置对应的电磁环，电磁环与磁块磁性连接。

进一步的，初级混合腔内部设有气旋分散罩，气旋分散罩包括挡料罩，挡料罩下端环形等距设有多个支撑杆，支撑杆固定连接于初级混合腔底壁。

进一步的，挡料罩外壁转动设有旋转拌合环，旋转拌合环外壁环形等距设有多个混合叶，混合叶包括相互连接的持力杆和旋叶，混合叶向同一侧倾斜。

进一步的，双锥混合筒上端设有密封端，密封端上端设有搅拌组件，搅拌组件包括电机，电机输出端固定设有转动杆，转动杆贯穿密封端并延伸至双锥混合筒内部，转动杆外壁环形等距设有多个搅拌杆。

进一步的，搅拌杆与双锥混合筒内壁尺寸相适配，搅拌杆外壁设有多个破碎凸起。

进一步的，密封端上端设有与电机位置对应的固定座，固定座采用橡胶材料制成，固定座外壁开设有多个散热孔。

进一步的，双锥混合筒下端设有出料口，出料口内部设有电磁出料阀。

进一步的，抽料管外壁呈波纹状，抽料管包括外部的保护层，保护层内部设有低阻层，保护层采用橡胶材料制成。

进一步的，伸缩管外部开设有多个滑槽，进料转轴内部设有与滑槽位置对应的滑条。

进一步的，添料基座前端设有控制器，控制器与电磁流量阀电性连接，储料槽外侧转动设有防尘板。

3．有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

（1）本方案通过将含量较多的主材料直接置于双锥混合筒内部，将待添加的辅助材料置于储料盒内部，利用抽气泵配合电磁流量阀使得各类辅助材料按比例进入初级混合腔，并在气流的作用下进行初步混合，有效避免了直接将含量较少的辅助材料添加至双锥混合筒内部，导致其无法均匀的与主材料混合，有效提高了混合均匀程度，同时利用电磁环将伸缩管推出进料转轴并深入双锥混合筒内部，在压力的作用下膨胀释料囊体积扩张，射料孔直径和角度均增大，辅助材料从射料孔射出并均匀的分散在双锥混合筒内部，有效提高了材料的混合效率，减少了微量辅材无法均匀散布的问题。

（2）本方案中的初级混合腔内部设有气旋分散罩，气旋分散罩包括挡料罩，挡料罩下端环形等距设有多个支撑杆，支撑杆固定连接于初级混合腔底壁，挡料罩外壁转动设有旋转拌合环，旋转拌合环外壁环形等距设有多个混合叶，混合叶包括相互连接的持力杆和旋叶，混合叶向同一侧倾斜，利用挡料罩对辅料进行有效阻挡，避免辅料未经过初步混合而直接进入进料转轴，有效提高了辅料的初步混合程度，同时利用混合叶对辅料进行搅拌，进一步提高了辅料的混合均匀性，持力杆则增强了混合叶的强度，提高了该旋转拌合环的使用寿命。

（3）本方案中的双锥混合筒上端设有密封端，密封端上端设有搅拌组件，搅拌组件包括电机，电机输出端固定设有转动杆，转动杆贯穿密封端并延伸至双锥混合筒内部，转动杆外壁环形等距设有多个搅拌杆，利用电机带动转动杆以及搅拌杆转动，使得双锥混合筒内部的材料不仅可以在轴向的搅拌，同时实现了纵向的搅拌，进一步提高了材料的混合效率与混合程度，为产品质量的提升起到了至关重要的作用。

（4）本方案中的搅拌杆与双锥混合筒内壁尺寸相适配，搅拌杆外壁设有多个破碎凸起，搅拌杆与双锥混合筒内壁尺寸相适配则是为了提高了搅拌的充分性，减少搅拌的死角，提高了材料混合的充分性，利用破碎凸起对成团结块的材料进行单点破碎，提高了破碎的效率。

（5）本方案中的密封端上端设有与电机位置对应的固定座，固定座采用橡胶材料制成，固定座外壁开设有多个散热孔，利用橡胶制成的固定座可以有效减少电机的震动噪音，同时利用散热孔对电机进行有效的散热，延长了电机的使用时间。

（6）本方案中的抽料管外壁呈波纹状，抽料管包括外部的保护层，保护层内部设有低阻层，保护层采用橡胶材料制成，波纹状的抽料管增加了形变能力，有助于工作人员对其进行弯折，便于取出储料盒对其进行清洁。

（7）本方案中的伸缩管外部开设有多个滑槽，进料转轴内部设有与滑槽位置对应的滑条，利用滑条对滑槽的限位作用，避免了伸缩管在进料转轴内部晃动，提高了添加辅料时的稳定性。

附图说明

图1为本发明的主体结构示意图；

图2为本发明的主体结构爆炸图；

图3为本发明的添料基座剖视图；

图4为本发明在正常状态下的进料转轴和伸缩补料管结合处剖视图；

图5为本发明的伸缩补料管结构示意图；

图6为本发明的抽料管剖视图；

图7为本发明的气旋分散罩结构示意图；

图8为本发明的气旋分散罩爆炸图；

图9为本发明的搅拌组件结构示意图；

图10为本发明在工作状态下的进料转轴和伸缩补料管结合处剖视图。

图中标号说明：

1添料基座、101储料槽、102初级混合腔、11储料盒、12防尘板、13抽料管、131保护层、132低阻层、14电磁流量阀、15抽气泵、16进料转轴、17伸缩补料管、171伸缩管、172膨胀释料囊、18控制器、2动力基座、3双锥混合筒、4搅拌组件、41电机、42转动杆、43搅拌杆、44固定座、5出料口、6密封端、7气旋分散罩、71挡料罩、72支撑杆、73旋转拌合环。

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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是适配型号元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1-4，一种3D打印用粉末混料设备，包括双锥混合筒3，双锥混合筒3左右两侧分别设有添料基座1和动力基座2，动力基座2上端设有伺服电机，伺服电机输出端通过转轴连接于双锥混合筒3右端，添料基座1左端开设有储料槽101，储料槽101内部设有储料盒11，储料盒11内部通过隔板分隔有多个储料区，添料基座1内部开设有初级混合腔102，初级混合腔102下端设有抽气泵15，抽气泵15下端通过进料通道连接有多个抽料管13，多个抽料管13分别对应一个储料区，抽料管13内部设有电磁流量阀14，初级混合腔102上端连通有进料转轴16，进料转轴16另一端贯穿添料基座1右壁并延伸至双锥混合筒3内部，进料转轴16与双锥混合筒3转动连接，进料转轴16内部滑动设有伸缩补料管17，伸缩补料管17包括伸缩管171，伸缩管171右端设有膨胀释料囊172，膨胀释料囊172外壁开设有多个射料孔，伸缩管171左端设有磁环，添料基座1内部设有与磁块位置对应的电磁环，电磁环与磁块磁性连接。

请参阅图5，伸缩管171外部开设有多个滑槽，进料转轴16内部设有与滑槽位置对应的滑条，利用滑条对滑槽的限位作用，避免了伸缩管171在进料转轴16内部晃动，提高了添加辅料时的稳定性。

请参阅图6，抽料管13外壁呈波纹状，抽料管13包括外部的保护层131，保护层131内部设有低阻层132，保护层131采用橡胶材料制成，波纹状的抽料管13增加了形变能力，有助于工作人员对其进行弯折，便于取出储料盒11对其进行清洁。

请参阅图7-8，初级混合腔102内部设有气旋分散罩7，气旋分散罩7包括挡料罩71，挡料罩71下端环形等距设有多个支撑杆72，支撑杆72固定连接于初级混合腔102底壁，挡料罩71外壁转动设有旋转拌合环73，旋转拌合环73外壁环形等距设有多个混合叶，混合叶包括相互连接的持力杆和旋叶，混合叶向同一侧倾斜，利用挡料罩71对辅料进行有效阻挡，避免辅料未经过初步混合而直接进入进料转轴16，有效提高了辅料的初步混合程度，同时利用混合叶对辅料进行搅拌，进一步提高了辅料的混合均匀性，持力杆则增强了混合叶的强度，提高了该旋转拌合环73的使用寿命。

请参阅图9，双锥混合筒3上端设有密封端6，密封端6上端设有搅拌组件4，搅拌组件4包括电机41，电机41输出端固定设有转动杆42，转动杆42贯穿密封端6并延伸至双锥混合筒3内部，转动杆42外壁环形等距设有多个搅拌杆43，利用电机41带动转动杆42以及搅拌杆43转动，使得双锥混合筒3内部的材料不仅可以在轴向的搅拌，同时实现了纵向的搅拌，进一步提高了材料的混合效率与混合程度，为产品质量的提升起到了至关重要的作用。

搅拌杆43与双锥混合筒3内壁尺寸相适配，搅拌杆43外壁设有多个破碎凸起，搅拌杆43与双锥混合筒3内壁尺寸相适配则是为了提高了搅拌的充分性，减少搅拌的死角，提高了材料混合的充分性，利用破碎凸起对成团结块的材料进行单点破碎，提高了破碎的效率。

密封端6上端设有与电机41位置对应的固定座44，固定座44采用橡胶材料制成，固定座44外壁开设有多个散热孔，利用橡胶制成的固定座44可以有效减少电机41的震动噪音，同时利用散热孔对电机41进行有效的散热，延长了电机41的使用时间。

在此需要补充的是，双锥混合筒3下端设有出料口5，出料口5内部设有电磁出料阀，添料基座1前端设有控制器18，控制器18与电磁流量阀14电性连接，储料槽101外侧转动设有防尘板12。

工作人员在使用该设备对粉末型耗材进行混合前，首先需要对双锥混合筒3内部进行清洁并干燥处理，然后将称量完成的主材料加入双锥混合筒3内部，并将称量后的各种辅材分类置于对应的储料区后关闭防尘板12，最后在控制器18中设定每种辅材的含量。

工作人员在使用该设备时，请参阅图10，利用抽气泵15配合电磁流量阀14使得各类辅助材料按比例进入初级混合腔102，并在气流的作用下进行初步混合，有效避免了直接将含量较少的辅助材料添加至双锥混合筒3内部，导致其无法均匀的与主材料混合，有效提高了混合均匀程度，同时利用电磁环将伸缩管171推出进料转轴16并深入双锥混合筒3内部，在压力的作用下膨胀释料囊172体积扩张，射料孔直径和角度均增大，辅助材料从射料孔射出并均匀的分散在双锥混合筒3内部，有效提高了材料的混合效率，减少了微量辅材无法均匀散布的问题。

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改进构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (7)

1.一种3D打印用粉末混料设备，包括双锥混合筒（3），所述双锥混合筒（3）左右两侧分别设有添料基座（1）和动力基座（2），其特征在于：所述动力基座（2）上端设有伺服电机，所述伺服电机输出端通过转轴连接于双锥混合筒（3）右端，所述添料基座（1）左端开设有储料槽（101），所述储料槽（101）内部设有储料盒（11），所述储料盒（11）内部通过隔板分隔有多个储料区，所述添料基座（1）内部开设有初级混合腔（102），所述初级混合腔（102）下端设有抽气泵（15），所述抽气泵（15）下端通过进料通道连接有多个抽料管（13），多个所述抽料管（13）分别对应一个储料区，所述抽料管（13）内部设有电磁流量阀（14），所述初级混合腔（102）上端连通有进料转轴（16），所述进料转轴（16）另一端贯穿添料基座（1）右壁并延伸至双锥混合筒（3）内部，所述进料转轴（16）与双锥混合筒（3）转动连接，所述进料转轴（16）内部滑动设有伸缩补料管（17），所述伸缩补料管（17）包括伸缩管（171），所述伸缩管（171）右端设有膨胀释料囊（172），所述膨胀释料囊（172）外壁开设有多个射料孔，所述伸缩管（171）左端设有磁环，所述添料基座（1）内部设有与磁块位置对应的电磁环，所述电磁环与磁块磁性连接；所述初级混合腔（102）内部设有气旋分散罩（7），所述气旋分散罩（7）包括挡料罩（71），所述挡料罩（71）下端环形等距设有多个支撑杆（72），所述支撑杆（72）固定连接于初级混合腔（102）底壁；所述挡料罩（71）外壁转动设有旋转拌合环（73），所述旋转拌合环（73）外壁环形等距设有多个混合叶，所述混合叶包括相互连接的持力杆和旋叶，所述混合叶向同一侧倾斜；所述双锥混合筒（3）上端设有密封端（6），所述密封端（6）上端设有搅拌组件（4），所述搅拌组件（4）包括电机（41），所述电机（41）输出端固定设有转动杆（42），所述转动杆（42）贯穿密封端（6）并延伸至双锥混合筒（3）内部，所述转动杆（42）外壁环形等距设有多个搅拌杆（43）。

2.根据权利要求1所述的一种3D打印用粉末混料设备，其特征在于：所述搅拌杆（43）与双锥混合筒（3）内壁尺寸相适配，所述搅拌杆（43）外壁设有多个破碎凸起。

3.根据权利要求1所述的一种3D打印用粉末混料设备，其特征在于：所述密封端（6）上端设有与电机（41）位置对应的固定座（44），所述固定座（44）采用橡胶材料制成，所述固定座（44）外壁开设有多个散热孔。

4.根据权利要求1所述的一种3D打印用粉末混料设备，其特征在于：所述双锥混合筒（3）下端设有出料口（5），所述出料口（5）内部设有电磁出料阀。

5.根据权利要求1所述的一种3D打印用粉末混料设备，其特征在于：所述抽料管（13）外壁呈波纹状，所述抽料管（13）包括外部的保护层（131），所述保护层（131）内部设有低阻层（132），所述保护层（131）采用橡胶材料制成。

6.根据权利要求1所述的一种3D打印用粉末混料设备，其特征在于：所述伸缩管（171）外部开设有多个滑槽，所述进料转轴（16）内部设有与滑槽位置对应的滑条。

7.根据权利要求1所述的一种3D打印用粉末混料设备，其特征在于：所述添料基座（1）前端设有控制器（18），所述控制器（18）与电磁流量阀（14）电性连接，所述储料槽（101）外侧转动设有防尘板（12）。