CN115319882A - 一种悬臂式双向切换3d打印刮刀 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种悬臂式双向切换3D打印刮刀，包括：支撑基板、驱动组件以及刮刀装置，支撑基板垂直于打印平台进行设置，驱动组件设置在支撑基板上；刮刀装置包括：L型支撑部件以及刮刀部件。悬臂式的结构设计实现刮刀的单侧固定与驱动，单侧固定与驱动的方式具有占用空间小的优势，进而使设备整体尺寸大幅减小，同时使设备加工及安装调试难度大大下降；适用于粘度大且无流动性的陶瓷浆料进行刮平操作；运行稳定，具有结构简洁、稳定性高、操作方便的优点。

Description

一种悬臂式双向切换3D打印刮刀

技术领域

本发明涉及3D打印设备技术领域，尤其涉及一种悬臂式双向切换3D打印刮刀。

背景技术

精细陶瓷一般是指以氧化物、氮化物、硼化物、碳化物等为主要原料的打印材料，其特点是粘度大、无流动性，在制作中易产生气泡，使陶瓷浆料在打印过程中难以刮平，因此在使用陶瓷浆料时如何保证刮平、稳定为现有技术中的难题。

目前，3D打印机所使用的刮刀结构多为电机配合滚珠丝杆传动结构实现刮刀驱动，且打印平台两侧均需要铺设导轨，不仅体积大，占用整体设备空间，导致机加工件尺寸偏大，加工精度要求高，安装调整也不方便，而且由于陶瓷浆料的特殊性，易发生打印材料泄露，导致材料的浪费。

除此之外，目前刮刀结构大多只能单向刮料，且缺少定位调整机构，不仅造成打印材料浪费，而且易出现打印材料铺不平等问题，对打印精度有一定影响。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种悬臂式双向切换3D打印刮刀。为了对披露的实施例的一些方面有一个基本的理解，下面给出了简单的概括。该概括部分不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围。其唯一目的是用简单的形式呈现一些概念，以此作为后面的详细说明的序言。

本发明采用如下技术方案：

本发明提供一种悬臂式双向切换3D打印刮刀，包括：支撑基板、驱动组件以及刮刀装置，所述支撑基板垂直于打印平台进行设置，所述驱动组件设置在所述支撑基板上；所述刮刀装置包括：L型支撑部件以及设置在所述L型支撑部件前侧的刮刀部件，所述驱动组件的动力输出端与所述L型支撑部件的背侧连接，且所述刮刀部件位于打印平台上方。

进一步的，所述刮刀部件包括：V型翘板、刀片以及轴承支座；所述V型翘板的两侧设置刀架，所述刀片设置在所述刀架上，所述V型翘板的中间部位设置转轴，所述转轴通过轴承与所述轴承支座连接，所述轴承支座设置在所述L型支撑部件上。

进一步的，所述的一种悬臂式双向切换3D打印刮刀，还包括：设置在打印平台两侧的导向块固定座，所述导向块固定座上设置导向块，所述导向块的底部开设倾斜面；所述刮刀部件还包括：定位块，所述定位块设置在所述V型翘板上且位于所述轴承支座的两侧。

进一步的，所述L型支撑部件包括：竖向安装板以及水平安装台，所述水平安装台设置在所述竖向安装板上；所述驱动组件的动力输出端与所述竖向安装板的背侧连接，所述轴承支座设置在所述水平安装台上。

进一步的，所述刮刀部件还包括：电磁铁及导磁片；所述电磁铁设置在所述水平安装台上，所述导磁片设置在所述V型翘板的下表面。

进一步的，所述刮刀部件还包括：设置在所述V型翘板上的定位螺钉。

进一步的，所述刮刀部件还包括：挡料板；所述挡料板设置在所述水平安装台上且位于所述刀片的两侧。

进一步的，所述竖向安装板上设置加强筋。

进一步的，所述驱动组件包括：电机、同步带、第一带轮以及第二带轮；所述电机及所述第二带轮设置在所述支撑基板上，所述第一带轮设置在所述电机的动力输出轴上，所述同步带两端分别套设在所述第一带轮与所述第二带轮上，所述同步带作为所述驱动组件的动力输出端与所述竖向安装板的背侧连接。

进一步的，所述驱动组件还包括：导轨及滑块，所述导轨设置在支撑基板上，所述滑块与所述竖向安装板的背侧连接。

本发明所带来的有益效果：

1.本发明悬臂式的结构设计实现刮刀的单侧固定与驱动，单侧固定与驱动的方式具有占用空间小的优势，进而使设备整体尺寸大幅减小，同时使设备加工及安装调试难度大大下降；

2.适用于粘度大且无流动性的陶瓷浆料进行刮平操作；

3.缩小整体设备体积的前提下，本发明的结构设计还可保证运行稳定性，具有结构简洁、稳定性高、操作方便的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

图1是本发明一种悬臂式双向切换3D打印刮刀的结构示意图；

图2是本发明刮刀装置的结构示意图；

图3是本发明L型支撑部件的结构示意图；

图4是本发明刮刀部件的结构示意图；

图5是本发明电磁铁与导磁片的位置示意图；

图6是本发明定位螺钉的位置示意图；

图7是本发明驱动组件、刮刀装置与打印平台的位置示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。应当明确，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作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-7所示，本发明提供一种悬臂式双向切换3D打印刮刀，用于实现光固化3D打印系统的刮料操作，具体包括：支撑基板1、驱动组件2、刮刀装置3、导向块固定座4。

支撑基板1垂直于打印平台5进行设置，具体实施时，可将打印平台5安装在支撑基板1上，且安装时保证打印平台5上表面与支撑基板1的前表面相互垂直，使得打印平台5悬空设置在支撑基板1上，实现单侧固定。驱动组件2与刮刀装置3同样悬空设置在支撑基板1上，且刮刀装置3由驱动组件2进行驱动，实现在打印平台5的上方左右往复移动。

刮刀装置3包括：L型支撑部件31以及刮刀部件32。

驱动组件2的动力输出端与L型支撑部件31的背侧连接，刮刀部件32设置在L型支撑部件31的前侧，且刮刀部件32位于打印平台5的上方，使得刮刀装置3实现单侧固定在支撑基板1上，同时驱动组件2驱动刮刀装置3在打印平台5上方左右移动。悬臂式的结构设计实现刮刀的单侧固定与驱动，单侧固定与驱动的方式具有占用空间小的优势，进而使设备整体尺寸大幅减小，同时使设备加工及安装调试难度大大下降。

L型支撑部件31包括：竖向安装板311以及水平安装台312。水平安装台312设置在竖向安装板311上；驱动组件2的动力输出端与竖向安装板311的背侧连接，刮刀部件32设置在水平安装台312上。上述结构设计使得L型支撑部件31可作为悬臂支撑刮刀部件32，实现刮刀部件32的单侧悬空固定，具有结构稳定，占用空间小的优势。

优选的，竖向安装板311上设置加强筋313。加强筋313的设计可保证L型支撑部件31的刚度，防止L型支撑部件31长时间使用后出现变形，影响打印精度。

刮刀部件32包括：V型翘板321、刀片322、轴承支座323、定位块324、电磁铁325、导磁片326、定位螺钉327、挡料板328、刀架329、调整螺栓330、转轴331。

V型翘板321的两侧设置刀架329，两个刀架329分别通过调整螺栓330与V型翘板321连接，刀片322设置在刀架329上。刀片322刃口与打印平台5之间留有特定间隙，拧动调整螺栓330可对刀片322的高度进行微调，高度与工作台铺料所需厚度相对应，料层厚度一般为0.02mm～0.2mm，陶瓷浆料通过打印平台5时就会填充间隙，从而实现铺料的效果。

V型翘板321的中间部位设置转轴331，转轴331通过轴承与轴承支座323连接，轴承支座323设置在水平安装台312上，使得V型翘板321可在水平安装台312上摆动，从而实现两侧刀片322的切换。

定位块324设置在V型翘板321上且位于轴承支座323的两侧。导向块固定座4设置在打印平台5两侧，导向块固定座4上设置导向块41，导向块41的底部开设倾斜面。当刮刀部件32移动到当前侧的导向块固定座4位置处时，定位块324撞击导向块41，由于导向块41底面具有倾斜角度，使得定位块324受到一个向下的分力，继而推动当前侧的定位块324向下移动，带动V型翘板321摆动，使得当前侧的刀片向下移动投入使用，另一侧刀片抬起，至此完成一次刮刀的切换操作。当刮刀部件32移动到另一侧的导向块固定座4位置处时，通过另一侧定位块324的撞击实现V型翘板321的摆动。采用左右两个刀片往复的偏摆设计，实现刮刀部件32的钟摆式换向，使得刮刀的切换在刮刀部件32移动到两侧边界位置时自动执行，且切换方式简单稳定，切换迅速。

电磁铁325设置在水平安装台312上，导磁片326设置在V型翘板321的下表面，与电磁铁325位置相对应。V型翘板321摆动到当前侧时，电磁铁325与导磁片326配合使用，在磁力的作用下吸牢，进行锁紧。V型翘板321需要换向时，当前侧电磁铁325失磁，当V型翘板321摆动到另外一侧后，另外一侧的电磁铁325吸住另一侧的导磁片326即可实现锁定。

定位螺钉327设置在V型翘板321上。可调节定位螺钉327的拧入深度以调整其伸出V型翘板321部分的长度，当V型翘板321向一侧摆动时，定位螺钉327会撞击到水平安装台312，使得V型翘板321无法再继续摆动，因此，定位螺钉327可起到一个限位作用，调整定位螺钉327伸出的长度即可调整V型翘板321摆动到的最终位置，进而保证了V型翘板321摆动的重复定位精度，即可保证刮刀切换过程中刀片与打印平台之间一直保持相同的间隔距离。

挡料板328设置在水平安装台312上且位于刀片322的两侧。挡料板328在整个刮刀部件32工作过程中，可以将陶瓷浆料始终挡在刮刀部件32的内侧，能有效防止材料外泄，避免材料的浪费。

驱动组件2包括：电机21、同步带22、第一带轮23、第二带轮24、导轨25及滑块。

导轨25设置在支撑基板1上，滑块设置在导轨25上，且滑块与竖向安装板311的背侧连接，导轨25与滑块构成直线导轨结构。电机21设置在支撑基板1上，第二带轮24通过悬臂销安装在支撑基板1上，第一带轮23设置在电机21的动力输出轴上，同步带22两端分别套设在第一带轮23与第二带轮24上，同步带22作为驱动组件2的动力输出端与竖向安装板311的背侧连接。

电机21正转/反转时即可带动同步带22顺时针/逆时针转动，由于L型支撑部件31与同步带22固定连接，在同步带22的带动下实现其沿导轨25水平运动，进而带动刮刀部件32水平运动，使刮刀部件32可以顺畅的刮平从供料系统挤出的陶瓷浆料。

刮刀装置3单侧固定在导轨滑块上，并依靠驱动组件2来实现整个刮刀装置在水平方向上的平移，且采用左右两个刀片322往复的偏摆设计，V型翘板321配合导向块固定座4实现刮刀部件32的钟摆式换向，以令刮刀部件32完成在位于L型支撑部件31移动方向上的相对的两侧上下交替移动，实现刮刀装置3的双向刮料。不仅节约打印材料，而且提高打印效率，且本发明双向刮刀设计结构稳定，切换方式快捷，同时还可保证切换后刮刀的定位精度。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，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，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种悬臂式双向切换3D打印刮刀，其特征在于，包括：支撑基板、驱动组件以及刮刀装置，所述支撑基板垂直于打印平台进行设置，所述驱动组件设置在所述支撑基板上；

所述刮刀装置包括：L型支撑部件以及设置在所述L型支撑部件前侧的刮刀部件，所述驱动组件的动力输出端与所述L型支撑部件的背侧连接，且所述刮刀部件位于打印平台上方。

2.根据权利要求1所述的一种悬臂式双向切换3D打印刮刀，其特征在于，所述刮刀部件包括：V型翘板、刀片以及轴承支座；

所述V型翘板的两侧设置刀架，所述刀片设置在所述刀架上，所述V型翘板的中间部位设置转轴，所述转轴通过轴承与所述轴承支座连接，所述轴承支座设置在所述L型支撑部件上。

3.根据权利要求2所述的一种悬臂式双向切换3D打印刮刀，其特征在于，还包括：设置在打印平台两侧的导向块固定座，所述导向块固定座上设置导向块，所述导向块的底部开设倾斜面；

所述刮刀部件还包括：定位块，所述定位块设置在所述V型翘板上且位于所述轴承支座的两侧。

4.根据权利要求3所述的一种悬臂式双向切换3D打印刮刀，其特征在于，所述L型支撑部件包括：竖向安装板以及水平安装台，所述水平安装台设置在所述竖向安装板上；所述驱动组件的动力输出端与所述竖向安装板的背侧连接，所述轴承支座设置在所述水平安装台上。

5.根据权利要求4所述的一种悬臂式双向切换3D打印刮刀，其特征在于，所述刮刀部件还包括：电磁铁及导磁片；所述电磁铁设置在所述水平安装台上，所述导磁片设置在所述V型翘板的下表面。

6.根据权利要求5所述的一种悬臂式双向切换3D打印刮刀，其特征在于，所述刮刀部件还包括：设置在所述V型翘板上的定位螺钉。

7.根据权利要求6所述的一种悬臂式双向切换3D打印刮刀，其特征在于，所述刮刀部件还包括：挡料板；所述挡料板设置在所述水平安装台上且位于所述刀片的两侧。

8.根据权利要求7所述的一种悬臂式双向切换3D打印刮刀，其特征在于，所述竖向安装板上设置加强筋。

9.根据权利要求8所述的一种悬臂式双向切换3D打印刮刀，其特征在于，所述驱动组件包括：电机、同步带、第一带轮以及第二带轮；

所述电机及所述第二带轮设置在所述支撑基板上，所述第一带轮设置在所述电机的动力输出轴上，所述同步带两端分别套设在所述第一带轮与所述第二带轮上，所述同步带作为所述驱动组件的动力输出端与所述竖向安装板的背侧连接。

10.根据权利要求9所述的一种悬臂式双向切换3D打印刮刀，其特征在于，所述驱动组件还包括：导轨及滑块，所述导轨设置在支撑基板上，所述滑块与所述竖向安装板的背侧连接。

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