CN207465890U - 一种3d打印机及其铺料装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种3D打印机及其铺料装置，辅料装置包括用于放置成型板的料槽以及将料槽内的浆料铺平到成型板上的铺料机构，所述料槽一侧设置有辅槽，所述辅槽内安装有料辊、安装在料辊一端用于驱动料辊转动的驱动件以及与料辊配合用于浆料存留的挡板，所述铺料机构与挡板配合。料槽可以为成型板填充浆料，通过铺料机构对料槽表面的浆料进行去气泡和铺平，通过辅槽的设置，用于存放浆料，再通过料辊将辅槽内的浆料通过料辊的表面均匀的进行输送浆料，并且将这些浆料均匀的铺设在挡板上，再通过铺料机构进行平铺，结构简单，并且将浆料在填充的时候比较均匀。

Description

一种3D打印机及其铺料装置

技术领域

本实用新型涉及一种增材制造设备，更具体地说，它涉及一种3D打印机及其铺料装置。

背景技术

增材制造(AdditiveManufacturing，AM)技术,又称3D打印技术,是采用材料逐渐累加的方法制造实体零件的技术，相对于传统的材料去除-切削加工技术，有着独特的特点和优势。单层固化厚度对3D打印的实体零件质量有极大影响。针对激光固化成型，其成型材料为液态光敏树脂，液态光敏树脂具有一定的黏性，成型时一般要借助额外的工具来加速固化液面流平。在SLA成型工艺中，常采用刮板来加速液面快速流平，以提高打印效率；在DLP工艺中，借助成型工作平台的上升和下降进行快速补料，目前这两种工艺性能均比较稳定。

而陶瓷3D打印是将成型材料由液态光敏树脂变为由液态光敏树脂与陶瓷粉末的混合浆料，此时成型材料的流动性与纯树脂材料相比大大降低。利用SLA工艺制造陶瓷件时，由于成型材料成膏状，与纯树脂材料相比，黏性大、流动性差。

公布号为CN105965889A的中国专利公开了一种3D打印装置及其打印方法，该装置包括底座、打印机构、刮板结构、曝光机构和控制机构，底座内安装有盛放打印溶液的液槽，打印机构包括模组和滑动安装在模组上的打印平台，打印平台置于液槽中间，让打印溶液置于打印平台的表面，在通过曝光机构进行曝光，然后再控制打印平台下移一个打印的厚度，此时，液槽内的打印溶液填充至打印平台上，并且通过刮板结构进行抚平和去气泡，然后在进行曝光，多次曝光后，产品成型。

上述打印装置虽然能够有效的进行产品成型，但是陶瓷3D打印是将成型材料由液态光敏树脂变为由液态光敏树脂与陶瓷粉末的混合浆料，其流动性比较差，在打印完一层之后，打印液需要较长的时间进行流动填充完毕，而采用刮板辅助填充，需要采用真空吸附，将多余的浆料进行吸附去除，而在不足的位置进行填充，而由于浆液比较粘稠，刮板需要真空吸附和填充的密度要求高，从而导致刮板的生产难度加大，需要改进。

实用新型内容

针对现有的技术问题，本实用新型的目的之一是提供一种3D打印机的铺料装置，其能够利用简单的刮板结构让粘稠的浆料铺平。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：

一种3D打印机的铺料装置，包括用于放置成型板的料槽以及将料槽内的浆料铺平到成型板上的铺料机构，所述料槽一侧设置有辅槽，所述辅槽内安装有料辊、安装在料辊一端用于驱动料辊转动的驱动件以及与料辊配合用于浆料存留的挡板，所述铺料机构与挡板配合。

通过上述技术方案，料槽可以为成型板填充浆料，通过铺料机构对料槽表面的浆料进行去气泡和铺平，通过辅槽的设置，用于存放浆料，再通过料辊将辅槽内的浆料通过料辊的表面均匀的进行输送浆料，并且将这些浆料均匀的铺设在挡板上，在通过铺料机构进行平铺，结构简单，且能够让浆料在填充的时候比较均匀，让其打印的质量较高。

本实用新型进一步设置为：所述挡板与料槽的槽口平齐设置或挡板低于料槽的槽口设置。

通过上述技术方案，挡板与槽口平齐或挡板低于槽口，让挡板上的浆料能够有效的刮入到成型板上。

本实用新型进一步设置为：所述料辊上开设有若干条形槽。

通过上述技术方案，条形槽的设置能够让浆料能够先进入到条形槽内，再通过转动的料辊将条形槽内的浆料带到挡板上。

本实用新型进一步设置为：所述辅槽成对设置，分别设置在料槽两侧，所述料辊以及挡板均成对设置且分别置于成对设置的辅槽内。

通过上述技术方案，成对设置的辅槽能够让其两侧均能够进行上料，从而上料的效率更高，并且让铺料机构只需要单侧移动就能够进行铺料，铺一次料只需要运动一次，从而更加方便。

本实用新型进一步设置为：所述铺料机构包括与料槽固定连接的固定板、安装在固定板上的驱动组件以及将挡板上的浆料铺平至料槽内的刮板，所述刮板通过驱动组件驱动其在料槽上方进行往复运动。

通过上述技术方案，刮板的设置能够在驱动组件的作用下，将挡板上的料均匀平铺在已固化层表面。

本实用新型进一步设置为：所述驱动组件包括安装在固定板上动力件以及安装在动力件上通过动力件驱动其在固定板上进行往复运动的活动块，所述刮板安装在活动块上。

通过上述技术方案，动力件能够提供动力，并且通过活动块推动刮板进行铺料。

本实用新型进一步设置为：所述动力件设置成驱动电机，所述驱动电机上连接有螺杆，所述螺杆穿设在活动块上，所述驱动电机驱动螺杆转动且带动活动块进行往复运动。

通过上述技术方案，驱动电机驱动螺杆转动，通过与其螺纹连接的螺杆，让其能够在螺杆上进行活动。

本实用新型进一步设置为：所述固定板上安装有导轨，所述活动块与导轨滑动连接。

通过上述技术方案，导轨的设置让活动块滑动时比较稳定，从而让刮板在活动时比较稳定。

本实用新型的另一目的是为了提供一种3D打印机，其能够让打印的产品具有较高的质量。

一种3D打印机，包括机架、升降机构以及安装在机架上的投影设备，所述机架上还安装有上述所述的铺料装置，所述成型板与升降机构连接，所述铺料机构与料槽均固定在机架上。

通过上述技术方案，采用上述的铺料装置能够让铺料更加均匀，进而打印过程中固化比较均匀，进而打印出的产品质量较高。

本实用新型进一步设置为：所述升降机构包括安装在机架上的动力组件以及安装在动力组件上且通过动力组件驱动其上下滑动的滑动块，所述成型板安装在滑动块上，所述动力组件包括固定在机架上的主动件以及与机架转动连接且通过主动件驱动转动的丝杆，所述滑动块与丝杆螺纹连接，且滑动块与机架滑动连接。

通过上述技术方案，动力组件带动滑动块进行上下滑动，进而让成型板能够移动，方便打印。

综上所述，本实用新型具有以下有益效果：适用于粘稠液体浆料的固化成型。并且适用于SLA工艺的光固化3D打印以及DLP上曝光的光固化3D打印。另外，在刮板往复运动过程中均可以实现补料，有利于提高打印效率。

附图说明

图1为实施例1的整体示意图；

图2为实施例1的俯视结构图；

图3为实施例1的剖视结构图；

图4为铺料机构结构图；

图5为料辊结构图；

图6为实施例2的结构图。

附图标记：1、机架；2、升降机构；21、动力组件；211、主动件；212、丝杆；22、滑动块；23、滑轨；3、成型板；4、料槽；5、铺料机构；51、固定板；52、刮板；53、驱动组件；531、动力件；532、螺杆；54、活动块；55、导轨；6、辅料机构；61、辅槽；62、挡板；63、料辊；64、驱动件；65、条形槽；7、投影设备。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型进行详细描述。

实施例1

一种3D打印机的铺料装置，如图1和图2所示，包括料槽4以及安装在料槽4上用于刮平浆料的铺料机构5，打印时，在料槽4内放置成型板3，通过辅料机构6将料槽4内的浆料平铺在成型板3上，最后再通过投影设备7或者激光进行固化，然后在通过成型板3的移动和铺料机构5的再一次铺料，进行再一次的固化，在经过多次固化后，产品成型完成打印。

其中，如图1所示，铺料机构5包括固定板51、刮板52以及安装在固定板51上用于驱动刮板52铺料的驱动组件53，具体结构可以参照图4。驱动组件53包括动力件531以及安装在动力件531上的螺杆532，动力件531设置成驱动电机（一般为伺服电机），驱动螺杆532旋转。在螺杆532上安装有活动块54，并且活动块54与螺杆532螺纹连接，为了防止活动块54转动，在固定板51上安装有导轨55，让活动块54沿导轨55滑动。将刮板52安装在活动块54上，在螺杆532转动时，带动活动块54沿导轨55滑动并且带动刮板52进行移动，实现铺料的过程。

在采用一些粘稠或者流动性较差的浆料进行打印时，其通过导板对浆料进行铺平时受到限制，特别是在比较大幅度的产品的打印过程中，浆料流动难以在短时间达到指定的位置，而且在刮板52进行铺料时，也会由于本身浆料的不均匀而导致部分位置铺料厚，而部分位置铺料薄的情况，进而造成打印产品出现质量问题。为了解决上述技术问题，如图2和图3所示，在料槽4位置设置有辅料机构6，让刮板52进行铺料前，其沿刮板52的长度方向上进行均匀的上料，从而让刮板52平移铺料的过程中，其各个位置的浆料量基本相同，进而铺料的过程中比较均匀、平整，从而降低出现部分位置浆料较多而比较厚，但另一部分位置的浆料较少而薄的问题出现的概率，提高打印质量。

其中，如图2和图3所示，辅料机构6包括置于料槽4边缘的辅槽61、与料槽4平齐设置的挡板62以及用于将辅槽61内的浆料传送到挡板62上的料辊63，料辊63通过驱动件64驱动其转动进行上料，且驱动件64一般设置为伺服电机。另外，挡板62、料槽4以及刮板52的平齐在实际的使用过程中难以做到平齐，因此，为了方便刮板52进行上料，将挡板62也可以低于料槽4的槽口设置，一般在低于料槽4的5mm内的位置设置，在刮板52进行刮平时，不需要考虑挡板62的平齐状况，仅仅需要让料槽4的槽口与刮板52之间的平齐进行调整即可，方便调节。辅槽61的槽口位置高于料槽4的槽口，将浆料置于辅槽61内，料辊63水平放置（一般打印的成型板3也为水平放置，防止打印过程中浆料的流动，或者厚薄不均），其底部部分均浸没在浆料内，从而通过料辊63转动，将浆料带到料辊63表面。将料辊63置于挡板62边缘，从而在料辊63将料带到料辊63表面时，浆料可以在料辊63转动的作用下置于挡板62表面，进而实现上料的过程中，并且由于料辊63的传动过程中，料辊63各个位置的供料均匀，进而送入到挡板62上的浆料比较均匀。

如图2和图3所示，将辅槽61成对设置，分别置于料槽4两侧，同样的，挡板62以及料辊63均成对设置，通过刮板52的左右运动，让料辊63相继进行上料，让刮板52能够相应的将浆料进行铺平。在刮板52移动到一侧（设置为A侧）时，此时，A侧料辊63上料，然后刮板52移动到另一侧（设置为B侧），在A侧移动到B侧的过程中，将A侧的浆料进行铺平，而刮板52移动到B侧时，B侧进行上料，同样在打印下一层时进行浆料铺平。其中，两个料辊63可以采用一个驱动件64（伺服电机）驱动其转动，通过伺服电机正反转，依次让两个料辊63分别上料。另外，两个料辊63也可以各自设置不同的驱动件64进行驱动，在两侧依次上料时，分别启动相应的驱动件64进行上料，本实施例的附图中仅提供一个驱动件64的驱动方式。在上料时，为了提高上料效率，如图5所示，料辊63上设置若干条形槽65，通过条形槽65，让浆料能够进入到条形槽65内，通过料辊63的转动，将浆料带上去，而由于条形槽65的存在，让送料量增大，送料效率提高。

实施例2

一种3D打印机，参照图6并且结合实施例1中的附图，包括机架1、升降机构2以及安装在机架1上的投影设备7，在机架1上安装有实施例1所述的铺料装置，即料槽4以及固定板51均安装在固定在机架1上，以达到固定板51与料槽4之间的固定连接关系，并且让升降机构2驱动置于料槽4内的成型板3进行滑动，在打印过程中让成型板3能够移动，让其能够将浆料覆盖上去进行新一轮的打印。

其中，升降机构2包括安装在机架1上的动力组件21以及安装在动力组件21上且通过动力组件21驱动其上下滑动的滑动块22，而成型板3安装在滑动块22上。动力组件21包括固定在机架1上的主动件211以及与机架1转动连接且通过主动件211驱动转动的丝杆212，丝杆212两端均与机架1转动连接，可以采用轴承进行安装，主动件211为伺服电机，带动丝杆212转动，而滑动块22与丝杆212螺纹连接，而在丝杆212转动时，通过螺纹，让滑动块22能够移动，而为了防止滑动块22转动，在滑动块22与机架1之间采用滑动连接，可以在机架1上设置滑轨23，而滑动块22沿滑轨23滑动。

打印过程：

第一步，将浆料填入到料槽4和辅槽61内，装好成型板3，并且让其与料槽4的槽口之间的预留一层打印厚度的高度，刮板52在A侧，通过刮板52移动至B侧将浆料刮平，完成首次打印的准备工作；

第二步，启动投影设备7，将第一层打印完毕；

第三步，控制升降机构2的电机，让成型板3下移一个打印厚度；

第四步，B侧料辊63上料，将浆料置于B侧的挡板62上，并且将刮板52由B侧向A侧进行移动，将挡板62上的浆料朝向成型板3推进，将浆料铺平；

第五步，启动投影设备7，将第二层打印完毕；

第六步，重复第三步；

第七步，A侧料辊63上料，将浆料置于A侧的挡板62上，并且将刮板52有A侧向B侧进行移动，将挡板62上的浆料朝向成型板3推进，将浆料铺平；

第八步，重复第三步至第七步，直至打印完成。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均属于本实用新型的保护范围。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理前提下的若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种3D打印机的铺料装置，包括用于放置成型板（3）的料槽（4）以及将料槽（4）内的浆料铺平到成型板（3）上的铺料机构（5），其特征在于，所述料槽（4）一侧设置有辅槽（61），所述辅槽（61）内安装有料辊（63）、安装在料辊（63）一端用于驱动料辊（63）转动的驱动件（64）以及与料辊（63）配合用于浆料存留的挡板（62），所述铺料机构（5）与挡板（62）配合。

2.根据权利要求1所述的3D打印机的铺料装置，其特征在于，所述挡板（62）与料槽（4）的槽口平齐设置或挡板（62）低于料槽（4）的槽口设置。

3.根据权利要求1所述的3D打印机的铺料装置，其特征在于，所述料辊（63）上开设有若干条形槽（65）。

4.根据权利要求1所述的3D打印机的铺料装置，其特征在于，所述辅槽（61）成对设置，分别设置在料槽（4）两侧，所述料辊（63）以及挡板（62）均成对设置且分别置于成对设置的辅槽（61）内。

5.根据权利要求1所述的3D打印机的铺料装置，其特征在于，所述铺料机构（5）包括与料槽（4）固定连接的固定板（51）、安装在固定板（51）上的驱动组件（53）以及将挡板（62）上的浆料铺平至料槽（4）内的刮板（52），所述刮板（52）通过驱动组件（53）驱动其在料槽（4）上方进行往复运动。

6.根据权利要求5所述的3D打印机的铺料装置，其特征在于，所述驱动组件（53）包括安装在固定板（51）上动力件（531）以及安装在动力件（531）上通过动力件（531）驱动其在固定板（51）上进行往复运动的活动块（54），所述刮板（52）安装在活动块（54）上。

7.根据权利要求6所述的3D打印机的铺料装置，其特征在于，所述动力件（531）设置成驱动电机，所述驱动电机上连接有螺杆（532），所述螺杆（532）穿设在活动块（54）上，所述驱动电机驱动螺杆（532）转动且带动活动块（54）进行往复运动。

8.根据权利要求7所述的3D打印机的铺料装置，其特征在于，所述固定板（51）上安装有导轨（55），所述活动块（54）与导轨（55）滑动连接。

9.一种3D打印机，包括机架（1）、升降机构（2）以及安装在机架（1）上的投影设备（7），其特征在于，所述机架（1）上还安装有如权利要求1-8任意一项所述的铺料装置，所述成型板（3）与升降机构（2）连接，所述铺料机构（5）与料槽（4）均固定在机架（1）上。

10.根据权利要求9所述的3D打印机，其特征在于，所述升降机构（2）包括安装在机架（1）上的动力组件（21）以及安装在动力组件（21）上且通过动力组件（21）驱动其上下滑动的滑动块（22），所述成型板（3）安装在滑动块（22）上，所述动力组件（21）包括固定在机架（1）上的主动件（211）以及与机架（1）转动连接且通过主动件（211）驱动转动的丝杆（212），所述滑动块（22）与丝杆（212）螺纹连接，且滑动块（22）与机架（1）滑动连接。