CN207823965U - 一种应用于3d打印机成型缸的面积可调成型平台 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种应用于3D打印机成型缸的面积可调成型平台；成型平台包括：高度相等、直径不等的第一平台、第二平台和第三平台；第二平台和第三平台为空心结构；这三个平台以第一平台为中心，并按照直径大小依次套设并间隙配合，它们被放置在与丝杆机构连接的转接板上；其中，第一平台与转接板固定连接。根据SLM成型零件的尺寸、加工数目不同情况，通过切换到不同平台组合下的工作模式，实现了成型缸容积可变以及打印平台面积可调性，巧妙的实现了成型缸容积以及打印平台尺寸可变。不仅提高SLM技术在尺寸大小不同、批量各异的个性化复杂结构金属零件成型领域的适应性，而且极大的提高了SLM的成型效率，降低了成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及3D打印机的成型平台，尤其涉及一种应用于3D打印机成型缸的面积可调成型平台。
背景技术
激光选区熔化(Selective LaserMelting,SLM)技术能够直接制造冶金结合、组织致密、尺寸精度高和力学性能良好的金属零件，可以成型小批量、个性化、具有复杂表面及内部结构的金属零件。SLM相比传统的减材、铸造等制造方式，更适用于具有复杂结构的个性化金属零件(如饰品)的成型。
目前激光选区熔化主流成型范围在100-250mm之间，市场上所有单一设备只具备一种加工范围的指标，假如购置250*250mm的SLM设备，但因为粉末量不够难以成型具有一定高度的零件；或者零件尺寸范围小，但具有一定高度的零件，仍需要大量的金属粉末填入两个缸内，导致设备操作中的诸多不便。如果能够灵活调整缸体成型范围大小，在大设备上可以使用少量的粉末加工出小零件具有良好的应用前景。
SLM成型过程中平台上的金属粉末在激光作用下与基板实现冶金结合，并以基板为基础一步步稳步成型出零件的全部实体。在加工过程中，粉末要铺满整个平台的基板上部区域。因此，平台的尺寸直接关系到SLM成型零件的铺粉时间，金属粉末用量以及粉末利用率，影响到SLM的成型效率及成型成本。在一些个性化贵金属零件的SLM成型过程中，这个问题尤其突出。现在市面上的SLM成型设备的成型平台面积大小固定，不具备可调性。因此对于不同的尺寸大小、批量的金属零件的成型要求显得不很灵活。
发明内容
本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种结构简单、实用的应用于3D打印机成型缸的面积可调成型平台。
本实用新型通过下述技术方案实现：
一种应用于3D打印机成型缸的面积可调成型平台，包括成型室5、置于成型室5下方的成型缸4，以及搭载成型平台上下运动的丝杆机构8；
所述成型平台包括：高度相等、直径不等的第一平台1、第二平台2和第三平台3；所述第二平台2和第三平台3为空心结构；这三个平台以第一平台1为中心，并按照直径大小依次套设并间隙配合，它们被放置在与丝杆机构8连接的转接板6上；其中，第一平台1与转接板6固定连接；
在成型缸4、第二平台2与第三平台3之间的径向接触处，分别设有锁销机构9；
当锁销机构9将第二平台2和第三平台3与成型缸4锁止时，第二平台2和第三平台3的上表面与成型室铺粉平台7整合成一个静止平面，第一平台1跟随丝杆机构8在第二平台2内作活塞式升降运动，此时第二平台2的内侧壁作为成型缸的缸壁；
当解除第二平台2与第三平台3的锁销机构9时，第三平台3的上表面与成型室铺粉平台7整合成一个静止平面，第一平台1和第二平台2整合成一个动平面，并同步跟随丝杆机构8在第三平台3内作活塞式升降运动，此时第三平台3内侧壁作为成型缸的缸壁；
当再解除第三平台3与成型缸4的锁销机构9时，第一平台1、第二平台2和第三平台3整合成一个动平面，并同步跟随丝杆机构8在成型缸4内作活塞式升降运动。
锁销机构9由活动插销91及与其对应的插孔92构成，用于限制或者解除第二平台2或第三平台3在Z轴方向的运动。
所述活动插销91为一侧带有齿条的插销，其与一带有齿牙的拨轮93啮合；当转动拨轮93时，带动插销轴向运动。
所述第一平台1、第二平台2和第三平台3的截面呈圆形或者矩形。
一种应用于3D打印机成型缸的面积可调成型平台的调节方法，包括如下步骤：
第一平台1运行步骤：
通过锁销机构9将第二平台2和第三平台3与成型缸4锁止；
此时第二平台2和第三平台3的上表面与成型室铺粉平台7整合成一个静止平面；当丝杆机构8运动时，第一平台1跟随丝杆机构8在第二平台2内作活塞式升降运动，此时第二平台2的内侧壁作为成型缸的缸壁；
第一平台1和第二平台2整合联动步骤：
通过锁销机构9将第三平台3与成型缸4锁止；解除第二平台2与第三平台3的锁止；
此时，第三平台3的上表面与成型室铺粉平台7整合成一个静止平面；当丝杆机构8运动时，第一平台1和第二平台2整合成一个动平面，并同步跟随丝杆机构8在第三平台3内作活塞式升降运动，此时第三平台3内侧壁作为成型缸的缸壁；
第一平台1、第二平台2和第三平台3整合联动步骤：
解除第二平台2和第三平台3与成型缸4的锁止；
第一平台1、第二平台2和第三平台3整合成一个可与成型室铺粉平台7齐平的动平面；当丝杆机构8运动时，这三个平台同步跟随丝杆机构8在成型缸4内作活塞式升降运动。
本实用新型相对于现有技术，具有如下的优点及效果：
本实用新型技术手段简便易行，通过成型缸、第一平台、第二平台、第三平台及锁销机构的相互配合，实现打印平台的多尺度组合灵活调节。在实际应用中根据不同要求，还可在本实用新型基础上增加更多的平台，以扩展增大打印平面的需求，，还可以增加平台自身的厚度，以实现更大尺寸的需求。
本实用新型可根据SLM成型零件的尺寸、加工数目不同情况，通过切换到不同平台组合下的工作模式。通过这种结构巧妙的组合，实现了成型缸容积可变以及打印平台面积可调性，从而大大提高了粉末的有效利用率，提高成型速度的目的。
本实用新型不仅提高SLM技术在尺寸大小不同、批量各异的个性化复杂结构金属零件成型领域的适应性，而且极大的提高了SLM的成型效率，降低了成本。
附图说明
图1为本实用新型应用于3D打印机成型缸的面积可调成型平台结构示意图。
图2为图1局部结构放大示意图。
图3为三个平台与锁销机构的配合关系示意图。
图4为第一平台1、第二平台2和第三平台3整合联动运动示意图。
图5为第一平台1和第二平台2整合联动运动示意图。
图6为第一平台1运行示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本实用新型作进一步具体详细描述。
实施例
如图1-6所示。本实用新型公开了一种应用于3D打印机成型缸的面积可调成型平台，包括成型室5、置于成型室5下方的成型缸4、搭载成型平台上下运动的丝杆机构8；铺粉10、粉末缸及其升降机构11；
所述成型平台包括：高度相等、直径不等的第一平台1、第二平台2和第三平台3；所述第二平台2和第三平台3为空心结构；这三个平台以第一平台1为中心，并按照直径大小依次套设并间隙配合，它们被放置在与丝杆机构8连接的转接板6上；其中，第一平台1与转接板6固定连接；
在成型缸4、第二平台2与第三平台3之间的径向接触处，分别设有锁销机构9；该锁销机构9工作原理类似门窗上的插销。
当锁销机构9将第二平台2和第三平台3与成型缸4锁止时，第二平台2和第三平台3的上表面与成型室铺粉平台7整合成一个静止平面，第一平台1跟随丝杆机构8在第二平台2内作活塞式升降运动，此时第二平台2的内侧壁作为成型缸的缸壁；这种组合方式，在缩小了平台尺寸的同时，也降低了成型缸的容积。
当解除第二平台2与第三平台3的锁销机构9时，第三平台3的上表面与成型室铺粉平台7整合成一个静止平面，第一平台1和第二平台2整合成一个动平面，并同步跟随丝杆机构8在第三平台3内作活塞式升降运动，此时第三平台3内侧壁作为成型缸的缸壁；这种组合方式，在逐渐扩展平台尺寸的同时，也相应加大了成型缸的容积。
当再解除第三平台3与成型缸4的锁销机构9时，第一平台1、第二平台2和第三平台3整合成一个动平面，并同步跟随丝杆机构8在成型缸4内作活塞式升降运动。这种组合方式，使平台尺寸进一步得到了扩展，成型缸的容积也相应进一步加大。
上述三种组合方式，简单有效地实现了打印平台及成型缸容积的可调性，极大地提高了SLM技术在尺寸大小不同、批量各异的个性化复杂结构金属零件成型领域的适应性。
为了防止各平台之间间隙处漏粉，在不影响平台上下运行的情况下，可在平台的周壁增设刚性较好的薄密封圈，以提高密封性能。
锁销机构9由活动插销91及与其对应的插孔92构成，用于限制或者解除第二平台2或第三平台3在Z轴方向的运动。
所述活动插销91为一侧带有齿条的插销，其与一带有齿牙的拨轮93啮合；当转动拨轮93时，带动插销轴向运动。
所述第一平台1、第二平台2和第三平台3的截面呈圆形或者矩形。实际应用中还可以采用其他形状。
本实用新型应用于3D打印机成型缸的面积可调成型平台的调节方法，通过如下步骤实现：
第一平台1运行步骤：
通过锁销机构9将第二平台2和第三平台3与成型缸4锁止；
此时第二平台2和第三平台3的上表面与成型室铺粉平台7整合成一个静止平面；当丝杆机构8运动时，第一平台1跟随丝杆机构8在第二平台2内作活塞式升降运动，此时第二平台2的内侧壁作为成型缸的缸壁；
第一平台1和第二平台2整合联动步骤：
通过锁销机构9将第三平台3与成型缸4锁止；解除第二平台2与第三平台3的锁止；
此时，第三平台3的上表面与成型室铺粉平台7整合成一个静止平面；当丝杆机构8运动时，第一平台1和第二平台2整合成一个动平面，并同步跟随丝杆机构8在第三平台3内作活塞式升降运动，此时第三平台3内侧壁作为成型缸的缸壁；
第一平台1、第二平台2和第三平台3整合联动步骤：
解除第二平台2和第三平台3与成型缸4的锁止；
第一平台1、第二平台2和第三平台3整合成一个可与成型室铺粉平台7齐平的动平面；当丝杆机构8运动时，这三个平台同步跟随丝杆机构8在成型缸4内作活塞式升降运动。
如上所述，便可较好地实现本实用新型。
本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种应用于3D打印机成型缸的面积可调成型平台，包括成型室(5)、置于成型室(5)下方的成型缸(4)，以及搭载成型平台上下运动的丝杆机构(8)；
其特征在于，所述成型平台包括：高度相等、直径不等的第一平台(1)、第二平台(2)和第三平台(3)；所述第二平台(2)和第三平台(3)为空心结构；这三个平台以第一平台(1)为中心，并按照直径大小依次套设并间隙配合，它们被放置在与丝杆机构(8)连接的转接板(6)上；其中，第一平台(1)与转接板(6)固定连接；
在成型缸(4)、第二平台(2)与第三平台(3)之间的径向接触处，分别设有锁销机构(9)；
当锁销机构(9)将第二平台(2)和第三平台(3)与成型缸(4)锁止时，第二平台(2)和第三平台(3)的上表面与成型室铺粉平台7整合成一个静止平面，第一平台(1)跟随丝杆机构(8)在第二平台(2)内作活塞式升降运动，此时第二平台(2)的内侧壁作为成型缸的缸壁；
当解除第二平台(2)与第三平台(3)的锁销机构(9)时，第三平台(3)的上表面与成型室铺粉平台7整合成一个静止平面，第一平台(1)和第二平台(2)整合成一个动平面，并同步跟随丝杆机构(8)在第三平台(3)内作活塞式升降运动，此时第三平台(3)内侧壁作为成型缸的缸壁；
当再解除第三平台(3)与成型缸(4)的锁销机构(9)时，第一平台(1)、第二平台(2)和第三平台(3)整合成一个动平面，并同步跟随丝杆机构(8)在成型缸(4)内作活塞式升降运动。
2.根据权利要求1所述应用于3D打印机成型缸的面积可调成型平台，其特征在于：锁销机构(9)由活动插销(91)及与其对应的插孔(92)构成，用于限制或者解除第二平台(2)或第三平台(3)在Z轴方向的运动。
3.根据权利要求2所述应用于3D打印机成型缸的面积可调成型平台，其特征在于：所述活动插销(91)为一侧带有齿条的插销，其与一带有齿牙的拨轮(93)啮合；当转动拨轮(93)时，带动插销轴向运动。
4.根据权利要求1所述应用于3D打印机成型缸的面积可调成型平台，其特征在于：所述第一平台(1)、第二平台(2)和第三平台(3)的截面呈圆形或者矩形。
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| CN108188394A (zh) * | 2018-01-22 | 2018-06-22 | 华南理工大学 | 一种应用于3d打印机成型缸的面积可调成型平台与方法 |
| CN112092372A (zh) * | 2020-09-15 | 2020-12-18 | 杭州德迪智能科技有限公司 | 成型缸组件及具有其的成型设备 |
| CN114700500A (zh) * | 2022-04-13 | 2022-07-05 | 杭州喜马拉雅信息科技有限公司 | 一种具有粉缸顶升功能的金属3d打印设备 |
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