CN211000014U - 一种3d打印设备刮刀清洁集成装置 - Google Patents

Abstract

一种3D打印设备刮刀清洁集成装置，包括刮刀组件、安装基座、粉缸、成形缸、废料储存器以及刮刀清洁装置；所述的安装基座上设置与粉缸、成形缸、废料储存器开口形状大小匹配的开口，安装基座开口的下方分别依顺序安装粉缸、成形缸、废料储存器，刮刀清洁装置固定在安装基座上且位于废料储存器的开口上方；刮刀组件安装在安装基座的上表面且能够在安装基座上运动；刮刀组件将粉缸中的粉末铺到成形缸内的成形缸基板上后继续运动经过刮刀清洁装置，由刮刀清洁装置将刮刀组件上的粉末清除干净，清除的粉末留存在废料存储器中。

Description

一种3D打印设备刮刀清洁集成装置

技术领域

本实用新型涉及增材制造领域，具体涉及一种先进的3D打印设备刮刀清洁集成装置。

背景技术

在3D打印领域中，传统的3D打印设备在打印工件过程中，刮刀在完成单层铺粉后，刮刀本体以及刮刀橡胶条会不可避免的附着或多或少的粉末，在刮刀进行下一层铺粉时，附着在刮刀本体以及刮刀橡胶条上的粉末会掉落在成形缸成形缸基板的粉床上，粉床会出现局部突起，均匀性以及平整性遭到破坏，激光烧结后，工件成形表面会出现局部突起，局部突起逐层累积，达到一定高度时会对刮刀组件橡胶条产生明显的损伤，进一步影响粉床的均匀性与平整性，最终成形的工件除了出现表面突起现象，同时还伴随出现表面球化、致密度低、力学性能低下等问题，严重时刮刀橡胶条脱落，直接导致工件成形失败。

目前市场上的3D打印设备并没有配备刮刀清洁装置，大部分工艺打印试验过程中，不能避免粉末附着的问题，成形的工件或多或少地存在球化、黑化、突起等问题。

实用新型内容

本实用新型的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种先进的3D 打印设备刮刀清洁集成装置，解决了成形工件球化、表面突起、致密性低的问题。

本实用新型的技术解决方案是：一种3D打印设备刮刀清洁集成装置，包括刮刀组件、安装基座、粉缸、成形缸、废料储存器以及刮刀清洁装置；

所述的安装基座上设置与粉缸、成形缸、废料储存器开口形状大小匹配的开口，安装基座开口的下方分别依顺序安装粉缸、成形缸、废料储存器，刮刀清洁装置固定在安装基座上且位于废料储存器的开口上方；刮刀组件安装在安装基座的上表面且能够在安装基座上运动；刮刀组件将粉缸中的粉末铺到成形缸内的成形缸基板上后继续运动经过刮刀清洁装置，由刮刀清洁装置将刮刀组件上的粉末清除干净，清除的粉末留存在废料存储器中。

优选的，所述的刮刀清洁装置包括刮刀清洁装置本体、刮刀清洁毛刷组、紧定螺钉组；

所述的刮刀清洁装置本体为工形结构，工形结构的两个平行端通过紧定螺钉组与安装基座对应开口内壁之间通过摩擦力固定，刮刀清洁毛刷组安装在工形结构竖直端，用于清除刮刀组件上的粉末，清除的粉末透过刮刀清洁毛刷落入废料储存器。

优选的，还包括压紧块，压紧块置于工形结构平行端与安装基座内壁之间，通过紧定螺钉压紧压紧块以增加摩擦力。

优选的，所述的废料储存器、压紧块以及紧定螺钉组的材料选用铝合金。

优选的，所述的刮刀清洁毛刷组为不同形状的毛刷组合，刷丝种类包括尼龙610丝、尼龙612丝、PBT丝、聚丙烯丝、PE丝、金属丝，优选刷丝采用尼龙610丝。

优选的，所述的安装基座上表面设有限位开关，用于限制刮刀组件在安装基板上表面的移动位置。

优选的，所述的安装基座的上下两个面的平面度以及两个面的平行度必须达到机加工6级精度要求。

优选的，所述的粉缸内安装可垂直升降的活塞板组，活塞板组与粉缸缸壁间装有密封圈，用于防止粉缸内的金属粉末掉落；所述的密封圈优选为上下双层结构。

优选的，所述的成形缸内安装可垂直升降的活塞板组，作为工件成形载体的成形缸基板固定于活塞板组的最上层，活塞板组中间安装加热板，利用此加热板对成形缸基板进行预热。

优选的，所述的活塞板组与成形缸四周装有密封圈，在成形缸基板垂直升降的过程中用于有效防止金属粉末掉落，所述的密封圈优选为上下双层结构。

优选的，所述的粉缸四个内壁面粗糙度不大于Ra0.8；所述的成形缸四个内壁面粗糙度不大于Ra0.8。

本实用新型与现有技术相比有益效果为：

本实用新型适用于金属或非金属3D打印设备，传统3D打印设备打印工件过程中，刮刀在工作平台完成一层铺粉后，刮刀体以及橡胶条会或多或少地附着粉末，如果刮刀体与橡胶条上附着的粉末没有被及时清理掉，在刮刀进行下一层铺粉过程中，附着的粉末就会掉落在铺好的粉床，严重影响粉床的均匀性与平整性。在激光烧结作用下，不均匀平整的粉床会导致成形工件球化、致密性低、表面突起、成形质量较差等问题，严重时导致工件成形失败。本实用新型的刮刀清洁装置具备清洁刮刀本体以及橡胶条附着粉末的功能，具有轻便、安装拆除便捷、实用性强的特点，在工件的打印过程中，此刮刀清洁装置可以保证粉床的均匀性与平整性，避免了成形工件球化、表面突起、致密性低的问题，使最终成形的工件具有良好的力学性能，最终实现了工件的高质量成形。

附图说明

图1是本实用新型装置总体图；

图2是本实用新型刮刀清洁装置总体图；

图3是本实用新型刮刀清洁装置剖视图。

具体实施方式

下面结合附图及实例对本实用新型作详细说明。

以下将结合图1、图2、图3对本实用新型的一种先进的3D打印设备刮刀清洁集成装置作进一步的详细描述。

在3D打印领域工件打印过程中，刮刀在完成单层铺粉后，刮刀本体以及刮刀橡胶条会不可避免地附着或多或少的粉末，附着在刮刀本体以及刮刀橡胶条上的粉末会掉落在成形缸工作平台的粉床上，粉床均匀性以及平整性遭到破坏，工件成形表面出现的局部突起逐层累积，最终成形的工件会出现表面突起、球化、致密度低、力学性能低下等问题，严重时刮刀组件橡胶条脱落，直接导致工件成形失败。本实用新型的方案简易实用可靠，提供一种先进的3D打印设备刮刀清洁集成装置，具有轻便、安装拆除便捷、实用性强的特点，解决了落粉问题，大大提高了粉床均匀性与平整性，很大程度上解决了成形工件球化、表面突起、致密性低的问题。

图1是一种先进的3D打印设备刮刀清洁集成装置总体图，如图1所示，此3D打印设备刮刀清洁集成装置由刮刀组件1、安装基座2、粉缸3、成形缸 4、废料储存器5以及刮刀清洁装置6组成。刮刀组件1能够在成形缸工作平台形成均匀平整的粉床，保证了工件逐层成形；安装基座2是刮刀组件1、粉缸3、成形缸4、废料储存器5以及刮刀清洁装置6的安装基准，是保证工件高质量成形的关键部分；成形缸4装配于安装基座2，成形缸内安装可垂直升降的活塞板组，成形缸基板固定于活塞板组的最上层，活塞板组中间安装加热板，此加热板可以对成形缸基板进行预热；通过活塞板组可实现成形缸基板的垂直升降，刮刀可在成形缸基板表面形成均匀平整的粉床，成形缸基板是工件成形的载体，活塞板组与成形缸四周装有上下双层密封圈，在成形缸基板垂直升降的过程中可以有效防止金属粉末掉落，刮刀组件在成形缸基板表面形成均匀平整的粉床。所述的成形缸四个内壁面粗糙度不大于Ra0.8，可以大大降低成形缸内壁面对上下双层密封圈的磨损。

粉缸3装配于安装基座2，粉缸内储存有工件成形的粉末，粉缸内安装可垂直升降的活塞板组，活塞板组与粉缸缸壁间装有上下双层密封圈，可有效防止粉缸内的金属粉末掉落。刮刀将粉缸内的粉末铺到成形缸的成形缸基板形成均匀平整的粉床。所述的粉缸四个内壁面粗糙度不大于Ra0.8，可以大大降低粉缸内壁面对上下双层密封圈的磨损。

料储存器5装配于安装基座2，废料储存器可以暂时储存刮刀铺粉过程中多余的粉末以及刮刀清洁装置清除掉的附着在刮刀本体以及橡胶条上的粉末，工件打印完成后，废料储存器中的粉末进行集中处理。

安装基板的上下两个面的平面度以及两个面的平行度必须达到机加工6级精度要求，才能保证粉床的均匀性与平整性。安装基板上表面设有限位开关，可限制刮刀组件在安装基板上表面的移动位置。

图2、3是一种先进的3D打印设备刮刀清洁装置总体图与剖视图，如图2、 3所示，刮刀清洁装置6包括刮刀清洁装置本体6-1、刮刀清洁毛刷组6-2、紧定螺钉组6-3、压紧块Ⅰ6-4以及压紧块Ⅱ6-5。

刮刀清洁装置本体6-1为工形结构，工形结构的两个平行端通过紧定螺钉组6-3与安装基座对应开口内壁之间通过摩擦力固定，刮刀清洁毛刷组6-2安装在工形结构竖直端，用于清除刮刀组件上的粉末，清除的粉末透过刮刀清洁毛刷落入废料储存器。

刮刀清洁毛刷组6-2可以为不同材质、不同形状的组合，具有多种类型，刷丝种类较多，包括尼龙610丝、尼龙612丝、PBT丝、聚丙烯丝、PE丝、金属丝等，考虑到粉末清洁过程中刷丝要有良好的耐磨性、弹性、抗冲击性、抗老化性，综合考虑刷丝采用尼龙610丝。压紧块Ⅰ6-4与压紧块Ⅱ6-5分别装配于刮刀清洁装置6的两侧，上述两个压紧块与刮刀清洁装置本体6-1在紧定螺钉组6-3的作用下固定在安装基座2上，并能够根据需要适应性调整刮刀清洁装置6在垂直方向上的位置，通过紧定螺钉压紧压紧块以增加摩擦力，根据常见金属材料静摩擦系数表，废料储存器、压紧块以及紧定螺钉组的材料都选用铝合金，这样能够达到静摩擦力最大的目的。

工件打印开始前，需要使用紧定螺钉组6-3、压紧块Ⅰ6-4以及压紧块Ⅱ6-5 将刮刀清洁装置6固定在安装基座2上，同时按照需要调节刮刀清洁装置6在竖直方向的位置，以便达到更好的粉末清除效果。

工件打印过程中，刮刀组件1将粉缸3中的粉末铺到成形缸的工作平台形成一层均匀平整的粉床后，刮刀组件1继续运动直到刚刚经过位于右端的刮刀清洁装置6，刮刀清洁装置6上面装配的刮刀清洁毛刷组6-2在刮刀两次经过刮刀清洁装置6的过程中可以将刮刀本体以及橡胶条上附着的粉末彻底清除干净，并留存在废料储存器5中等待工件打印完成后的处理。这样刮刀组件1在进行下一层铺粉时，避免了落粉现象，保证了粉床的均匀性与平整性，进一步保证了工件的高质量成形。

本实用新型的一种先进的3D打印设备刮刀清洁集成装置与方法。通过集成刮刀组件、安装基座、粉缸、成形缸、废料储存器以及刮刀清洁装置，刮刀清洁装置装拆除便捷、实用性强的特点，保证了粉床的均匀性与平整性，避免了成形工件球化、表面突起、致密性低的问题，最终保证了工件的高质量成形。

本实用新型未详细说明部分属于本领域技术人员公知常识。

Claims (14)

1.一种3D打印设备刮刀清洁集成装置，其特征在于：包括刮刀组件、安装基座、粉缸、成形缸、废料储存器以及刮刀清洁装置；

所述的安装基座上设置与粉缸、成形缸、废料储存器开口形状大小匹配的开口，安装基座开口的下方分别依顺序安装粉缸、成形缸、废料储存器，刮刀清洁装置固定在安装基座上且位于废料储存器的开口上方；刮刀组件安装在安装基座的上表面且能够在安装基座上运动；刮刀组件将粉缸中的粉末铺到成形缸内的工作平台上后继续运动经过刮刀清洁装置，由刮刀清洁装置将刮刀组件上的粉末清除干净，清除的粉末留存在废料存储器中。

2.根据权利要求1所述的3D打印设备刮刀清洁集成装置，其特征在于：所述的刮刀清洁装置包括刮刀清洁装置本体、刮刀清洁毛刷组、紧定螺钉组；

所述的刮刀清洁装置本体为工形结构，工形结构的两个平行端通过紧定螺钉组与安装基座对应开口内壁之间通过摩擦力固定，刮刀清洁毛刷组安装在工形结构竖直端，用于清除刮刀组件上的粉末，清除的粉末透过刮刀清洁毛刷落入废料储存器。

3.根据权利要求2所述的3D打印设备刮刀清洁集成装置，其特征在于：还包括压紧块，压紧块置于工形结构平行端与安装基座内壁之间，通过紧定螺钉压紧压紧块以增加摩擦力。

4.根据权利要求3所述的3D打印设备刮刀清洁集成装置，其特征在于：所述的废料储存器、压紧块以及紧定螺钉组的材料选用铝合金。

5.根据权利要求2或3所述的3D打印设备刮刀清洁集成装置，其特征在于：所述的刮刀清洁毛刷组为不同形状的毛刷组合，刷丝种类包括尼龙610丝、尼龙612丝、PBT丝、聚丙烯丝、PE丝、金属丝。

6.根据权利要求2或3所述的3D打印设备刮刀清洁集成装置，其特征在于：优选刷丝采用尼龙610丝。

7.根据权利要求1所述的3D打印设备刮刀清洁集成装置，其特征在于：所述的安装基座上表面设有限位开关，用于限制刮刀组件在安装基座上表面的移动位置。

8.根据权利要求1所述的3D打印设备刮刀清洁集成装置，其特征在于：所述的安装基座的上下两个面的平面度以及两个面的平行度必须达到机加工6级精度要求。

9.根据权利要求1所述的3D打印设备刮刀清洁集成装置，其特征在于：所述的粉缸内安装可垂直升降的活塞板组，活塞板组与粉缸缸壁间装有密封圈，用于防止粉缸内的金属粉末掉落。

10.根据权利要求9所述的3D打印设备刮刀清洁集成装置，其特征在于：所述的密封圈优选为上下双层结构。

11.根据权利要求1所述的3D打印设备刮刀清洁集成装置，其特征在于：所述的成形缸内安装可垂直升降的活塞板组，作为工件成形载体的成形缸基板固定于活塞板组的最上层，活塞板组中间安装加热板，利用此加热板对成形缸基板进行预热。

12.根据权利要求11所述的3D打印设备刮刀清洁集成装置，其特征在于：所述的活塞板组与成形缸四周装有密封圈，在成形缸基板垂直升降的过程中用于有效防止金属粉末掉落。

13.根据权利要求12所述的3D打印设备刮刀清洁集成装置，其特征在于：所述的密封圈优选为上下双层结构。

14.根据权利要求1所述的3D打印设备刮刀清洁集成装置，其特征在于：所述的粉缸四个内壁面粗糙度不大于Ra0.8；所述的成形缸四个内壁面粗糙度不大于Ra0.8。

Images