CN211518509U - 一种用于3d打印设备具备刮刀等待功能的刮刀集成装置 - Google Patents

Abstract

一种用于3D打印设备具备刮刀等待功能的刮刀集成装置，包括旋转台、刮刀调节组件、刮刀安装板、等待式刮刀；刮刀安装板设置在3D打印设备的安装基座上且能够相对安装基座移动，等待式刮刀的一端通过旋转台与一侧刮刀调节组件连接，等待式刮刀的另一端与另一侧刮刀调节组件连接；两侧刮刀调节组件分别安装在所述刮刀安装板上用于对等待式刮刀在竖直方向的位置进行调节；所述的等待式刮刀包括刮刀本体以及安装在所述刮刀本体上的至少两个橡胶条，通过旋转台带动刮刀本体旋转以更换铺粉操作中使用的橡胶条。

Description

一种用于3D打印设备具备刮刀等待功能的刮刀集成装置

技术领域

本实用新型涉及增材制造领域，具体涉及一种用于3D打印设备具备刮刀等待功能的刮刀集成装置。

背景技术

在3D打印领域中，大尺寸工件打印耗时较长，传统刮刀的橡胶条在长时间的铺粉后会出现较大的损伤，如果打印持续进行，受到损伤的橡胶条会严重影响工作平台上粉床的平整度，在激光烧结过程中，不平整的粉床常常会出现局部突起现象，局部突起逐层累积，会加重橡胶条的损伤程度，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打印设备刮刀设计大多较为简单，只配备单一的橡胶条，打印大尺寸工件时，橡胶条长时间的铺粉后逐渐出现损伤情况，但传统刮刀由于设计上的局限性，不能做出有效地应对，如果持续进行打印，受到损伤的橡胶条会严重影响工作平台上粉床的平整度，局部突起逐层累积，最终导致工件成形失败。如果暂停打印过程中途更换橡胶条，重新开启打印过程，这样就会在最终成形的工件上形成明显的过渡区域，此过渡区域的力学性能会变得薄弱，不能保证整个工件力学性能的一致性，严重影响成形工件的最终质量。

实用新型内容

本实用新型的技术解决问题是：一种用于3D打印设备具备刮刀等待功能的刮刀集成装置，解决传统橡胶条更换方式对成形工件造成较大力学性能影响的问题。

本实用新型的技术解决方案是：一种用于3D打印设备具备刮刀等待功能的刮刀集成装置，包括旋转台、刮刀调节组件、刮刀安装板、等待式刮刀；

刮刀安装板设置在3D打印设备的安装基座上且能够相对安装基座移动，等待式刮刀的一端通过旋转台与一侧刮刀调节组件连接，等待式刮刀的另一端与另一侧刮刀调节组件连接；两侧刮刀调节组件分别安装在所述刮刀安装板上用于对等待式刮刀在竖直方向的位置进行调节；所述的等待式刮刀包括刮刀本体以及安装在所述刮刀本体上的至少两个橡胶条，通过旋转台带动刮刀本体旋转以更换铺粉操作中使用的橡胶条。

优选的，装置还包括刮刀抱紧装置，所述的刮刀抱紧装置一端安装在刮刀安装板上，另一端抱紧等待式刮刀。

优选的，所述的刮刀抱紧装置包括刮刀夹紧块Ⅰ、刮刀夹紧块Ⅱ、连接螺钉以及紧定螺钉；刮刀夹紧块Ⅰ通过螺钉固定在刮刀安装板上，刮刀夹紧块Ⅱ通过连接螺钉固定到刮刀夹紧块Ⅰ，等待式刮刀放置在刮刀夹紧块Ⅰ、刮刀夹紧块Ⅱ之间的适形型面上并使用紧定螺钉固定。

优选的，所述等待式刮刀的两端分别通过轴承与旋转台和刮刀调节组件连接。

优选的，所述的刮刀调节组件包括刮刀固定座、滚花螺母、调节杆以及紧定螺钉；所述的刮刀固定座固装在刮刀安装板上，刮刀固定座上设置调节杆的竖直安装孔以及滚花螺母的操作空间，调节杆的上端设置与滚花螺母配合的螺纹，通过旋转滚花螺母调节调节杆的竖直方向上的位置；紧定螺钉用于对调节到位的调节杆位置进行固定。

优选的，所述的刮刀本体包括由分体构成的一个主体旋转圆柱体，以及设置在所述主体旋转圆柱体两侧的阶梯轴；所述的主体旋转圆柱体的分体连接处安装橡胶条，橡胶条由分体部分夹紧并由紧定螺钉实现固定。

优选的，所述的主体旋转圆柱体由三部分分体构成，用于安装两个橡胶条，两个橡胶条间隔180°设置。

优选的，所述三部分分体中的两个分体的一个侧面位于主体旋转圆柱体的同一个平面上，所述的平面过主体旋转圆柱体的圆心，上述两个分体位于所述平面的两侧。

优选的，所述的两个分体小于主体旋转圆柱体的四分之一。

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打印设备打印大尺寸工件时，长时间打印会导致刮刀橡胶条磨损，若持续打印会导致成形表面粉床不均匀，进而导致成形工件致密性低、表面突起、成形质量较差等问题，此实用新型的刮刀装置具备刮刀等待功能，具有智能化、无间歇、精确更换橡胶条的特点，在打印大尺寸工件时，此实用新型可以保证铺粉操作的持续稳定进行，避免了传统橡胶条更换方式的时间延迟对成形工件造成的较大力学性能影响，从而可以保证工件的高质量成形。

本实用新型刮刀抱紧装置能够对等待式刮刀进行二次保护，实现等待式刮刀的夹紧，避免刮刀运动过程中工件突起对刮刀稳定性的干扰，保证了工件的高质量成形。

本实用新型等待式刮刀与高精度旋转台相连，两端轴承可保证等待式刮刀的高精度转动，实现零件打印过程均匀铺粉的目标。

等待式刮刀由刮刀本体以及上下两个橡胶条组成，当下方的橡胶条出现磨损现象时，等待式刮刀精确地旋转180°，这样原本位于上方的橡胶条旋转到下方，继续进行铺粉操作，保证铺粉操作的可持续进行。

附图说明

图1是本实用新型装置总体图；

图2是本实用新型装置侧视图；

图3是本实用新型等待式刮刀总体图；

图4是本实用新型等待式刮刀侧视图；

图5为本实用新型刮刀抱紧装置示意图。

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与图4对本实用新型的一种用于3D打印设备具备刮刀等待功能的刮刀集成装置与方法作进一步的详细描述。

在3D打印领域中，大尺寸工件打印耗时较长，传统刮刀的橡胶条在长时间的铺粉后会出现较大的损伤，持续打印会出现局部突起现象，逐渐导致工件成形失败，暂停打印中途更换橡胶条又会对成形工件造成较大力学性能影响，严重影响工件的成形质量。为了解决上述问题，本实用新型的方案简易实用可靠，提供一种用于3D打印设备具备刮刀等待功能的刮刀集成装置与方法，本实用新型的刮刀装置与方法相较于传统刮刀，具备刮刀等待功能，具有智能化、无间歇、精确更换橡胶条的特点，可避免传统橡胶条更换方式对成形工件造成的较大力学性能影响，保证工件的高质量成形。

图1、2是一种用于3D打印设备具备刮刀等待功能的刮刀集成装置与方法总体图与侧视图，如图1、2所示，用于3D打印设备具备刮刀等待功能的刮刀集成装置与方法，图1中工控机1、高精度旋转台2、刮刀调节组件Ⅰ3、刮刀安装板4、刮刀调节组件Ⅱ5、成形缸6、等待式刮刀7、刮刀抱紧装置8。所有装置均放置在3D打印设备的真空箱内部，真空箱为工件成形提供惰性气体环境。

刮刀安装板设置在3D打印设备的安装基座上且能够相对安装基座移动，等待式刮刀的一端通过旋转台与一侧刮刀调节组件连接，等待式刮刀的另一端与另一侧刮刀调节组件连接；两侧刮刀调节组件分别安装在所述刮刀安装板上用于对等待式刮刀在竖直方向的位置进行调节；所述的等待式刮刀包括刮刀本体以及安装在所述刮刀本体上的至少两个橡胶条，通过旋转台带动刮刀本体旋转以更换铺粉操作中使用的橡胶条。铺粉过程中，若出现橡胶条破损等情况，通过控制旋转台旋转更换刮刀本体上的橡胶条。上述控制可以通过工控机实现。

图2给出一种刮刀调节组件的实例，包括刮刀固定座9/15、滚花螺母10/14、调节杆11/13以及紧定螺钉12/16；所述的刮刀固定座固装在刮刀安装板上，刮刀固定座上设置调节杆的竖直安装孔以及滚花螺母的操作空间，调节杆的上端设置与滚花螺母配合的螺纹，通过旋转滚花螺母调节调节杆的竖直方向上的位置；调节杆的下端通过一个安装框架与旋转台连接，旋转台的输出端通过轴承Ⅱ18与等待式刮刀一端连接；另一侧的刮刀调节组件的调节杆下端通过一个安装板安装轴承Ⅰ17，轴承Ⅰ17与等待式刮刀的另一端连接。紧定螺钉用于对调节到位的调节杆位置进行固定，

图3、4是等待式刮刀的总体图与侧视图，如图3、4所示，等待式刮刀由刮刀本体24与上下两根对称装配的橡胶条23组成。

刮刀本体包括由分体构成的一个主体旋转圆柱体，以及设置在所述主体旋转圆柱体两侧的阶梯轴；阶梯小轴用于与轴承配合连接并由阶梯大轴进行限位。所述的主体旋转圆柱体的分体连接处安装橡胶条，橡胶条由分体部分夹紧并由紧定螺钉实现固定。图4给出的是安装两个橡胶条的截面示意图，所述三部分分体中的两个分体的一个侧面位于主体旋转圆柱体的同一个平面上，所述的平面过主体旋转圆柱体的圆心，上述两个分体位于所述平面的两侧。所述的两个分体小于主体旋转圆柱体的四分之一，分别通过一排紧定螺钉与第三分体连接固定。

在打印大尺寸工件时，首先通过刮刀调节组件Ⅰ3与刮刀调节组件Ⅱ5的配合使用调节等待式刮刀在竖直方向上的位置，同时刮刀抱紧装置8对刮刀进行抱紧，保证工作平台上粉床的厚度要求。等待式刮刀一侧的橡胶条开始执行铺粉操作，经过长时间的打印后，正在使用的橡胶条在长时间的铺粉后会出现较大的损伤，此时应该更换橡胶条，工控机1控制高精度旋转台2进行180°高精度、快速地旋转，等待式刮刀7与高精度旋转台2相连，轴承Ⅰ17与轴承Ⅱ18可保证等待式刮刀的高精度转动，这样高精度旋转台2带动等待式刮刀实现180°高精度、快速地旋转。等待式刮刀7另外一侧未使用的橡胶条继续执行铺粉操作，保证铺粉的持续进行，避免了大尺寸工件打印过程中出现的力学过渡区域，最终保证工件的高质量成形。

为了实现等待式刮刀的夹紧，避免刮刀运动过程中工件突起对刮刀稳定性的干扰，保证了工件的高质量成形，本实用新型可以增加一个刮刀抱紧装置，如图5所示，包括刮刀夹紧块Ⅰ19、刮刀夹紧块Ⅱ21、连接螺钉20以及紧定螺钉22；刮刀夹紧块Ⅰ通过螺钉固定在刮刀安装板上，刮刀夹紧块Ⅱ通过连接螺钉固定到刮刀夹紧块Ⅰ，等待式刮刀放置在刮刀夹紧块Ⅰ、刮刀夹紧块Ⅱ之间的适形型面上并使用紧定螺钉固定。

本实用新型的一种用于3D打印设备具备刮刀等待功能的刮刀集成装置与方法。通过集成工控机、高精度旋转台、刮刀调节组件、刮刀安装板、成形缸、等待式刮刀、刮刀抱紧装置、轴承等，相较于传统刮刀，具备刮刀等待功能，具有智能化、无间歇、精确更换橡胶条的特点，避免了传统橡胶条更换方式对成形工件造成的较大力学性能影响，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 (9)

1.一种用于3D打印设备具备刮刀等待功能的刮刀集成装置，其特征在于：包括旋转台、刮刀调节组件、刮刀安装板、等待式刮刀；

刮刀安装板设置在3D打印设备的安装基座上且能够相对安装基座移动，等待式刮刀的一端通过旋转台与一侧刮刀调节组件连接，等待式刮刀的另一端与另一侧刮刀调节组件连接；两侧刮刀调节组件分别安装在所述刮刀安装板上用于对等待式刮刀在竖直方向的位置进行调节；所述的等待式刮刀包括刮刀本体以及安装在所述刮刀本体上的至少两个橡胶条，通过旋转台带动刮刀本体旋转以更换铺粉操作中使用的橡胶条。

2.根据权利要求1所述的一种用于3D打印设备具备刮刀等待功能的刮刀集成装置，其特征在于：还包括刮刀抱紧装置，所述的刮刀抱紧装置一端安装在刮刀安装板上，另一端抱紧等待式刮刀。

3.根据权利要求2所述的一种用于3D打印设备具备刮刀等待功能的刮刀集成装置，其特征在于：所述的刮刀抱紧装置包括刮刀夹紧块Ⅰ、刮刀夹紧块Ⅱ、连接螺钉以及紧定螺钉；刮刀夹紧块Ⅰ通过螺钉固定在刮刀安装板上，刮刀夹紧块Ⅱ通过连接螺钉固定到刮刀夹紧块Ⅰ，等待式刮刀放置在刮刀夹紧块Ⅰ、刮刀夹紧块Ⅱ之间的适形型面上并使用紧定螺钉固定。

4.根据权利要求1所述的一种用于3D打印设备具备刮刀等待功能的刮刀集成装置，其特征在于：所述等待式刮刀的两端分别通过轴承与旋转台和刮刀调节组件连接。

5.根据权利要求1或4所述的一种用于3D打印设备具备刮刀等待功能的刮刀集成装置，其特征在于：所述的刮刀调节组件包括刮刀固定座、滚花螺母、调节杆以及紧定螺钉；所述的刮刀固定座固装在刮刀安装板上，刮刀固定座上设置调节杆的竖直安装孔以及滚花螺母的操作空间，调节杆的上端设置与滚花螺母配合的螺纹，通过旋转滚花螺母调节调节杆的竖直方向上的位置；紧定螺钉用于对调节到位的调节杆位置进行固定。

6.根据权利要求1所述的一种用于3D打印设备具备刮刀等待功能的刮刀集成装置，其特征在于：所述的刮刀本体包括由分体构成的一个主体旋转圆柱体，以及设置在所述主体旋转圆柱体两侧的阶梯轴；所述的主体旋转圆柱体的分体连接处安装橡胶条，橡胶条由分体部分夹紧并由紧定螺钉实现固定。

7.根据权利要求6所述的一种用于3D打印设备具备刮刀等待功能的刮刀集成装置，其特征在于：所述的主体旋转圆柱体由三部分分体构成，用于安装两个橡胶条，两个橡胶条间隔180°设置。

8.根据权利要求7所述的一种用于3D打印设备具备刮刀等待功能的刮刀集成装置，其特征在于：所述三部分分体中的两个分体的一个侧面位于主体旋转圆柱体的同一个平面上，所述的平面过主体旋转圆柱体的圆心，上述两个分体位于所述平面的两侧。

9.根据权利要求7所述的一种用于3D打印设备具备刮刀等待功能的刮刀集成装置，其特征在于：所述的两个分体小于主体旋转圆柱体的四分之一。

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