CN211762249U

CN211762249U - 多材料3d打印设备

Info

Publication number: CN211762249U
Application number: CN201921812308.0U
Authority: CN
Inventors: 蔡志祥; 李洋; 谢飞; 孙智龙
Original assignee: Wuhan Intelligent Laser Technology Co ltd
Current assignee: Wuhan Intelligent Laser Technology Co ltd
Priority date: 2019-10-26
Filing date: 2019-10-26
Publication date: 2020-10-27
Anticipated expiration: 2029-10-26

Abstract

本实用新型涉及3D打印技术领域，特别涉及一种3D打印设备，包括：机身、料槽运输机构、底板、透明的料槽、清洗烘干槽、升降机构、打印平台及激光光路系统。料槽运输机构安装在机身上；底板固定在料槽运输机构上。底板上设置有上下贯穿的框架，料槽及清洗烘干槽固定在框架内，料槽内置打印浆料，清洗烘干槽内置清洗装置及烘干装置。打印平台与升降机构连接，升降机构带动打印平台上下运动；打印平台位于料槽上方；激光光路系统的激光束射入打印平台下方的料槽。本实用新型提供的多材料3D打印设备，实现多种打印浆料的间的切换，进行多种材料的混合激光3D打印，从而实现不同性质材料的混合打印，得到精确的复合结构。

Description

多材料3D打印设备

技术领域

本实用新型涉及3D打印技术领域，特别涉及一种多材料3D打印设备。

背景技术

随着航空航天、生物医疗、柔性电子、化学工业等诸多高端技术领域的快速发展，对零件和材料的功能要求也越来越高。由单一材料或者均质材料制造的零件已难以满足要求，因此多材料零件的制造研究是一个极具价值的研究方向。

由于传统工艺在制造多材料零件时具有制造内部形状复杂的立体结构、多材料间的结合强度低、无法精确控制材料的分布等缺点，因此利用传统工艺进行高质量多材料零件一直未取得较有价值的进展。近年来，3D打印技术快速发展，由于其具有材料和结构能同时自由成型的特点，将成为多材料零件的主流成型技术。

目前，在以SLA和DLP为代表的光固化3D打印领域，激光3D打印机普遍都只限于单一材料的打印，无法进行不同种类材料的混合打印。随着市场发展的需要，设计生产一款多材料激光3D打印机显得尤为必要。

目前已有采用移动料槽的方式实现不同材料切换的多材料3D打印设备，但是此种方式在切换打印材料时导致打印材料震荡，打印时需等待液体材料流平，打印效率较低。中国专利《旋转式多材料光固化3D打印设备》在此基础上进行改进，设计了一款旋转式多材料光固化3D打印机，通过在圆形转盘中放置多个料槽和一个清洗槽，打印过程中通过旋转载物台的方式来切换料槽，进而完成多种材料的3D打印。该专利设计的多材料3D打印设备结构紧凑，能进行高效打印。当材料种类较少即料槽数量少的时候该打印设备可以满足需求，如果材料种类较多即料槽数量较多的时候，该打印设备就无法满足需求。原因如下：料槽数量较多时，转盘较大，成本较高且无法保证成型精度；转盘增大的同时，悬臂滑块必然加长，成本较高且存在较大安全隐患。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中存在的DLP 3D打印设备无法进行多材料精确打印的技术问题，提供了一种多材料3D打印设备。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：

一种多材料3D打印设备，包括：机身、料槽运输机构、底板、透明的料槽、清洗烘干槽、升降机构、打印平台及激光光路系统；所述料槽运输机构安装在所述机身上，所述料槽运输机构在所述机身上直线运动；所述底板固定在所述料槽运输机构上；所述底板上设置有上下贯穿的框架，所述料槽及清洗烘干槽固定在所述框架内，所述料槽内置打印浆料，所述清洗烘干槽内置清洗装置及烘干装置；所述打印平台与所述升降机构连接，所述升降机构带动所述打印平台上下运动；所述打印平台位于所述料槽上方；所述激光光路系统的激光束射入所述打印平台下方的所述料槽。

其优选方案中，还包括：刮刀及刮刀运动机构；所述刮刀运动机构设置在所述底板上方，所述刮刀运动机构平行于所述料槽运输机构的运动轨迹做直线运动；所述刮刀固定在所述刮刀运动机构上，所述刮刀设置在所述料槽的上端面位置。

其优选方案中，所述刮刀为三个，三个所述刮刀等距分布。

其优选方案中，所述料槽至少为两个；所述清洗烘干槽至少为一个。

其优选方案中，所述升降机构及激光光路系统固定在所述机身上。

其优选方案中，所述料槽运输机构、升降机构及刮刀运动机构采用电机驱动。

其优选方案中，所述机身的四周固定有密封板。

其优选方案中，所述料槽底部均铺设有用于打印件与料槽分离的光固化专用离型膜。

本实用新型提供的多材料3D打印设备至少具备以下有益效果或优点：

本实用新型提供的多材料3D打印设备，料槽运输机构安装在机身上，料槽运输机构在机身上直线运动；底板固定在料槽运输机构上；底板上设置有上下贯穿的框架，料槽及清洗烘干槽固定在框架内，料槽内置打印浆料，清洗烘干槽内置清洗装置及烘干装置；打印平台与升降机构连接，升降机构带动打印平台上下运动；打印平台位于料槽上方；激光光路系统的激光束射入打印平台下方的料槽。通过料槽运输机构的运动，将不同的料槽移动到打印平台的下方，实现多种打印浆料的间的切换，进行多种材料的混合激光3D 打印，从而实现不同性质材料的混合打印，得到精确的复合结构。料槽为线性均匀分布，料槽数量可以灵活设置，成本低，有利于打印机的生产应用。

进一步，本实用新型提供的多材料3D打印设备，设置有刮刀及刮刀运动机构，采用刮刀的方式，能有效避免因移动料槽导致浆料震荡后流平产生的等待时间，提高了打印效率。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的多材料3D打印设备结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的多材料3D打印设备侧视图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1-机身，2-料槽运输机构，3-底板，4-料槽，5-清洗烘干槽，6-升降机构， 7-打印平台，8-刮刀运动机构，9-刮刀，10-激光光路系统，11-凸起。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

本实用新型实施例提供了一种多材料3D打印设备，参见图1及图2，其主要包括：机身1、料槽运输机构、底板3、透明的料槽4、清洗烘干槽5、升降机构6、打印平台7及激光光路系统10。其中：

料槽运输机构2安装在机身1上；具体的，机身1上端的一侧设置有凸台，机身1上端的另一侧设置有呈直线分布的导轨，料槽运输机构2设置在该导轨上，料槽运输机构2通过电机驱动，使料槽运输机构2在机身1上做往复直线运动。料槽运输机构2的上端与凸台的上端平齐，料槽运输机构2 与凸台之间为上下无遮挡的矩形孔。

底板3固定在料槽运输机构2上；底板3上设置有上下贯穿的框架，料槽4及清洗烘干槽5可拆卸地固定在框架内。本实用新型实施例中，料槽4 至少为两个(如三个)，清洗烘干槽5至少为一个(如一个)。料槽4底部均铺设有用于打印件与料槽4分离的光固化专用离型膜。料槽4内置打印浆料，清洗烘干槽5内置清洗装置及烘干装置，清洗装置用于对打印件进行清洗，除去多余的浆料，烘干装置用于对清洗后的打印件进行烘干，便于下层打印。升降机构6固定在机身1上端设置的凸台上，升降机构6通过电机驱动，打印平台7与升降机构6连接，升降机构6带动打印平台7上下运动。打印平台7位于料槽4上方；激光光路系统10固定在机身1上，激光光路系统10的激光束射入打印平台7下方的料槽4，进行当前浆料的3D激光打印。机身1的四周固定有密封板，激光光路系统10设置密封板的内侧，以保证激光光路系统10的正常工作。

本实用新型实施例提供的优选方案中，参见图1及图2，所述多材料3D 打印设备还包括：刮刀9及刮刀运动机构8。刮刀运动机构8设置在底板3 上方，刮刀运动机构8通过电机驱动，刮刀运动机构8平行于料槽运输机构 2的运动轨迹做直线运动。刮刀9固定在刮刀运动机构8上，刮刀9设置在料槽的上端面位置。本实用新型实施例中，刮刀9为三个，三个刮刀9等距分布。

参见图1及图2，本实用新型是实施例提供的多材料3D打印设备的工作过程为：在不同的料槽4中装入不同性质的浆料(不同性质的液体陶瓷材料)，不同性质的液体陶瓷材料是指颜色不同或者材料力学性质各异的陶瓷材料，如氧化铝陶瓷浆料、氧化锆陶瓷浆料、氮化铝陶瓷浆料、羟基磷灰石浆料等。工作时，首先系统判断是否打印完成，如未打印完成判断打印材料是否是打印平台7所在的料槽4，如打印材料不变这继续下层打印，如打印材料发生变化，料槽运输机构2带动料槽4运动并将清洗烘干槽5移至打印平台7下方，随后升降机构6带动打印平台7上下运动，由清洗烘干槽5中的清洗装置和烘干装置分别完成清洗和烘干，实现打印件的清洗与干燥过程；随后控制料槽运输机构2移动对应料槽至打印平台7下方，完成该层结构的打印。如此重复以上过程直到完成模型打印。

本实用新型实施例提供的多材料3D打印设备至少具备以下有益效果或优点：

本实用新型实施例提供的多材料3D打印设备，料槽运输机构安装在机身上，料槽运输机构在机身上直线运动；底板固定在料槽运输机构上；底板上设置有上下贯穿的框架，料槽及清洗烘干槽固定在框架内，料槽内置打印浆料，清洗烘干槽内置清洗装置及烘干装置；打印平台与升降机构连接，升降机构带动打印平台上下运动；打印平台位于料槽上方；激光光路系统的激光束射入打印平台下方的料槽。通过料槽运输机构的运动，将不同的料槽移动到打印平台的下方，实现多种打印浆料的间的切换，进行多种材料的混合激光3D打印，从而实现不同性质材料的混合打印，得到精确的复合结构。料槽为线性均匀分布，料槽数量可以灵活设置，成本低，有利于打印机的生产应用。

本实用新型实施例提供的多材料3D打印设备，设置有刮刀及刮刀运动机构，采用刮刀的方式，能有效避免因移动料槽导致浆料震荡后流平产生的等待时间，提高了打印效率。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims

1.一种多材料3D打印设备，其特征在于，包括：机身、料槽运输机构、底板、透明的料槽、清洗烘干槽、升降机构、打印平台及激光光路系统；所述料槽运输机构安装在所述机身上，所述料槽运输机构在所述机身上直线运动；所述底板固定在所述料槽运输机构上；所述底板上设置有上下贯穿的框架，所述料槽及清洗烘干槽固定在所述框架内，所述料槽内置打印浆料，所述清洗烘干槽内置清洗装置及烘干装置；所述打印平台与所述升降机构连接，所述升降机构带动所述打印平台上下运动；所述打印平台位于所述料槽上方；所述激光光路系统的激光束射入所述打印平台下方的所述料槽。

2.根据权利要求1所述的多材料3D打印设备，其特征在于，还包括：刮刀及刮刀运动机构；所述刮刀运动机构设置在所述底板上方，所述刮刀运动机构平行于所述料槽运输机构的运动轨迹做直线运动；所述刮刀固定在所述刮刀运动机构上，所述刮刀设置在所述料槽的上端面位置。

3.根据权利要求2所述的多材料3D打印设备，其特征在于，所述刮刀为三个，三个所述刮刀等距分布。

4.根据权利要求1所述的多材料3D打印设备，其特征在于，所述料槽至少为两个；所述清洗烘干槽至少为一个。

5.根据权利要求1所述的多材料3D打印设备，其特征在于，所述升降机构及激光光路系统固定在所述机身上。

6.根据权利要求2-5任一项所述的多材料3D打印设备，其特征在于，所述料槽运输机构、升降机构及刮刀运动机构采用电机驱动。

7.根据权利要求1所述的多材料3D打印设备，其特征在于，所述机身的四周固定有密封板。

8.根据权利要求1所述的多材料3D打印设备，其特征在于，所述料槽底部均铺设有用于打印件与料槽分离的光固化专用离型膜。