CN212019390U - 一种3d打印铺粉装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种3D打印铺粉装置，包含配粉器、储粉罐、取粉闸、下粉通道。使用时，配粉器向3至5个储粉罐分别输送不同种类或不同混比的粉末，再通过各个储粉罐连接的取粉闸和下粉通道，可将各储粉罐内的粉末分别铺撒至打印平台表面的不同区域。与现有技术相比，本实用新型技术方案简便、结构简单，可以在3D打印过程中的同一打印平面的不同区域实现差异化铺粉，且各区域铺粉的均匀性有所保障。

Description

一种3D打印铺粉装置

技术领域

本实用新型属于3D打印技术领域，具体涉及一种3D打印铺粉装置。

背景技术

激光选择性熔融工艺(简称SLM)属于3D打印工艺的一种，是利用金属粉末在激光束的热作用下完全熔化，并经冷却凝固而成型的一种技术。采用SLM工艺进行3D打印可以直接成型出接近完全致密度且力学性能良好的金属零件。

现有SLM工艺3D打印设备通常采用上送粉或下送粉方式进行铺粉，再用刮刀将金属粉末刮平，然后逐层按照预制程序进行激光烧结，直至堆叠成型需要的零件。这种SLM技术通常采用单一粉末的铺设与打印，在打印过程中难以实现材料混比有梯度变化的铺粉及成型作业。

为了实现多种材料、多种混比的SLM工艺3D打印，较为常见的改进方式是通过两个或两个送粉装置，先将两种粉末定量输送至混粉装置，再经混粉装置的充分混合后，混合后的粉末流经铺粉装置，在SLM平台上铺一层混合粉末。该方法可以实现适时定量送粉、适时混粉，因此在3D打印过程中可以实现打印层之间粉末混比梯度的变化。但是目前仍然缺少一种可以在同一打印层不同区域，进行不同粉末混比铺粉及烧结成型的SLM工艺3D打印装置。相似的问题也存在于选择性激光烧结工艺(简称SLS)等需要有铺粉过程的3D打印领域。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术的不足，提供一种方案简便、结构简单的3D打印铺粉装置，该铺粉装置能在3D打印过程中实现对同一打印层的不同区域，对不同成分或不同混比的粉末分别进行铺粉。

本实用新型的技术方案如下：

一种3D打印铺粉装置，包含配粉器、储粉罐、取粉闸、下粉通道，所述配粉器包括配粉腔和出粉口；所述储粉罐数量为3至5个，分别设置有入粉口和储粉腔，并分别连接有取粉闸；所述取粉闸的一端连接至其中一个储粉罐的储粉腔，另一端连接一组下粉通道；所述下粉通道的数量为3至5组，每组下粉通道包含3至5根下粉管；所述每组下粉通道的3至5根下粉管，其末端的铺粉口延伸至打印平台表面，并呈一字型排列；所述3-5组下粉通道的下粉管，其铺粉口沿打印平台的X轴方向呈一维排列。

优选的，所述配粉器1还设置有粉末搅拌装置，所述粉末搅拌装置包含机械搅拌或者气力搅拌装置。

优选的，所述配粉器包含3至5个出粉口，且与3至5个储粉罐的入粉口分别对接。

优选的，所述配粉器还设置有导向装置，所述导向装置设置在配粉腔与出粉口之间，并控制配粉腔与其中一个出粉口连通。

优选的，所述配粉器1还连接有运动装置，所述运动装置可以通过丝杠、轮带的方式带动配粉器运动。

优选的，所述取粉闸为滚轴或电动阀门。

优选的，所述3至5组下粉通道的下粉管，其与水平面的夹角为75至90度。

优选的，所述3至5组下粉通道的下粉管，相邻两根下粉管铺粉口间的间隔为铺粉口直径的0.1至0.4倍。

优选的，所述3D打印铺粉装置还设置有刮刀。

优选的，所述刮刀为一字型，设有暂时接收粉末的凹槽，凹槽下部设有供粉末撒落到打印平台表面的狭缝。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：技术方案简便、结构简单，使用配粉器向3至5个储粉罐分别输送不同种类或不同混比的粉末，再通过各个储粉罐连接的取粉闸和下粉通道，可将各储粉罐内的粉末分别铺撒至打印平台表面的不同区域，即可以在3D打印过程中的同一打印平面的不同区域实现差异化铺粉，且各区域铺粉的均匀性有所保障。

附图说明

图1为本实用新型一种3D打印铺粉装置结构示意图；

图2为本实用新型一种3D打印铺粉装置导向装置的工作原理示意图；

图3A、3B为本实用新型一种3D打印铺粉装置铺粉方式示意图。

附图标号：配粉器1、配粉腔2、出粉口3、储粉罐4、入粉口5、储粉腔6、取粉闸7、下粉通道8、下粉管9、铺粉口10、导向装置11、打印平台20、刮刀21。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型实施例作详细描述。

本实用新型提供的一种3D打印铺粉装置，如图1所示，包含配粉器1、储粉罐4、取粉闸7、下粉通道8；所述配粉器1包括配粉腔2和出粉口3；所述储粉罐4的数量为3至5个，所述储粉罐4分别设置有入粉口5和储粉腔6，并分别连接有取粉闸7。

所述配粉器1可以通过出粉口3将配粉腔2内的粉末，经入各粉口5分别送至对应的储粉罐4的储粉腔中。在一个或多个实施例中，配粉器1连接有送粉器或料罐，所述送粉器或料罐可以将单一粉末或者已经搅拌均匀地混合粉末定量送入配粉腔2内；随后，上述被送入配粉腔2内的粉末可以经出粉口3与入粉口5对接的连通通道，被送入储粉罐4中；每个储粉罐4可以分别储存不同种类的粉末。

在其它实施例中，配粉器1还设置有粉末搅拌装置，所述粉末搅拌装置包含机械搅拌或者气力搅拌装置；配粉器1连接多个送粉器或料罐，所述多个送粉器或料罐可以分别将不同种类的粉末定量送入配粉腔2内；随后上述多种粉末在配粉腔2中通过设置在配粉器1内的搅拌装置，通过机械搅拌或者气力搅拌的方式进行充分搅拌；最后搅拌均匀的混合粉末可以通过出粉口3离开配粉器1，并经出粉口3与入粉口5对接的连通通道进入到其中一个储粉罐4内；重复上述粉末混合与输送过程，可以分批次将不同成分或不同混比的混合粉末分别储存于三至五个储粉罐4中。

在上述实施例中，各种粉末或者混合粉末是经出粉口3与入粉口5对接的连通通道，通过重力或气体压力的作用送入储粉罐4，并暂时储存于储粉腔6内的。为了实现配粉器1向各个储粉罐4分别或分批次输送不同的粉末或混合粉末，需要对配粉腔2、出粉口3与不同入粉口5、储粉腔6的通路进行控制或切换。

在一个或多个实施例中，为了实现配粉器1与各个储粉罐4之间的连通与切换，配粉器1还连接有运动装置。所述运动装置可以通过丝杠、轮带的方式带动配粉器1运动，控制出粉口3分别与各个入粉口5对接。具体的，如图1所示，配粉器1包含一个出粉口3，当运动装置将配粉器1运动至出粉口3与第一储粉罐41入粉口的对接位置，即第一配粉位置时，配粉腔2内的第一种粉末经出粉口与入粉口对接形成的连通通道，进入第一储粉罐41；类似的，当运动装置将配粉器1运动至出粉口3与第二储粉罐42入粉口的对接位置，即第二配粉位置时，则此时配粉腔2内的第二种粉末经出粉口与入粉口对接形成的连通通道，进入第二储粉罐42；配粉器1以类似方法在各个配粉位置切换，直至第一储粉罐41至第四储粉罐44内均分别储存有粉末。

在一个或多个实施例中，所述配粉器1包含与储粉罐4数量相匹配的出粉口3，这些出粉口3分别与各个储粉罐4的入粉口5对接，并分别形成独立的连通通道，所述出粉口3的数量为三至五个。为了实现向不同储粉罐4内分别输送不同批次的粉末，配粉器1的配粉腔2和出粉口3之间还设置有导向装置11。如图2所示，在该实施例中配粉器1包含三个出粉口3，导向装置11为设置在配粉腔2和三个出粉口3之间的可旋转单通阀。通过调节导向装置11单通阀的旋转角度，即可控制单通阀通路与不同的出粉口3对接，从而实现配粉腔2与不同的出粉口3之间连通，进而可以将配粉腔2内的粉末分别送至不同的储粉罐4。

如图1所示，各储粉罐4分别连接有取粉闸7，所述取粉闸7的一端连接其中一个储粉罐4的储粉腔6，另一端连接一组下粉通道8；所述取粉闸7定量控制各储粉腔6中的粉末定量进入下粉通道8。在一个或多个实施例中所述下粉通道8的数量与储粉罐4的数量相匹配，优选的为3至5组；上述每组下粉通道8包含3至5根下粉管9。

为了定量控制储粉罐4内的粉末能均匀、定量地进入各组下粉通道8的各根下粉管9中，取粉闸7为可定量控制粉末数量的滚轴或电动阀门。在一个或多个实施例中，取粉闸7设置有一个滚轴或电动阀门，定量控制进入一组下粉通道8的粉末总量；在其它实施例中，取粉闸7设置有与下粉管9数量匹配的滚轴或电动阀门，分别定量控制进入各个下粉管9的粉末量。

如图1所示，下粉管9一端连接取粉闸7，其末端的铺粉口10延伸至打印平台20表面，且每组下粉通道8的下粉管的铺粉口10均呈一字型排列。为了实现在打印平面20的进行均匀铺粉，各组下粉通道8的下粉管9，其铺粉口10沿打印平台20的X轴方向呈一维排列。

在铺粉时，各储粉罐4中粉末由取粉闸7控制下粉，经下粉通道8撒落，并在刮刀21的配合下将铺在打印平台20表面粉末铺平压实。在一个或多个实施例中，如图1所示，四个储粉罐41至44中分别储存四种不同的粉末，取粉闸7按照铺满一层打印层的粉量，控制上述四种粉末分别进入对应的下粉通道8；各种粉末或混合粉末经对应的下粉通道8及各个下粉管9，分段撒落在打印平台20表面的一侧，且沿打印平台20的X轴方向呈一维排列，如图3A中所示。图3A中的四种阴影分别表示四种粉末。随后，刮刀21沿Y轴方向刮过打印平台20的表面，即可将四种粉末分区域地铺满整个打印平台20表面，如图3B所示。

在其它实施例中，与铺粉装置配合的刮刀21为“一字型”，设有暂时接收粉末的凹槽，凹槽下部设有供粉末撒落到打印平台20表面的狭缝。具体的，取粉闸7按照铺满一层打印层的粉量，控制各种粉末或混合粉末分别进入各组下粉通道8；各种粉末或混合粉末经各组下粉通道8的各个下粉管9，分段地撒落到刮刀21的凹槽内；刮刀21由打印平台20表面一侧，沿打印平台Y轴方向运动时，落入刮刀21凹槽内的粉末接着又撒落打印平台20表面，紧接着被刮刀21刮平压实；当刮刀沿打印平台20的Y轴方向由一侧运动至另一侧时，即可将粉末分区域地铺满整个打印平台20表面，如图3B所示。

在上述实施例中，为了保证各种粉末或混合粉末从下粉管9撒落到工作平台20或者刮刀的时间相近且可控，上述各个下粉管9与水平面的夹角为75至90度。

在上述实施例中，为了保证各种粉末或混合粉末能均匀连续撒落在打印平台20表面或刮刀凹槽内，且不至于在刮刀刮平后还留有铺粉空隙，所述3至5组下粉通道8的下粉管9，相邻的两根下粉管的铺粉口10间的间隔为铺粉口10直径的0.1至0.4倍。

以上所述，仅是本实用新型较佳的实施方式，并非对本实用新型的技术方案做任何形式上的限制。凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例做任何简单修改，形式变化和修饰，均落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种3D打印铺粉装置，其特征在于，包含配粉器、储粉罐、取粉闸、下粉通道，所述配粉器包括配粉腔和出粉口；所述储粉罐数量为3至5个，分别设置有入粉口和储粉腔，并分别连接有取粉闸；所述取粉闸的一端连接至其中一个储粉罐的储粉腔，另一端连接一组下粉通道；所述下粉通道的数量为3至5组，每组下粉通道包含3至5根下粉管；所述每组下粉通道的3至5根下粉管，其末端的铺粉口延伸至打印平台表面，并呈一字型排列；所述3-5组下粉通道的下粉管，其铺粉口沿打印平台的X轴方向呈一维排列。

2.根据权利要求1所述的3D打印铺粉装置，其特征在于，所述配粉器还设置有粉末搅拌装置，所述粉末搅拌装置包含机械搅拌或者气力搅拌装置。

3.根据权利要求1所述的3D打印铺粉装置，其特征在于，所述配粉器包含3至5个出粉口，且与3至5个储粉罐的入粉口分别对接。

4.根据权利要求3所述的3D打印铺粉装置，其特征在于，所述配粉器还设置有导向装置，所述导向装置设置在配粉腔与出粉口之间，并控制配粉腔与其中一个出粉口连通。

5.根据权利要求1所述的3D打印铺粉装置，其特征在于，所述配粉器还连接有运动装置，所述运动装置通过丝杠、轮带的方式带动配粉器运动。

6.根据权利要求1所述的3D打印铺粉装置，其特征在于，所述取粉闸为滚轴或电动阀门。

7.根据权利要求1所述的3D打印铺粉装置，其特征在于，所述3至5组下粉通道的下粉管，其与水平面的夹角为75至90度。

8.根据权利要求1所述的3D打印铺粉装置，其特征在于，所述3至5组下粉通道的下粉管，相邻两根下粉管铺粉口间的间隔为铺粉口直径的0.1至0.4倍。

9.根据权利要求1所述的3D打印铺粉装置，其特征在于，所述3D打印铺粉装置还设置有刮刀。

10.根据权利要求9所述的3D打印铺粉装置，其特征在于，所述刮刀为一字型，设有暂时接收粉末的凹槽，凹槽下部设有供粉末撒落到打印平台表面的狭缝。

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