CN214443086U - 一种多层并行3d打印装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种多层并行3D打印装置，采用全新结构设计，新增多层铺粉装置（6），其上设置各组分别均包括打印贯穿区域（9）和长条形的粉槽（8）的铺粉打印结构，配合打印贯穿区域（9）位于对应粉槽（8）的同侧，能够在实际应用中经粉槽（8）针对打印基板（4）铺粉的同时，由激光装置（2）的激光经各组铺粉打印结构中的打印贯穿区域（9），针对打印基板（4）所铺设的粉料进行选择性烧结，如此在多组铺粉打印结构的并行移动工作下，针对打印基板（4）上实现了并行铺粉操作、以及并行层层进行选择性烧结，实现3D打印，整个结构与工作过程，由于实现了并行结构与处理方式，能够大大提高3D打印的工作效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种多层并行3D打印装置，属于3D打印装置技术领域。
背景技术
3D打印（3D printing，又称增材制造、积层制造）是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。SLM是极具发展前景的金属零件3D打印技术之一。
SLM 3D打印先在计算机上利用pro/e、UG、CATIA等三维造型软件设计出零件的三维实体模型，然后通过切片软件对该三维模型进行切片分层，得到各截面的轮廓数据，由轮廓数据生成填充扫描路径，设备将按照这些填充扫描线，控制激光束选区熔化各层的金属粉末材料，逐步堆叠成三维金属零件。激光束开始扫描前，铺粉装置先把金属粉末平推到成型缸的基板上，激光束再按当前层的填充轮廓线选区熔化基板上的粉末，加工出当前层，然后成型缸下降一个层厚的距离，粉料缸上升一定厚度的距离，铺粉装置再在已加工好的当前层上铺好金属粉末。设备调入下一层轮廓的数据进行加工，如此层层加工，直到整个零件加工完毕。这是目前市面上最常见的铺粉方式，下送粉单刮刀单向铺粉，刮刀回程时浪费时间，打印速度慢。还有一种上送粉双刮刀双向铺粉方式，可以实现双向铺粉，提高打印效率，刮刀一次来回可铺粉打印两层，速度比单向铺粉打印效率高一些，但是对于工业大生产模式，效率依然远远不够。
发明内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供一种多层并行3D打印装置，采用全新结构设计，实现并行工作方式，能够大大提高3D打印工作效率。
本实用新型为了解决上述技术问题采用以下技术方案：本实用新型设计了一种多层并行3D打印装置，包括装置台面（1）、激光装置（2）、以及装置台面（1）表面竖直向下嵌入设置的成型仓（3），成型仓（3）内置电控竖直上下移动的打印基板（4），激光装置（2）固定设置于打印基板（4），且激光装置（2）的激光向下指向打印基板（4）表面；还包括上送粉装置（5）、多层铺粉装置（6）和电控铺粉移动装置（7），其中，多层铺粉装置（6）上由其一侧边向对应另一侧边方向依次设置至少一组铺粉打印结构，各组铺粉打印结构中的结构、布局彼此相同，各组铺粉打印结构分别均包括刮刀、以及贯穿多层铺粉装置（6）上下面的打印贯穿区域（9）和长条形的粉槽（8），各组铺粉打印结构中打印贯穿区域（9）分别设置于对应粉槽（8）的同侧，各组铺粉打印结构中粉槽（8）的长度、以及打印贯穿区域（9）上沿平行于对应粉槽（8）方向的长度均大于成型仓（3）敞开口的直径，各组铺粉打印结构中的粉槽（8）彼此平行，各组铺粉打印结构中的刮刀分别固定设置于多层铺粉装置（6）底面对应打印贯穿区域（9）与对应粉槽（8）之间，刮刀与粉槽（8）相平行，刮刀的长度不小于粉槽（8）的长度；
多层铺粉装置（6）与电控铺粉移动装置（7）相连接，电控铺粉移动装置（7）固定设置，多层铺粉装置（6）在电控铺粉移动装置（7）的控制下沿装置台面（1）表面移动，实现多层铺粉装置（6）由成型仓（3）顶部敞开口的一侧移动其对应另一侧，且多层铺粉装置（6）底面各刮刀与装置台面（1）表面接触，以及多层铺粉装置（6）上各组铺粉打印结构中粉槽（8）的移动路径区域覆盖成型仓（3）顶部敞开口；上送粉装置（5）位于多层铺粉装置（6）移动路径上对应成型仓（3）顶部敞开口其中一侧位置的上方，上送粉装置（5）用于装载打印粉料，并随多层铺粉装置（6）在电控铺粉移动装置（7）控制下的移动，向多层铺粉装置（6）上各组铺粉打印结构中粉槽（8）依次注入打印粉料，且多层铺粉装置（6）位于上送粉装置（5）下方时，多层铺粉装置（6）上各组铺粉打印结构中粉槽（8）位于成型仓（3）顶部敞开口与对应打印贯穿区域（9）之间；多层铺粉装置（6）底面上沿垂直于粉槽（8）、由成型仓（3）指向上送粉装置（5）方向上各个位置依次升高；伴随多层铺粉装置（6）移动至打印基板（4）进行打印粉料的铺粉操作，激光装置（2）的激光经多层铺粉装置（6）上各组铺粉打印结构中的打印贯穿区域（9），针对对应铺粉打印结构中粉槽（8）与刮刀在打印基板（4）表面所铺设的打印粉料进行选择性烧结。
作为本实用新型的一种优选技术方案：还包括所述装置台面（1）表面竖直向下嵌入设置的废料仓（10），且废料仓（10）位于所述多层铺粉装置（6）移动路径上对应成型仓（3）顶部敞开口、背向上送粉装置（5）的一侧，且废料仓（10）顶部敞开口的直径不小于成型仓（3）敞开口的直径。
作为本实用新型的一种优选技术方案：所述上送粉装置（5）包括上储料装置（5-1）、盒体（5-2）、落粉轴（5-3）、伺服电机（5-5）、供粉管（5-4），上送粉装置（5）的结构中，盒体（5-2）为实心结构，盒体（5-2）内部水平设置圆柱形腔体，且该圆柱形腔体的内径与落粉轴（5-3）的外径相适应，落粉轴（5-3）置于盒体（5-2）内部的圆柱形腔体中，伺服电机（5-5）位于盒体（5-2）对应其内部圆柱形腔体其中一端的外侧，伺服电机（5-5）的驱动端插入盒体（5-2）中、并对接所面向落粉轴（5-3）端部的中心位置，伺服电机（5-5）驱动端所在直线与落粉轴（5-3）中心线彼此共线，落粉轴（5-3）在伺服电机（5-5）的驱动下进行转动，落粉轴（5-3）表面一周彼此等间距分布设置各条与落粉轴（5-3）中心线相平行的凹槽，各条凹槽的尺寸彼此相同，盒体（5-2）顶面设置连通其内部圆柱形腔体内部的进粉口，并且盒体（5-2）底面设置连通其内部圆柱形腔体内部的出粉口；盒体（5-2）顶面进粉口固定对接储料装置（5-1）底面出粉口，盒体（5-2）底面出粉口固定对接供粉管（5-4）顶端，供粉管（5-4）的底端向下，用于向多层铺粉装置（6）上各组铺粉打印结构中粉槽（8）依次注入打印粉料。
本实用新型所述一种多层并行3D打印装置，采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：
本实用新型所设计一种多层并行3D打印装置，采用全新结构设计，新增多层铺粉装置（6），其上设置各组分别均包括打印贯穿区域（9）和长条形的粉槽（8）的铺粉打印结构，配合打印贯穿区域（9）位于对应粉槽（8）的同侧，能够在实际应用中经粉槽（8）针对打印基板（4）铺粉的同时，由激光装置（2）的激光经各组铺粉打印结构中的打印贯穿区域（9），针对打印基板（4）所铺设的粉料进行选择性烧结，如此在多组铺粉打印结构的并行移动工作下，针对打印基板（4）上实现了并行铺粉操作、以及并行层层进行选择性烧结，实现3D打印，整个结构与工作过程，由于实现了并行结构与处理方式，能够大大提高3D打印的工作效率。
附图说明
图1是本实用新型所设计多层并行3D打印装置的整体结构意图；
图2是本实用新型所设计多层并行3D打印装置中多层铺粉装置的结构示意图；
图3是本实用新型所设计多层并行3D打印装置中上送粉装置的结构示意图；
其中，1. 装置台面，2. 激光装置，3. 成型仓，4. 打印基板，5. 上送粉装置，5-1.上储料装置，5-2. 盒体，5-3. 落粉轴，5-4. 供粉管，5-5. 伺服电机，6. 多层铺粉装置，7.电控铺粉移动装置，8. 粉槽，9. 打印贯穿区域，10. 废料仓，11. 激光。
具体实施方式
下面结合说明书附图对本实用新型的具体实施方式作进一步详细的说明。
基于上述设计思想，本实用新型具体设计了一种多层并行3D打印装置，如图1所示，包括装置台面（1）、激光装置（2）、上送粉装置（5）、多层铺粉装置（6）、电控铺粉移动装置（7）、废料仓（10）、以及装置台面（1）表面竖直向下嵌入设置的成型仓（3），成型仓（3）内置电控竖直上下移动的打印基板（4），激光装置（2）固定设置于打印基板（4），且激光装置（2）的激光向下指向打印基板（4）表面。
如图2所示，多层铺粉装置（6）上由其一侧边向对应另一侧边方向依次设置至少一组铺粉打印结构，各组铺粉打印结构中的结构、布局彼此相同，各组铺粉打印结构分别均包括刮刀、以及贯穿多层铺粉装置（6）上下面的打印贯穿区域（9）和长条形的粉槽（8），各组铺粉打印结构中打印贯穿区域（9）分别设置于对应粉槽（8）的同侧，各组铺粉打印结构中粉槽（8）的长度、以及打印贯穿区域（9）上沿平行于对应粉槽（8）方向的长度均大于成型仓（3）敞开口的直径，各组铺粉打印结构中的粉槽（8）彼此平行，各组铺粉打印结构中的刮刀分别固定设置于多层铺粉装置（6）底面对应打印贯穿区域（9）与对应粉槽（8）之间，刮刀与粉槽（8）相平行，刮刀的长度不小于粉槽（8）的长度。
如图1所示，多层铺粉装置（6）与电控铺粉移动装置（7）相连接，电控铺粉移动装置（7）固定设置，多层铺粉装置（6）在电控铺粉移动装置（7）的控制下沿装置台面（1）表面移动，实现多层铺粉装置（6）由成型仓（3）顶部敞开口的一侧移动其对应另一侧，且多层铺粉装置（6）底面各刮刀与装置台面（1）表面接触，以及多层铺粉装置（6）上各组铺粉打印结构中粉槽（8）的移动路径区域覆盖成型仓（3）顶部敞开口；上送粉装置（5）位于多层铺粉装置（6）移动路径上对应成型仓（3）顶部敞开口其中一侧位置的上方，上送粉装置（5）用于装载打印粉料，并随多层铺粉装置（6）在电控铺粉移动装置（7）控制下的移动，向多层铺粉装置（6）上各组铺粉打印结构中粉槽（8）依次注入打印粉料，且多层铺粉装置（6）位于上送粉装置（5）下方时，多层铺粉装置（6）上各组铺粉打印结构中粉槽（8）位于成型仓（3）顶部敞开口与对应打印贯穿区域（9）之间；多层铺粉装置（6）底面上沿垂直于粉槽（8）、由成型仓（3）指向上送粉装置（5）方向上各个位置依次升高；伴随多层铺粉装置（6）移动至打印基板（4）进行打印粉料的铺粉操作，激光装置（2）的激光经多层铺粉装置（6）上各组铺粉打印结构中的打印贯穿区域（9），针对对应铺粉打印结构中粉槽（8）与刮刀在打印基板（4）表面所铺设的打印粉料进行选择性烧结。
如图3所示，上送粉装置（5）包括上储料装置（5-1）、盒体（5-2）、落粉轴（5-3）、伺服电机（5-5）、供粉管（5-4），上送粉装置（5）的结构中，盒体（5-2）为实心结构，盒体（5-2）内部水平设置圆柱形腔体，且该圆柱形腔体的内径与落粉轴（5-3）的外径相适应，落粉轴（5-3）置于盒体（5-2）内部的圆柱形腔体中，伺服电机（5-5）位于盒体（5-2）对应其内部圆柱形腔体其中一端的外侧，伺服电机（5-5）的驱动端插入盒体（5-2）中、并对接所面向落粉轴（5-3）端部的中心位置，伺服电机（5-5）驱动端所在直线与落粉轴（5-3）中心线彼此共线，落粉轴（5-3）在伺服电机（5-5）的驱动下进行转动，落粉轴（5-3）表面一周彼此等间距分布设置各条与落粉轴（5-3）中心线相平行的凹槽，各条凹槽的尺寸彼此相同，盒体（5-2）顶面设置连通其内部圆柱形腔体内部的进粉口，并且盒体（5-2）底面设置连通其内部圆柱形腔体内部的出粉口；盒体（5-2）顶面进粉口固定对接储料装置（5-1）底面出粉口，盒体（5-2）底面出粉口固定对接供粉管（5-4）顶端，供粉管（5-4）的底端向下，用于向多层铺粉装置（6）上各组铺粉打印结构中粉槽（8）依次注入打印粉料。
如图1所示，废料仓（10）竖直向下嵌入设置于装置台面（1）表面，且废料仓（10）位于所述多层铺粉装置（6）移动路径上对应成型仓（3）顶部敞开口、背向上送粉装置（5）的一侧，且废料仓（10）顶部敞开口的直径不小于成型仓（3）敞开口的直径。
将本实用新型所设计多层并行3D打印装置，应用于实际当中，诸如设计多层铺粉装置（6）上设计四组铺粉打印结构，并且基于多层铺粉装置（6）位于上送粉装置（5）的下方时，沿成型仓（3）指向多层铺粉装置（6）方向，各组铺粉打印结构依次定义为第一组铺粉打印结构、第二组铺粉打印结构、第三组铺粉打印结构、第四组铺粉打印结构；实际3D打印应用中，初始多层铺粉装置（6）位于上送粉装置（5）的下方，则针对上送粉装置（5），基于通过伺服电机（5-5）对落粉轴（5-3）的控制，首先控制上送粉装置（5）工作由上储料装置（5-1）依次经落粉轴（5-3）、供粉管（5-4）向多层铺粉装置（6）中第一组铺粉打印结构中的粉槽（8）输送打印粉料，伴随电控铺粉移动装置（7）对多层铺粉装置（6）的控制向成型仓（3）方向移动，再控制上送粉装置（5）向第二组铺粉打印结构中的粉槽（8）输送打印粉料，由此依次实现对第三组铺粉打印结构、第四组铺粉打印结构中的粉槽（8）输送打印粉料，由于多层铺粉装置（6）底面上沿垂直于粉槽（8）、由成型仓（3）指向上送粉装置（5）方向上各个位置依次升高，即多层铺粉装置（6）底面按此方向与装置台面（1）之间的间距变大，则当多层铺粉装置（6）移动至打印基板（4）位置时，在各组铺粉打印结构中刮刀的作用下，针对打印基板（4）表面实现了一层层的铺粉操作，由于沿上送粉装置（5）指向成型仓（3）方向，各组铺粉打印结构中先是粉槽（8）、接着是刮刀、最后是打印贯穿区域（9），因此，伴随多层铺粉装置（6）经过打印基板（4）的移动，激光装置（2）的激光穿过各打印贯穿区域（9），依次针对经同组铺粉打印结构中粉槽（8）所铺设的打印粉料进行选择性烧结，即对于单组铺粉打印结构来说，粉槽（8）落粉、刮刀铺粉、激光装置（2）的激光穿过同组的打印贯穿区域（9）针对刚刚所铺设的打印粉料进行选择性烧结，如此多组铺粉打印结构随多层铺粉装置（6）在电控铺粉移动装置（7）的移动，即可实现并行3D打印，大大提高了3D打印的工作效率；并且多层铺粉装置（6）经过打印基板（4）后，各刮刀会将多余的打印粉料推入废料仓（10），实现废料的收集。
上述技术方案所设计一种多层并行3D打印装置，采用全新结构设计，新增多层铺粉装置（6），其上设置各组分别均包括打印贯穿区域（9）和长条形的粉槽（8）的铺粉打印结构，配合打印贯穿区域（9）位于对应粉槽（8）的同侧，能够在实际应用中经粉槽（8）针对打印基板（4）铺粉的同时，由激光装置（2）的激光经各组铺粉打印结构中的打印贯穿区域（9），针对打印基板（4）所铺设的粉料进行选择性烧结，如此在多组铺粉打印结构的并行移动工作下，针对打印基板（4）上实现了并行铺粉操作、以及并行层层进行选择性烧结，实现3D打印，整个结构与工作过程，由于实现了并行结构与处理方式，能够大大提高3D打印的工作效率。
上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下做出各种变化。
Claims (3)
1.一种多层并行3D打印装置，包括装置台面（1）、激光装置（2）、以及装置台面（1）表面竖直向下嵌入设置的成型仓（3），成型仓（3）内置电控竖直上下移动的打印基板（4），激光装置（2）固定设置于打印基板（4），且激光装置（2）的激光向下指向打印基板（4）表面；其特征在于：还包括上送粉装置（5）、多层铺粉装置（6）和电控铺粉移动装置（7），其中，多层铺粉装置（6）上由其一侧边向对应另一侧边方向依次设置至少一组铺粉打印结构，各组铺粉打印结构中的结构、布局彼此相同，各组铺粉打印结构分别均包括刮刀、以及贯穿多层铺粉装置（6）上下面的打印贯穿区域（9）和长条形的粉槽（8），各组铺粉打印结构中打印贯穿区域（9）分别设置于对应粉槽（8）的同侧，各组铺粉打印结构中粉槽（8）的长度、以及打印贯穿区域（9）上沿平行于对应粉槽（8）方向的长度均大于成型仓（3）敞开口的直径，各组铺粉打印结构中的粉槽（8）彼此平行，各组铺粉打印结构中的刮刀分别固定设置于多层铺粉装置（6）底面对应打印贯穿区域（9）与对应粉槽（8）之间，刮刀与粉槽（8）相平行，刮刀的长度不小于粉槽（8）的长度；
多层铺粉装置（6）与电控铺粉移动装置（7）相连接，电控铺粉移动装置（7）固定设置，多层铺粉装置（6）在电控铺粉移动装置（7）的控制下沿装置台面（1）表面移动，实现多层铺粉装置（6）由成型仓（3）顶部敞开口的一侧移动其对应另一侧，且多层铺粉装置（6）底面各刮刀与装置台面（1）表面接触，以及多层铺粉装置（6）上各组铺粉打印结构中粉槽（8）的移动路径区域覆盖成型仓（3）顶部敞开口；上送粉装置（5）位于多层铺粉装置（6）移动路径上对应成型仓（3）顶部敞开口其中一侧位置的上方，上送粉装置（5）用于装载打印粉料，并随多层铺粉装置（6）在电控铺粉移动装置（7）控制下的移动，向多层铺粉装置（6）上各组铺粉打印结构中粉槽（8）依次注入打印粉料，且多层铺粉装置（6）位于上送粉装置（5）下方时，多层铺粉装置（6）上各组铺粉打印结构中粉槽（8）位于成型仓（3）顶部敞开口与对应打印贯穿区域（9）之间；多层铺粉装置（6）底面上沿垂直于粉槽（8）、由成型仓（3）指向上送粉装置（5）方向上各个位置依次升高；伴随多层铺粉装置（6）移动至打印基板（4）进行打印粉料的铺粉操作，激光装置（2）的激光经多层铺粉装置（6）上各组铺粉打印结构中的打印贯穿区域（9），针对对应铺粉打印结构中粉槽（8）与刮刀在打印基板（4）表面所铺设的打印粉料进行选择性烧结。
2.根据权利要求1所述一种多层并行3D打印装置，其特征在于：还包括所述装置台面（1）表面竖直向下嵌入设置的废料仓（10），且废料仓（10）位于所述多层铺粉装置（6）移动路径上对应成型仓（3）顶部敞开口、背向上送粉装置（5）的一侧，且废料仓（10）顶部敞开口的直径不小于成型仓（3）敞开口的直径。
3.根据权利要求1所述一种多层并行3D打印装置，其特征在于：所述上送粉装置（5）包括上储料装置（5-1）、盒体（5-2）、落粉轴（5-3）、伺服电机（5-5）、供粉管（5-4），上送粉装置（5）的结构中，盒体（5-2）为实心结构，盒体（5-2）内部水平设置圆柱形腔体，且该圆柱形腔体的内径与落粉轴（5-3）的外径相适应，落粉轴（5-3）置于盒体（5-2）内部的圆柱形腔体中，伺服电机（5-5）位于盒体（5-2）对应其内部圆柱形腔体其中一端的外侧，伺服电机（5-5）的驱动端插入盒体（5-2）中、并对接所面向落粉轴（5-3）端部的中心位置，伺服电机（5-5）驱动端所在直线与落粉轴（5-3）中心线彼此共线，落粉轴（5-3）在伺服电机（5-5）的驱动下进行转动，落粉轴（5-3）表面一周彼此等间距分布设置各条与落粉轴（5-3）中心线相平行的凹槽，各条凹槽的尺寸彼此相同，盒体（5-2）顶面设置连通其内部圆柱形腔体内部的进粉口，并且盒体（5-2）底面设置连通其内部圆柱形腔体内部的出粉口；盒体（5-2）顶面进粉口固定对接储料装置（5-1）底面出粉口，盒体（5-2）底面出粉口固定对接供粉管（5-4）顶端，供粉管（5-4）的底端向下，用于向多层铺粉装置（6）上各组铺粉打印结构中粉槽（8）依次注入打印粉料。
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| CN202120147191.XU CN214443086U (zh) | 2021-01-20 | 2021-01-20 | 一种多层并行3d打印装置 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116571767A (zh) * | 2023-07-14 | 2023-08-11 | 华南理工大学 | 一种粉末床激光熔融设备及方法 |
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2021
- 2021-01-20 CN CN202120147191.XU patent/CN214443086U/zh active Active
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| GR01 | Patent grant | ||
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