CN215040341U - 一种同时具有水平梯度和垂直梯度功能的3d打印机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种同时具有水平梯度和垂直梯度功能的3D打印机，包括机架，机架上固定有铺粉平台板；下密封箱体固定在铺粉平台板的底面，且内部安装与铺粉平台板底面固定的供料缸和成型缸；上密封箱体固定在铺粉平台板的顶面，且内部安装有混合供料机构和铺粉小车；补料罐组与混合供料机构连接；激光扫描振镜的激光发射端能够进入上密封箱体内部；循环过滤机构安装在机架上，且与下密封箱体和上密封箱体连通。本实用新型具有水平梯度和垂直梯度材料的3D打印功能，优化了供粉结构，增加了供料缸体及排布方式，克服了市场现有3D梯度打印机技术功能上的不足。

Description

一种同时具有水平梯度和垂直梯度功能的3D打印机

技术领域

本实用新型涉及增材制造技术领域，更具体的说是涉及一种同时具有水平梯度和垂直梯度功能的3D打印机。

背景技术

功能梯度材料是指材料的组成、结构沿长度方向呈梯度变化的一种材料设计思想，通过对材料的组成和结构的变化，使其性能随着缓慢变化，这一理念一经提出，立即引起各国材料科研人员对其展开研究，而以打印这种连续材料变化的梯度材料3D打印机将是实现研究功能梯度材料领域的一种创新，开发出效率高且结构简单，操作简单且成本低廉的梯度材料3D打印机具有广大的市场空间，极具发展潜力。

随着SLM增材制造技术的飞速发展，用先进的3D打印方法进行梯度材料的研究在市场上也取得了一定的进展。例如中国专利CN106735214A一种功能梯度材料零件的3D打印装置及3D打印成形方法，采用上侧两个及以上供料装置，打印成型时可任意切换供料材料，实现材料的变化，这种方式实现了两种材料的梯度变化，但没有实现料粉的混合装置，没有成份的连续比例变化，在对梯度变化分析中有一定的不完全性。

在中国实用新型专利CN104923787A一种梯度材料结构的3D打印方法，采用的是水平铺粉装置和喷头铺粉的组合方法实现两种材料的分层铺粉，利用激光烧结的方式使粉末材料成形。这种方式的打印成型的梯度材料同中国专利CN106735214A一种功能梯度材料零件的3D打印装置及3D打印成形方法打印成型的梯度材料基本一致，只具有同样的梯度材料性能；同时这种打印成型过程中铺粉喷头采用气体送粉，在喷粉时会对成形平台上已有的粉末产生力的作用，导致成形平台上的粉末被吹散，影响下一层的铺粉，最终影响零件的成分梯度控制和尺寸控制。

在中国实用新型专利CN109047765A带有梯度供粉系统的3D打印机，采用的是上供粉方式，其供料料斗可实现两种及两种以上材料的分隔，材料组成比例可实现任意比例连续变化，供料时由水平推板将不同组分的料粉推入铺粉小车内，由铺粉小车将料平铺到成型缸内，由激光烧结成型，这种方式实现了水平梯度的打印设想，但在实际使用过程中，推板水平推入铺粉小车内的料粉在铺入成型缸时很难保证混合均匀，造成材料成份不均匀，从而造成在材料性能分析时达不到理想的状态，使设想的水平连续梯度难以实现。不过这已经使梯度材料打印的方法取得了很大的进步。

目前还有一些利用喷粉的方式实现梯度打印，通过控制送粉器中的粉末组分比例，达到控制梯度打印的目的。例如中国实用新型专利CN104439243A一种金属梯度材料的激光3D打印制备方法中所介绍，但是这种金属喷粉熔覆式打印方法制备的零件尺寸精度差，没有SLM激光烧结方式精度好。且喷设出的未成形的粉末为混合粉末，无法回收再利用。

因此，如何提供一种同时具有水平梯度和垂直梯度功能的3D打印机，是本领域技术人员亟需解决的问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种同时具有水平梯度和垂直梯度功能的3D打印机，旨在解决上述技术问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种同时具有水平梯度和垂直梯度功能的3D打印机，包括：

机架；所述机架上水平固定有铺粉平台板，所述铺粉平台板表面开设有供料缸安装口和成型缸安装口；

下密封箱体；所述下密封箱体固定在所述铺粉平台板的底面，且内部安装与所述铺粉平台板底面固定的供料缸和成型缸；所述供料缸的顶部供料口与所述供料缸安装口对应，所述成型缸的顶部成型口与所述成型缸安装口对应；

上密封箱体；所述上密封箱体固定在所述铺粉平台板的顶面，且内部安装有混合供料机构和铺粉小车；所述混合供料机构固定在所述上密封箱体的内顶面，且能够向所述铺粉平台板表面供给混合后的粉料；所述铺粉小车与所述铺粉平台板顶面滑动连接，且能够将所述混合供料机构和/或所述供料缸供给的料粉推入所述成型缸内；

补料罐组；所述补料罐组安装在所述上密封箱体的外顶面，且与所述混合供料机构连接；

激光扫描振镜；所述激光扫描振镜安装在所述上密封箱体的外顶面，且其激光发射端能够进入所述上密封箱体内部，且与所述成型缸安装口对应；

循环过滤机构；所述循环过滤机构安装在所述机架上，且与所述下密封箱体和上密封箱体连通。

通过上述技术方案，本实用新型提供的梯度供粉系统可以保证两种或两种以上粉体材料始终按要求连续比例精确地供料，也可以保证两种或两种以上粉体材料按垂直梯度材料实现等比例供料，再通过混粉、铺粉、激光烧结制备出连续比例变化的梯度材料和等比例变化的梯度材料，具有水平梯度和垂直梯度材料的3D打印功能，优化了供粉结构，增加了供料缸体及排布方式，克服了市场现有3D梯度打印机技术功能上的不足。

优选的，在上述一种同时具有水平梯度和垂直梯度功能的3D打印机中，所述混合供料机构包括：

安装基座；所述安装基座通过立架与所述上密封箱体的内顶面固定；

出料对接件；所述出料对接件固定在所述安装基座顶面，且与所述安装基座顶面之间形成活动间隙；所述出料对接件表面开设有通料槽口；

储料仓；所述储料仓可拆卸连接在所述出料对接件顶面，且底部具有与所述通料槽口对接的出料口；所述储料仓内部由至少一块分仓隔板将其内部腔体分割为多个分别与所述出料口连通的单元腔室；

水平混料器；所述水平混料器固定在所述安装基座的一侧壁上，并由混料驱动组件驱动工作；

供料活塞推板；所述供料活塞推板滑动连接在所述活动间隙内，且与所述安装基座顶面贴合；所述供料活塞推板表面开设有与所述通料槽口尺寸相同的移料槽口，所述移料槽口内具有与所述分仓隔板对应布置的分料隔板；所述供料活塞推板由往复推动组件驱动，并能够在所述通料槽口正下方和所述水平混料器的上方进料口之间往复运动；

挡板组件；所述挡板组件包括挡板驱动构件、供料挡板和出料挡板；所述挡板驱动构件固定在所述安装基座的侧壁上；所述供料挡板与所述挡板驱动构件连接，且滑动连接在所述活动间隙内，并位于所述出料对接件底面和所述供料活塞推板顶面之间，所述供料挡板表面开设有与所述通料槽口尺寸相同的供料槽口；所述出料挡板与所述挡板驱动构件连接，且滑动连接在所述水平混料器的下方出料口，所述出料挡板表面开设有出料槽口。

通过上述技术方案，本实用新型可通过改变供料活塞推板上的移料槽口的大小实现料粉的供料多少控制，通过供料挡板开合控制各种材料的精准配比，通过水平混料器对料粉进行充分混合，确保供料成分精确、材料配比稳定、均匀可靠。

优选的，在上述一种同时具有水平梯度和垂直梯度功能的3D打印机中，所述储料仓顶面具有仓盖，所述仓盖与所述上密封箱体的内顶面贴合，所述仓盖上开设有与多个所述单元腔室对应的供料口；所述补料罐组与所述供料口连接；所述储料仓的侧壁具有与多个所述单元腔室分别对应的观察窗口，便于加料和观察；所述出料口活动连接有出料口挡板；所述储料仓上安装有用于控制所述出料口挡板的挡板调节旋钮。可手动控制储料仓开关，在完成打印后，关闭出料口挡板，其各料室内的剩余料粉可分别取出，防止浪费。

优选的，在上述一种同时具有水平梯度和垂直梯度功能的3D打印机中，所述往复推动组件包括第一伺服电机、滚珠丝杠螺母、连接板、丝杠和皮带；所述第一伺服电机固定在所述立架上；所述滚珠丝杠螺母转动连接在所述立架上；且位于所述第一伺服电机下方；所述连接板与所述供料活塞推板连接；所述丝杠一端与所述滚珠丝杠螺母螺纹连接，另一端与所述连接板转动连接；所述皮带套设在所述第一伺服电机的动力输出轴端头和所述滚珠丝杠螺母之间。能够稳定实现往复驱动。

优选的，在上述一种同时具有水平梯度和垂直梯度功能的3D打印机中，所述水平混料器两端固定有轴座；两个轴座的中心点之间固定有中心轴；两个轴座之间还固定有水平混料轴，所述水平混料轴的数量至少为两根。能够实现对料粉的均匀混合。

优选的，在上述一种同时具有水平梯度和垂直梯度功能的3D打印机中，所述混料驱动组件包括第二伺服电机、主动带轮、从动带轮和传动带；所述第二伺服电机固定在所述安装基座上；所述主动带轮固套在所述第二伺服电机的动力输出轴端头；所述从动带轮固套在所述中心轴一端穿出所述轴座的端头上；所述传动带套设在所述主动带轮和所述从动带轮上。能够实现稳定的转动驱动，通过程序自由设定旋转方向、速度和旋转圈数。

优选的，在上述一种同时具有水平梯度和垂直梯度功能的3D打印机中，所述挡板驱动构件包括支架、推动气缸和挡板推板；所述支架与所述安装基座固定；所述推动气缸固定在所述支架上；所述挡板推板与所述推动气缸的伸缩端头固定，所述供料挡板和所述出料挡板均与所述挡板推板固定；所述支架上连接有限位螺钉，所述限位螺钉位于所述支架和所述挡板推板之间。气缸推动稳定，控制方便。

优选的，在上述一种同时具有水平梯度和垂直梯度功能的3D打印机中，所述铺粉小车的侧面的底面具有柔性刮条；所述铺粉小车通过安装在所述上密封箱体侧壁的水平往复移动机构驱动往复运动。水平往复移动机构可以为常规的链条结构或气动结构或气缸驱动结构，在此不再赘述。

优选的，在上述一种同时具有水平梯度和垂直梯度功能的3D打印机中，所述铺粉平台板上开设有余料收集口；所述铺粉平台板底面固定有与所述余料收集口对应的余料收集罐；所述余料收集口开设在所述供料缸安装口和所述成型缸安装口的两侧，或者开设在所述供料缸安装口和所述成型缸安装口的两侧和中间。能够实现余料收集，不同的使用情况可以采用不同的布置形式。

优选的，在上述一种同时具有水平梯度和垂直梯度功能的3D打印机中，所述循环过滤机构包括通过连接管道依次串联的循环风机和净化过滤器；所述连接管道的两端分别与所述下密封箱体和所述上密封箱体的内腔连通；所述循环风机和所述净化过滤器固定在所述机架上；所述净化过滤器的两端连接有压差传感器；所述上密封箱体的侧壁连接有氧含量传感器和箱体压力传感器。能够实现循环净化和状态监控。

优选的，在上述一种同时具有水平梯度和垂直梯度功能的3D打印机中，所述下密封箱体和所述上密封箱体均具有密封箱门。

优选的，在上述一种同时具有水平梯度和垂直梯度功能的3D打印机中，所述安装基座、所述出料对接件和所述储料仓通过螺钉紧固连接。连接方便稳定，便于拆卸。

优选的，在上述一种同时具有水平梯度和垂直梯度功能的3D打印机中，所述激光扫描振镜通过激光与振镜连接镜与激光器连接。

优选的，在上述一种同时具有水平梯度和垂直梯度功能的3D打印机中，所述供料缸和成型缸均为顶部开口的缸体结构，且内部连接有活塞，活塞底部具有用于带动活塞上下运动的电动机推杆。

经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本实用新型公开提供了一种同时具有水平梯度和垂直梯度功能的3D打印机，具有以下有益效果：

1、本实用新型提供的梯度供粉系统可以保证两种或两种以上粉体材料始终按要求连续比例精确地供料，也可以保证两种或两种以上粉体材料按垂直梯度材料实现等比例供料，再通过混粉、铺粉、激光烧结制备出连续比例变化的梯度材料和等比例变化的梯度材料，具有水平梯度和垂直梯度材料的3D打印功能，优化了供粉结构，增加了供料缸体及排布方式，克服了市场现有3D梯度打印机技术功能上的不足。

2、本实用新型可通过改变供料活塞推板上的移料槽口的大小实现料粉的供料多少控制，通过供料挡板开合控制各种材料的精准配比，通过水平混料器对料粉进行充分混合，确保供料成分精确、材料配比稳定、均匀可靠。

3、本实用新型的技术方案能够提供一种结构合理、制造成本低、操作方便、耐用性强且维护简单，同时具有水平梯度和垂直梯度功能的3D打印机。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1附图为本实用新型提供的同时具有水平梯度和垂直梯度功能的3D打印机的结构示意图；

图2附图为本实用新型提供的混合供料机构的结构示意图；

图3附图为本实用新型提供的混合供料机构的结构剖视图；

图4附图为本实用新型提供的往复推动组件的结构示意图；

图5附图为本实用新型提供的水平混料器内部的结构示意图；

图6附图为本实用新型提供的挡板驱动构件的结构示意图；

图7附图为本实用新型提供的储料仓的结构示意图；

图8附图为本实用新型提供的实施例2的结构布局示意图。

其中：

1-机架；

11-铺粉平台板；111-余料收集口；112-余料收集罐；

2-下密封箱体；

3-上密封箱体；

4-补料罐组；

5-激光扫描振镜；

6-循环过滤机构；

61-连接管道；62-循环风机；63-净化过滤器；

7-供料缸；

8-成型缸；

9-混合供料机构；

91-安装基座；92-出料对接件；921-通料槽口；93-储料仓；931-出料口；

932-分仓隔板；933-仓盖；9331-供料口；934-观察窗口；935-出料口挡板；936-挡板调节旋钮；94-水平混料器；941-轴座；942-中心轴；943-水平混料轴；95-供料活塞推板；951-移料槽口；952-分料隔板；96-挡板组件；961-挡板驱动构件；9611-支架；9612-推动气缸；9613-挡板推板；9614-限位螺钉；962-供料挡板；9621-供料槽口；963-出料挡板；

9631-出料槽口；97-混料驱动组件；971-第二伺服电机；972-主动带轮；

973-从动带轮；974-传动带；98-往复推动组件；981-第一伺服电机；982-滚珠丝杠螺母；983-连接板；984-丝杠；985-皮带；

10-铺粉小车；

101-柔性刮条。

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、完整地描述，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。基于本实用新型中的实施例，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。

参见附图1，本实用新型实施例公开了一种同时具有水平梯度和垂直梯度功能的3D打印机，包括：

机架1；机架1上水平固定有铺粉平台板11，铺粉平台板11表面开设有供料缸安装口和成型缸安装口；

下密封箱体2；下密封箱体2固定在铺粉平台板11的底面，且内部安装与铺粉平台板11底面固定的供料缸7和成型缸8；供料缸7的顶部供料口与供料缸安装口对应，成型缸8的顶部成型口与成型缸安装口对应；

上密封箱体3；上密封箱体3固定在铺粉平台板11的顶面，且内部安装有混合供料机构9和铺粉小车10；混合供料机构9固定在上密封箱体3的内顶面，且能够向铺粉平台板11表面供给混合后的粉料；铺粉小车10与铺粉平台板11顶面滑动连接，且能够将混合供料机构9和/或供料缸7供给的料粉推入成型缸8内；

补料罐组4；补料罐组4安装在上密封箱体2的外顶面，且与混合供料机构9连接；

激光扫描振镜5；激光扫描振镜5安装在上密封箱体3的外顶面，且其激光发射端能够进入上密封箱体3内部，且与成型缸安装口对应；

循环过滤机构6；循环过滤机构6安装在机架1上，且与下密封箱体2和上密封箱体3连通。

参见附图2至附图7，混合供料机构9包括：

安装基座91；安装基座91通过立架与上密封箱体3的内顶面固定；

出料对接件92；出料对接件92固定在安装基座91顶面，且与安装基座91顶面之间形成活动间隙；出料对接件92表面开设有通料槽口921；

储料仓93；储料仓93可拆卸连接在出料对接件92顶面，且底部具有与通料槽口921对接的出料口931；储料仓93内部由至少一块分仓隔板932将其内部腔体分割为多个分别与出料口931连通的单元腔室；

水平混料器94；水平混料器94固定在安装基座91的一侧壁上，并由混料驱动组件97驱动工作；

供料活塞推板95；供料活塞推板95滑动连接在活动间隙内，且与安装基座91顶面贴合；供料活塞推板95表面开设有与通料槽口921尺寸相同的移料槽口951，移料槽口951内具有与分仓隔板932对应布置的分料隔板952；供料活塞推板95由往复推动组件98驱动，并能够在通料槽口921正下方和水平混料器94的上方进料口之间往复运动；

挡板组件96；挡板组件96包括挡板驱动构件961、供料挡板962和出料挡板963；挡板驱动构件961固定在安装基座91的侧壁上；供料挡板962与挡板驱动构件961连接，且滑动连接在活动间隙内，并位于出料对接件92底面和供料活塞推板95顶面之间，供料挡板962表面开设有与通料槽口921尺寸相同的供料槽口9621；出料挡板963与挡板驱动构件961连接，且滑动连接在水平混料器94的下方出料口，出料挡板963表面开设有出料槽口9631。

为了进一步优化上述技术方案，储料仓93顶面具有仓盖933，仓盖933与上密封箱体3的内顶面贴合，仓盖933上开设有与多个单元腔室对应的供料口9331；补料罐组4与供料口9331连接；储料仓93的侧壁具有与多个单元腔室分别对应的观察窗口934；出料口931活动连接有出料口挡板935；储料仓93上安装有用于控制出料口挡板935的挡板调节旋钮936。

为了进一步优化上述技术方案，往复推动组件98包括第一伺服电机981、滚珠丝杠螺母982、连接板983、丝杠984和皮带985；第一伺服电机981固定在立架上；滚珠丝杠螺母982转动连接在立架上；且位于第一伺服电机981下方；连接板983与供料活塞推板95连接；丝杠984一端与滚珠丝杠螺母982螺纹连接，另一端与连接板983转动连接；皮带985套设在第一伺服电机981的动力输出轴端头和滚珠丝杠螺母982之间。

为了进一步优化上述技术方案，水平混料器94两端固定有轴座941；两个轴座941的中心点之间固定有中心轴942；两个轴座941之间还固定有水平混料轴943，水平混料轴943的数量至少为两根。

为了进一步优化上述技术方案，混料驱动组件97包括第二伺服电机971、主动带轮972、从动带轮973和传动带974；第二伺服电机971固定在安装基座91上；主动带轮972固套在第二伺服电机971的动力输出轴端头；从动带轮973固套在中心轴942一端穿出轴座941的端头上；传动带974套设在主动带轮972和从动带轮973上。

为了进一步优化上述技术方案，挡板驱动构件961包括支架9611、推动气缸9612和挡板推板9613；支架9611与安装基座91固定；推动气缸9612固定在支架9611上；挡板推板9613与推动气缸9612的伸缩端头固定，供料挡板962和出料挡板963均与挡板推板9613固定连接；支架9611上连接有限位螺钉9614，限位螺钉9614位于支架9611和挡板推板9613之间。

为了进一步优化上述技术方案，铺粉小车10的侧面的底面具有柔性刮条101；铺粉小车10通过安装在上密封箱体3侧壁的水平往复移动机构驱动往复运动。

为了进一步优化上述技术方案，铺粉平台板11上开设有余料收集口111；铺粉平台板11底面固定有与余料收集口111对应的余料收集罐112；余料收集口111开设在供料缸安装口和成型缸安装口的两侧，或者开设在供料缸安装口和成型缸安装口的两侧和中间。

为了进一步优化上述技术方案，循环过滤机构6包括通过连接管道61依次串联的循环风机62和净化过滤器63；连接管道61的两端分别与下密封箱体2和上密封箱体3的内腔连通；循环风机62和净化过滤器63固定在机架1上；净化过滤器62的两端连接有压差传感器；上密封箱体3的侧壁连接有氧含量传感器和箱体压力传感器。

混合供料机构9的工作原理为：

参见图3，起始位置时，出料口931与供料挡板962上的供料槽口9621和供料活塞推板95上的移料槽口951相对齐；当料粉落入供料活塞推板95上的移料槽口951后，供料挡板962向右侧移动，供料槽口9621与通料槽口921错开位置，将出料口931封闭；供料活塞推板95移动，将移料槽口951中的料推至水平混料器94中的混料腔体中，启动水平混料轴943转动，混合料粉，混合完毕后，出料挡板963移动开启，料粉落在铺粉平台板11上，由铺粉小车10将料粉平铺入成型缸8进行激光烧结。

供料挡板962与出料挡板963开启时，储料仓93中料粉落入供料活塞推板95上的移料槽口951，同时，水平混料器94混合好的料粉落在铺粉平台板11上；供料挡板962与出料挡板963关闭时，供料活塞推板95移动，将移料槽口951中的料推至水平混料器94中，然后，供料活塞推板95回到料仓接料位，同时水平混料器94启动进行混料，混合完成后，供料挡板962与出料挡板963开启，进行下一次重复供料、混料动作。

实施例1：

参见附图1，当混合供料机构9的各单元腔室装入相同的料粉，而供料缸7装入另一种不同材料料时，供料缸7在其电动机推杆的推动下将料粉推出铺粉平台板11台面，这时铺粉小车10移动过来，通过柔性刮条101将高于铺粉平台板11的料粉平铺到成型缸8内完成一层铺粉，激光器发射激光，通过激光扫描振镜5完成一层扫描打印，这时混合供料机构9开始工作，直接将料粉落到铺粉平台板11台面上，这时铺粉小车10移动过来，通过柔性刮条101粉通料粉平铺到成型缸8内完成一层铺粉，激光器发射激光，通过激光扫描振镜5完成一层扫描打印；以后这样重复混合供料机构9和供料缸7的切换，即可实现材料在垂直方向的不同材料的梯度变化。

当混合供料机构9的各单元腔室不装料，而供料缸7装入一种材料时，重复供料缸7铺粉打印动作，上混合供料机构9不工作，即可实现单一材料的打印工作。

实施例2：

参见附图8，该实施例由铺粉平台板11的上方设置一个混合供料机构9，铺粉平台板11下方同时也设置一个供料缸7；混合供料机构9的出料口和供料缸7位于成型缸8的不同侧；同时在铺粉平台板11的下方设置有三个相同的余料收集罐112，在中间余料收集口111的上方设置有闭合闸门，闭合闸门在供料缸7供粉的铺粉动作时是处于闭合状态的。打印动作根据打印件的材料梯度结构切换混合供料机构9和供料缸7，实现零件的梯度材料打印工作。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种同时具有水平梯度和垂直梯度功能的3D打印机，其特征在于，包括：

机架(1)；所述机架(1)上水平固定有铺粉平台板(11)，所述铺粉平台板(11)表面开设有供料缸安装口和成型缸安装口；

下密封箱体(2)；所述下密封箱体(2)固定在所述铺粉平台板(11)的底面，且内部安装与所述铺粉平台板(11)底面固定的供料缸(7)和成型缸(8)；所述供料缸(7)的顶部供料口与所述供料缸安装口对应，所述成型缸(8)的顶部成型口与所述成型缸安装口对应；

上密封箱体(3)；所述上密封箱体(3)固定在所述铺粉平台板(11)的顶面，且内部安装有混合供料机构(9)和铺粉小车(10)；所述混合供料机构(9)固定在所述上密封箱体(3)的内顶面，且能够向所述铺粉平台板(11)表面供给混合后的粉料；所述铺粉小车(10)与所述铺粉平台板(11)顶面滑动连接，且能够将所述混合供料机构(9)和/或所述供料缸(7)供给的料粉推入所述成型缸(8)内；

补料罐组(4)；所述补料罐组(4)安装在所述上密封箱体(3)的外顶面，且与所述混合供料机构(9)连接；

激光扫描振镜(5)；所述激光扫描振镜(5)安装在所述上密封箱体(3)的外顶面，且其激光发射端能够进入所述上密封箱体(3)内部，且与所述成型缸安装口对应；

循环过滤机构(6)；所述循环过滤机构(6)安装在所述机架(1)上，且与所述下密封箱体(2)和上密封箱体(3)连通。

2.根据权利要求1所述的一种同时具有水平梯度和垂直梯度功能的3D打印机，其特征在于，所述混合供料机构(9)包括：

安装基座(91)；所述安装基座(91)通过立架与所述上密封箱体(3)的内顶面固定；

出料对接件(92)；所述出料对接件(92)固定在所述安装基座(91)顶面，且与所述安装基座(91)顶面之间形成活动间隙；所述出料对接件(92)表面开设有通料槽口(921)；

储料仓(93)；所述储料仓(93)可拆卸连接在所述出料对接件(92)顶面，且底部具有与所述通料槽口(921)对接的出料口(931)；所述储料仓(93)内部由至少一块分仓隔板(932)将其内部腔体分割为多个分别与所述出料口(931)连通的单元腔室；

水平混料器(94)；所述水平混料器(94)固定在所述安装基座(91)的一侧壁上，并由混料驱动组件(97)驱动工作；

供料活塞推板(95)；所述供料活塞推板(95)滑动连接在所述活动间隙内，且与所述安装基座(91)顶面贴合；所述供料活塞推板(95)表面开设有与所述通料槽口(921)尺寸相同的移料槽口(951)，所述移料槽口(951)内具有与所述分仓隔板(932)对应布置的分料隔板(952)；所述供料活塞推板(95)由往复推动组件(98)驱动，并能够在所述通料槽口(921)正下方和所述水平混料器(94)的上方进料口之间往复运动；

挡板组件(96)；所述挡板组件(96)包括挡板驱动构件(961)、供料挡板(962)和出料挡板(963)；所述挡板驱动构件(961)固定在所述安装基座(91)的侧壁上；所述供料挡板(962)与所述挡板驱动构件(961)连接，且滑动连接在所述活动间隙内，并位于所述出料对接件(92)底面和所述供料活塞推板(95)顶面之间，所述供料挡板(962)表面开设有与所述通料槽口(921)尺寸相同的供料槽口(9621)；所述出料挡板(963)与所述挡板驱动构件(961)连接，且滑动连接在所述水平混料器(94)的下方出料口，所述出料挡板(963)表面开设有出料槽口(9631)。

3.根据权利要求2所述的一种同时具有水平梯度和垂直梯度功能的3D打印机，其特征在于，所述储料仓(93)顶面具有仓盖(933)，所述仓盖(933)与所述上密封箱体(3)的内顶面贴合，所述仓盖(933)上开设有与多个所述单元腔室对应的供料口(9331)；所述补料罐组(4)与所述供料口(9331)连接；所述储料仓(93)的侧壁具有与多个所述单元腔室分别对应的观察窗口(934)；所述出料口(931)活动连接有出料口挡板(935)；所述储料仓(93)上安装有用于控制所述出料口挡板(935)的挡板调节旋钮(936)。

4.根据权利要求2所述的一种同时具有水平梯度和垂直梯度功能的3D打印机，其特征在于，所述往复推动组件(98)包括第一伺服电机(981)、滚珠丝杠螺母(982)、连接板(983)、丝杠(984)和皮带(985)；所述第一伺服电机(981)固定在所述立架上；所述滚珠丝杠螺母(982)转动连接在所述立架上；且位于所述第一伺服电机(981)下方；所述连接板(983)与所述供料活塞推板(95)连接；所述丝杠(984)一端与所述滚珠丝杠螺母(982)螺纹连接，另一端与所述连接板(983)转动连接；所述皮带(985)套设在所述第一伺服电机(981)的动力输出轴端头和所述滚珠丝杠螺母(982)之间。

5.根据权利要求2所述的一种同时具有水平梯度和垂直梯度功能的3D打印机，其特征在于，所述水平混料器(94)两端固定有轴座(941)；两个所述轴座(941)的中心点之间固定有中心轴(942)；两个所述轴座(941)之间还固定有水平混料轴(943)，所述水平混料轴(943)的数量至少为两根。

6.根据权利要求5所述的一种同时具有水平梯度和垂直梯度功能的3D打印机，其特征在于，所述混料驱动组件(97)包括第二伺服电机(971)、主动带轮(972)、从动带轮(973)和传动带(974)；所述第二伺服电机(971)固定在所述安装基座(91)上；所述主动带轮(972)固套在所述第二伺服电机(971)的动力输出轴端头；所述从动带轮(973)固套在所述中心轴(942)一端穿出所述轴座(941)的端头上；所述传动带(974)套设在所述主动带轮(972)和所述从动带轮(973)上。

7.根据权利要求2所述的一种同时具有水平梯度和垂直梯度功能的3D打印机，其特征在于，所述挡板驱动构件(961)包括支架(9611)、推动气缸(9612)和挡板推板(9613)；所述支架(9611)与所述安装基座(91)固定；所述推动气缸(9612)固定在所述支架(9611)上；所述挡板推板(9613)与所述推动气缸(9612)的伸缩端头固定，所述供料挡板(962)和所述出料挡板(963)均与所述挡板推板(9613)固定连接；所述支架(9611)上连接有限位螺钉(9614)，所述限位螺钉(9614)位于所述支架(9611)和所述挡板推板(9613)之间。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种同时具有水平梯度和垂直梯度功能的3D打印机，其特征在于，所述铺粉小车(10)的侧面的底面具有柔性刮条(101)；所述铺粉小车(10)通过安装在所述上密封箱体(3)侧壁的水平往复移动机构驱动往复运动。

9.根据权利要求1-7任一项所述的一种同时具有水平梯度和垂直梯度功能的3D打印机，其特征在于，所述铺粉平台板(11)上开设有余料收集口(111)；所述铺粉平台板(11)底面固定有与所述余料收集口(111)对应的余料收集罐(112)；所述余料收集口(111)开设在所述供料缸安装口和所述成型缸安装口的两侧，或者开设在所述供料缸安装口和所述成型缸安装口的两侧和中间。

10.根据权利要求1-7任一项所述的一种同时具有水平梯度和垂直梯度功能的3D打印机，其特征在于，所述循环过滤机构(6)包括通过连接管道(61)依次串联的循环风机(62)和净化过滤器(63)；所述连接管道(61)的两端分别与所述下密封箱体(2)和所述上密封箱体(3)的内腔连通；所述循环风机(62)和所述净化过滤器(63)固定在所述机架(1)上；所述净化过滤器(63)的两端连接有压差传感器；所述上密封箱体(3)的侧壁连接有氧含量传感器和箱体压力传感器。

Images