CN217749349U - 刮刀清粉装置及3d打印用铺粉装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于增材制造技术领域，涉及一种刮刀清粉装置及3D打印用铺粉装置，该刮刀清粉装置包括自驱动件以及设置在自驱动件末端的清粉件；自驱动件驱动清粉件运动。本实用新型提供了一种无需额外动力以及可有效刮除刮刀上附着粉末的刮刀清粉装置及3D打印用铺粉装置。

Description

刮刀清粉装置及3D打印用铺粉装置

技术领域

本实用新型属于增材制造技术领域，涉及一种清粉装置及包含有该清粉装置的铺粉装置，尤其涉及一种刮刀清粉装置及3D打印用铺粉装置。

背景技术

SLM金属3D打印技术目前已广泛应用于航空航天、生物医疗、军工、建筑、汽车、珠宝、模具等行业。在复杂结构零件、小批量定制零件以及高性能、高强度等零件等方面具有绝对的成本、周期优势。在打印时，通常会利用刮刀将粉末平铺到打印平面进行打印。铺粉需要利用刮刀将粉末铺成均匀的指定厚度；打印是在一定条件下(温度、氧含量等外部因素)利用激光将粉末迅速熔化，从而实现将粉末选区熔化成形。但是刮刀在铺粉后容易粘接粉末，在刮刀回程或者反向铺粉过程中，这些粉末容易掉落至打印平面上，导致该层落粉区域熔化时的能量密度发生变化，对零件的性能、表面效果及内部质量造成严重影响，甚至导致零件报废。

目前市面上存在三种刮刀清粉装置，例如滚动毛刷式清粉装置、压缩空气式清粉装置以及震动落粉式清粉装置。这些清粉装置普遍存在：1)需要额外的动力源；2)均占用了过多空间并提高了机构的复杂程度，成本较高。此外，滚动毛刷式清粉装置的滚动毛刷长期处于粉末中会导致毛刷的清理能力下降，毛刷刷下粉末容易飞溅，落到打印表面产生落粉相似的影响，被风机吹走影响了滤清器的寿命；压缩空气式清粉装置所产生的压缩空气会影响打印舱室内部的气体流向，影响风场，对舱室压力控制提出更高的要求；震动落粉式清粉装置会因为刮刀的震动而影响刮刀本身在Z向的精度，这会导致铺粉层厚不均匀，导致打印出现缺陷。

实用新型内容

为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本实用新型提供了一种无需额外动力以及可有效刮除刮刀上附着粉末的刮刀清粉装置及3D打印用铺粉装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种刮刀清粉装置，其特征在于：所述刮刀清粉装置包括自驱动件以及设置在自驱动件末端的清粉件；所述自驱动件驱动清粉件运动。

上述自驱动件是单连杆结构、多连杆结构、弧形结构或整体呈二面角的复合结构。

上述自驱动件是整体呈二面角的复合结构时，所述自驱动件包括固定件以及与固定件相连的驱动件，所述固定件与驱动件整体形成二面角结构；所述清粉件设置在驱动件的末端。

上述自驱动件是整体呈二面角的复合结构时，所述自驱动件还包括用于促使驱动件发生形变的滚轮或触碰指。

上述清粉件是橡胶件、塑料件或金属件。

上述清粉件是易发生形变的薄片或非易发生形变的薄片。

一种3D打印用铺粉装置，包括刮刀架及设置在刮刀架上的刮刀，其特征在于：所述3D打印用铺粉装置还包括如前所述的刮刀清粉装置；所述刮刀清粉装置作用于刮刀的刮刀面上。

上述刮刀清粉装置的清粉件作用于刮刀的刮刀面上。

上述刮刀清粉装置的清粉件末端作用于刮刀的刮刀面上。

上述刮刀清粉装置的清粉件与刮刀的刮刀面形成线面接触，所述刮刀清粉装置的自驱动件驱动清粉件在刮刀的刮刀面上进行刮除运动。

本实用新型的优点是：

本实用新型提供了一种刮刀清粉装置，该刮刀清粉装置包括自驱动件以及设置在自驱动件末端的清粉件；自驱动件驱动清粉件运动。本实用新型所提供3D打印用铺粉装置是利用刮刀的自身左右移动，对自驱动件施加压力进行清理刮刀刮粉面，同时利用自驱动件的弹性复位。本实用新型在解决刮刀粘粉问题后，避免了因刮刀上附着的粉末掉落到打印平面上而导致打印件内部质量、结构性能以及表面效果不符合原有要求的缺陷，同时，本实用新型提高了回程速度，减少了刮刀等待的时间，提升了打印效率。本实用新型所提供的刮刀清粉装置以及3D打印用铺粉装置，结构简单可靠，不需要额外增加动力就可以完成刮刀的清理工作，所需空间小，可以在原有设备上进行改造，可有效刮除刮刀上附着粉末，使用非常方便。

附图说明

图1是本实用新型所提供的3D打印用铺粉装置第一实施例的结构示意简图；

图2是本实用新型所提供的3D打印用铺粉装置第二实施例的结构示意简图；

图3是本实用新型所提供的3D打印用铺粉装置第二实施例(另一种方式)的结构示意简图；

图4是本实用新型所提供的3D打印用铺粉装置第三实施例的结构示意简图；

图5是本实用新型所提供的3D打印用铺粉装置第四实施例的结构示意简图；

图6是本实用新型所提供的3D打印用铺粉装置(双向刮除)的第五实施例的结构示意图；

图7是本实用新型所提供的3D打印用铺粉装置(双向刮除)的第六实施例的结构示意图；

其中：

1-刮刀架；2-清粉件；3-刮刀；4-自驱动件；5-打印平台；6-施压滚轮；7-紧固螺栓；8-收料桶；9-复位弹簧。

具体实施方式

本实用新型提供了一种刮刀清粉装置，将传统的额外的动力源进行更改，修正为自驱动模式，无需额外的动力源进行驱动，不仅能节能，更重要的是能有效的控制成本。本实用新型所采用的自驱动模式，其结构包括自驱动件4以及设置在自驱动件4末端的清粉件2，在使用的过程中，首先将自驱动件4的首端固定(可以固定在刮刀架1上，也可以固定在3D打印的侧壁上，本实用新型不做限定)，当刮刀3在打印平台5上进行铺粉作业时，刮刀3的刮刀面逐渐与自驱动件4相连的清粉件2相接触，随着刮刀3的继续前行，自驱动件4的末端的清粉件2逐渐与刮刀3的刮刀面相切并形成线面接触，当刮刀3持续运动时，清粉件2在刮刀3的刮刀面上进行刮除运动，最终将刮刀3的刮刀面上所附着的粉末完全清除。由于本实用新型通过简单的结构(自驱动件4以及清粉件2)以刮刀3的运动代替了传统的额外的动力源，不会对刮刀3造成例如振动、划伤等情形，能够将刮刀3的刮刀面上所附着的粉末清除干净的前提下，进一步确保了打印质量，使用非常方便。

本实用新型所采用的自驱动件4，例如可以是单连杆结构、多连杆结构、弧形结构或整体呈二面角的复合结构等形式，无论哪种方式，都可以实现自驱动件4的自驱动模式。示例性的，当自驱动件4是整体呈二面角的复合结构时，自驱动件4包括固定件以及与固定件相连的驱动件，固定件与驱动件整体形成二面角结构；清粉件2设置在驱动件的末端。为了确保自驱动件4的工作流畅性，自驱动件4还可以包括用于促使驱动件发生形变的滚轮或触碰指，滚轮或触碰指挤压二面角结构的固定件，此时固定件通过驱动件带动其末端的清粉件2运动，当清粉件2逐渐靠近刮刀并最终与刮刀3的刮刀面相切，形成线面接触，随着自驱动件4的不断运动，继续带动清粉件2在刮刀3的刮刀面上进行刮除运动，最终可实现对刮刀3的刮刀面上所附着粉末的清除。本实用新型所采用的清粉件2是易发生形变的薄片或非易发生形变的薄片，当然，清粉件2也可以是其他形状，只要保证清粉件2的能够与刮刀3的刮刀面相切即可。对于清粉件2的材质，可以和自驱动件4的材质是一样的，也可以是不同的，例如，清粉件2是由橡胶、塑料或金属制成的，无论哪种材质，最终的目的，都是清粉件2在刮刀3的刮刀面上进行刮除，将刮刀3的刮刀面上所附着的粉末清除。

基于前述的内容，本实用新型还提供了一种3D打印用铺粉装置，包括刮刀架1及设置在刮刀架1上的刮刀3，同时还包括前述内容所记载的刮刀清粉装置；刮刀清粉装置的清粉件2，尤其是清粉件2的末端作用于刮刀3的刮刀面上，与刮刀3的刮刀面形成线面接触，随着刮刀3的前行，清粉件2在刮刀3的刮刀面上进行刮除运动，最终将刮刀3的刮刀面上所附着的粉末完全清除。

参见图1，是本实用新型所提供3D打印用铺粉装置的第一种实施方式。该实施例所采用的自驱动件4是单连杆结构，单连杆结构的末端设置有与单连杆材质相同的不易发生形变的清粉件2。单连杆的首端通过销轴活动设置在3D打印机的内壁，同时在单连杆和3D打印机的内壁之间设置有复位弹簧9，单连杆可沿销轴的轴向活动。当刮刀3即将完成铺粉作业时，刮刀3沿铺粉方向继续前进，此时，刮刀3的刮刀面逐渐与清粉件2接触，随时刮刀3的持续运动，最终促使清粉件2的末端与刮刀3的刮刀面线面接触，刮刀3与清粉件2接触后，挤压清粉件2以及单连杆运动，由于单连杆的首端通过销轴活动设置在3D打印机的内壁，因此，单连杆在即将绕销轴的轴向转动，同时，设置在单连杆末端的清粉件2沿刮刀3的刮刀面往下刮除，最终实现对刮刀3的刮刀面上附着粉末的清除，当刮刀3沿反方向前行时，单连杆以及清粉件2在复位弹簧9的作用下，回归原位，等待下次清粉作业。当然，在本实施例中，不易发生形变的清粉件2还可以是易发生形变的薄片，例如铝片；单连杆的方式还可以扩展成多连杆结构，无论哪种变形，其工作原理及工作过程和前述内容相同，在此不再赘述。

参见图2以及图3，是本实用新型所提供3D打印用铺粉装置的第二种实施方式。该实施例所采用的自驱动件4是弧形结构，弧形结构的末端设置有清粉件2。弧形结构的首端固定设置在3D打印机的内壁(如图2所示)或刮刀架上(如图3所示)。参见图2，当弧形结构设置在3D打印机的内壁时，运动方式和图1所示的单连杆的方式基本相同，不同的是，弧形结构可进行弯曲变形，促使其末端的清粉件2与刮刀3的刮刀面逐渐接触，最终与刮刀3的刮刀面线面接触，随着弧形结构的持续变形，清粉件2沿刮刀3的刮刀面往下刮除，最终实现对刮刀3的刮刀面上附着粉末的清除，当刮刀3沿反方向前行时，弧形结构恢复原状，等待下次清粉作业。参见图3，当弧形结构的首端固定在刮刀架1上时，刮刀清粉装置(弧形结构及弧形结构末端的清粉件2)与刮刀架1同步运动，当刮刀运行时，弧形结构与3D打印机的内壁相接触，促使弧形结构发生形变，由于弧形结构的首端固定在刮刀架1上，因此，弧形结构的末端势必往下运动，因此，弧形结构的末端的清粉件2与刮刀刮3的刀面线面接触，随着弧形结构的持续变形，清粉件2沿刮刀3的刮刀面往下刮除，最终实现对刮刀3的刮刀面上附着粉末的清除。

参见图4，是本实用新型所提供3D打印用铺粉装置的第三种实施方式，该实施例是在图3所示结构的基础上进行的变形。即，将自驱动件4的形式从弧形结构的变成整体呈二面角的复合结构。自驱动件4包括固定件以及与固定件相连的驱动件，固定件与驱动件整体形成二面角结构；清粉件2设置在驱动件的末端(图中未画出)。固定件通过紧固螺栓7固定在刮刀架1上，二面角的开口朝向刮刀架1，清粉件2与刮刀3的刮刀面线面接触。当刮刀架1持续前行时，二面角的尖部与3D打印机的内壁相接触，促使整体呈二面角的复合结构发生形变，由于整体呈二面角的复合结构的首端固定在刮刀架1上，因此，整体呈二面角的复合结构的末端(驱动件的末端)势必往下运动，因此，驱动件的末端的清粉件2与刮刀3的刮刀面线面接触，随着整体呈二面角的复合结构的持续变形，清粉件2沿刮刀3的刮刀面往下刮除，最终实现对刮刀3的刮刀面上附着粉末的清除。

参见图5，是本实用新型所提供的3D打印用铺粉装置的第四种实施方式，该实施例是在图3或图4所示结构的基础上进行的变形。该方式是在3D打印机的内壁增设一个施压滚轮6，施压滚轮6是固定的，它作用于自驱动件4的位置正好在刮刀3位于落粉桶8上方；落粉桶8固定在打印平台两侧或单侧的下方。当刮刀3铺完粉之后将多余粉末以及多余的大颗粒刮进收料桶8之后继续向左移动，此时施压滚轮6接触自驱动件4并对自驱动件4施加一个向右下角的力，自驱动件4一头与刮刀架1通过紧固螺栓7紧固连接，在施压滚轮6的作用下，另一端开始向下运动，将刚刮完粉末的刮刀3的刮刀面清理干净，之后刮刀3随刮刀架1右移，自驱动件4回归原位，等待下次清粉作业。

此外，本实用新型所提供的3D打印用铺粉装置还可以在3D打印机的内壁对称两侧均设置自驱动件4，如图6(示例性的，自驱动件4采用单连杆结构的方式)，或者在刮刀架1两侧均设置自驱动件4，如图7所示(示例性的，自驱动件4采用弧形结构的方式)，实现单刀双向铺粉时对刮刀3的刮刀面上所附着粉末的清除工作。

Claims (9)

1.一种刮刀清粉装置，其特征在于：所述刮刀清粉装置包括自驱动件以及设置在自驱动件末端的清粉件；所述自驱动件驱动清粉件运动；

所述自驱动件是单连杆结构、多连杆结构、弧形结构或整体呈二面角的复合结构。

2.根据权利要求1所述的刮刀清粉装置，其特征在于：所述自驱动件是整体呈二面角的复合结构时，所述自驱动件包括固定件以及与固定件相连的驱动件，所述固定件与驱动件整体形成二面角结构；所述清粉件设置在驱动件的末端。

3.根据权利要求2所述的刮刀清粉装置，其特征在于：所述自驱动件是整体呈二面角的复合结构时，所述自驱动件还包括用于促使驱动件发生形变的滚轮或触碰指。

4.根据权利要求1或2或3所述的刮刀清粉装置，其特征在于：所述清粉件是橡胶件、塑料件或金属件。

5.根据权利要求4所述的刮刀清粉装置，其特征在于：所述清粉件是易发生形变的薄片或非易发生形变的薄片。

6.一种3D打印用铺粉装置，包括刮刀架及设置在刮刀架上的刮刀，其特征在于：所述3D打印用铺粉装置还包括如权利要求1-5任一项所述的刮刀清粉装置；所述刮刀清粉装置作用于刮刀的刮刀面上。

7.根据权利要求6所述的3D打印用铺粉装置，其特征在于：所述刮刀清粉装置的清粉件作用于刮刀的刮刀面上。

8.根据权利要求7所述3D打印用铺粉装置，其特征在于：所述刮刀清粉装置的清粉件末端作用于刮刀的刮刀面上。

9.根据权利要求8所述的3D打印用铺粉装置，其特征在于：所述刮刀清粉装置的清粉件与刮刀的刮刀面形成线面接触，所述刮刀清粉装置的自驱动件驱动清粉件在刮刀的刮刀面上进行刮除运动。

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