CN219054724U - 一种适用于陶瓷浆料的光固化3d打印机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种适用于陶瓷浆料的光固化3D打印机，成型面、升降单元均安装在壳体内隔板的上端面，成型平台装在升降单元的悬臂端部，升降单元能驱动着成型平台移动。于成型面呈U形分布的三侧分别设置刮刀架和两个滑轨槽。刮刀架的两端与滑轨槽匹配。滑轨槽端部设有的丝杠传动总成能驱动着刮刀架作直线往复移动。刮刀架的中部为条状板，在该条状板上设有安装刮刀的槽孔。条状板能在刮刀架往复移动过程中始终对应在成型面的上方。条状板的板面上设有的通孔经软管与供料单元相连。本专利能够在陶瓷浆料增材成型过程中，自动进行陶瓷浆料的供给与铺平，较好地克服了当前因膏料分布不均导致的打印无法正常进行的问题。

Description

一种适用于陶瓷浆料的光固化3D打印机

技术领域

本实用新型涉及陶瓷浆料光固化3D打印技术领域，具体涉及一种适用于具有低流动特性的陶瓷浆料的光固化3D打印机，特别涉及对与光固化3D打印机相关的机械结构方面的创新。

背景技术

陶瓷光固化打印属于累积制造技术，又称快速成型技术，它是一种以数字模型文件为基础，运用特殊蜡材、粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过打印一层层的粘合材料来制造三维物体的制造手段。在3D打印过程中，若遇陶瓷膏料的粘稠性较强、流动能力较弱，则在刮刀紧贴料槽底往复移动的过程中，常常会出现膏料无法自动恢复到初始状态的问题，造成膏料分布不均匀，致使打印无法正常进行的情况时有发生。

同时，打印件与成型面相对脱离的过程中，承受的应力较大，容易致使打印件所受应力超过其最大承受能力，造成打印件损坏。

实用新型内容

本实用新型提供的一种适用于陶瓷浆料的光固化3D打印机，其能够在陶瓷浆料增材成型过程中，自动进行陶瓷浆料的供给与铺平，较好地克服了当前因膏料分布不均导致的打印无法正常进行的问题。

本实用新型解决其技术问题所采取的技术方案是：一种适用于陶瓷浆料的光固化3D打印机，包括壳体、供料单元、升降单元、成型平台、成型面及对应设在成型面下方的光机总成。所述壳体内设有隔板，而将壳体分成下壳体和上壳体。

所述成型面、所述升降单元均装在所述隔板的上端面上。所述光机总成相对设在所述隔板的下方，并与所述成型面上下正对。所述成型平台装在所述升降单元的悬臂端部，所述升降单元能驱动所述悬臂作升降移动，而使悬臂载着所述成型平台同步作升降移动。当所述成型平台向上移动到行程末端时，悬臂能触发在所述升降单元顶部设置的行程开关。

于所述成型面靠近所述升降单元的一侧设置刮刀架，同时，于所述成型面分别相对于所述刮刀架两端的两侧外各设一个滑轨槽。

所述刮刀架的两端均设有与所述滑轨槽对应匹配的凸块，在所述滑轨槽的一端设有丝杠传动总成分别与同侧凸块对应匹配，而使所述丝杠传动总成能驱动着所述刮刀架作直线往复移动。

所述刮刀架的中部为条状板，在该条状板上于其宽度向两侧边沿分别设有槽孔。所述槽孔沿所述条状板的长度方向延伸，并在竖直方向上上下贯通。刮刀安装在所述槽孔内且使刮刀下端相对所述条状板的下端面有向下向外延伸出的一定余量。所述刮刀架的条状板能在所述刮刀架往复移动过程中始终对应在所述成型面的上方，期间，所述刮刀下端的刀刃端部与所述成型面之间保持有竖直间距。

所述条状板的板面上设有通孔，所述供料单元通过软管与所述通孔的上端相连。所述供料单元经软管将陶瓷浆料送至所述通孔后，陶瓷浆料便从通孔的下端口落在成型面上。

上述方案下，成型平台上升至行程末端时会触发行程开关，此时的成型平台与成型面是分离的，此时控制单元会控制着刮刀架两侧的丝杠传动总成推动着刮刀架在成型面上方作平移移动动作，来完成均摊陶瓷浆料。控制单元还能控制着所述供料单元动作，而将陶瓷浆料经由软管送至刮刀架上的通孔。通过反复执行送料、均摊、打印固化、成型平台升降移动、送料的循环过程，即可实现陶瓷浆料的不断增材制造。

进一步，所述刮刀架的条状板两端分别形成有呈U形的耳部，所述凸块设在所述耳部的下端面上。在所述耳部的上端面设有安装孔，同时在所述耳部的下侧板面上设有连接槽。所述安装孔上装配千分尺调节块，所述刮刀的两端分别延伸至所述连接槽而与所述千分尺调节块的下端相连，使得所述千分尺调节块能调节所述刮刀下端相距所述成型面形成的竖直间距大小，以适应不同打印层高要求。

进一步，于所述刮刀架的条状板下端面上设有网格板总成，该网格板总成包括上下相间设置的多个网状板且各网状板均能在水平面内平移，而使各个网状板上的网孔能交错成不同大小立体网格结构，以便根据陶瓷膏料在流动性能方面的差异，通过调整交错状网格大小，调节陶瓷浆料下落的速度，防止因陶瓷膏料下落速度异常影响打印件的精度与打印速度。

进一步，在所述成型平台内装有连接架，该连接架通过齿轮传动机构与步进电机匹配且所述齿轮传动机构的输出末端与设在所述连接架上的定齿轮相啮合。所述定齿轮与所述连接架为刚性连接。所述连接架与所述成型平台相连接，所述齿轮传动机构和所述步进电机装在所述悬臂上。所述步进电机能驱动着所述连接架作小幅度的旋转动作，而使得所述成型面与打印件脱离。在所述成型面与打印件相脱离后，所述成型平台作上升移动，当上升至行程末端时会触发行程开关，能使控制单元控制着刮刀架两侧的丝杠传动总成推动着刮刀架在成型面上方作平移动作，来完成均摊陶瓷浆料。控制单元还会控制着所述供料单元动作，而将陶瓷浆料经由软管送至刮刀架上的通孔。通过反复执行送料、均摊浆料、打印固化、成型平台升降移动(成型平台上升移动前还存在旋摆动作)、送料的循环过程，即可实现陶瓷浆料的不断增材制造。

在以上改进方案下，打印机完成单层打印工作并需要使成型面与打印件脱离时，步进电机会有小幅度旋转动作，通过与步进电机的输出轴连接的齿轮传动机构带动连接架发生小幅度旋转动作，来减小成型面与打印件分离时存在于二者间的应力。所以该改进方案能显著减小打印件与成型面脱离时打印件受到的应力，有助于避免打印件因受应力超过其最大承受能力，而造成打印件损坏的现象发生。

进一步，所述供料单元包括外壳体、步进电机、挤压板、丝杠和膏料管。所述外壳体固定在所述壳体的上部，所述膏料管固定在所述外壳体内。所述步进电机固定在所述外壳体的上端并于所述丝杠匹配。所述丝杠与所述挤压板匹配且所述挤压板的下部伸入至所述膏料管的上端。所述膏料管的下端与所述软管相连接。所述步进电机能够驱动所述丝杠旋转而驱使所述挤压板作升降移动且在所述挤压板向下移动时能将所述膏料管内的陶瓷浆料挤压到所述软管中，陶瓷浆料经软管而输送至所述刮刀架上的通孔，实现陶瓷浆料的自动供给。

本实用新型的有益效果是：本专利能够在陶瓷浆料增材成型过程中，自动进行陶瓷浆料的供给与铺平，较好地克服了当前因膏料分布不均导致的打印无法正常进行的问题。同时，通过在成型平台内设置连接架、齿轮传动机构及步进电机来使所述成型平台内相对水平面发生轻微旋转(旋摆)动作，在打印机完成某单层打印工作并需要使成型面与打印件脱离时，步进电机通过作小幅度旋转动作，便能带动连接架驱使成型平台的下端平面发生小幅度旋转，来减小成型面与打印件分离时存在于二者间的应力，能显著减小打印件与成型面脱离时打印件受到的应力，有助于避免打印件因受应力超过其最大承受能力，而造成打印件损坏的现象发生。

附图说明

图1为本专利某具体实施例的结构示意图(上壳体局部打开)。

图2为本专利方案下工料单元的结构示意图。

图3为本专利方案下刮刀架的结构示意图。

图4为刮刀架的局部放大结构示意图。

图5为刮刀架的仰视结构示意图。

图6为内置于成型平台中的能驱使成型平台发生小幅旋转动作的连接架结构示意图。

图7为本专利某具体实施例的结构示意图(上壳体的一面侧壁采用透明材质制作)。

图中：10下壳体，20上壳体，1供料单元，11外壳体，12步进电机一，13挤压板，14丝杠，15膏料管，16软管，2升降单元，3成型平台，31步进电机二，32齿轮传动机构，33连接架，4刮刀架，41槽孔，42通孔，43耳部，44凸块，45安装孔，46连接槽，47网格板总成，471上层网格板，472中间网格板，473下层网格板，5丝杠传动总成，6滑轨槽，7成型面，8控制面板。

具体实施方式

说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“前”、“后”、“中间”等用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

如图1至图7所示的一种适用于陶瓷浆料的光固化3D打印机，包括下壳体10、上壳体20、供料单元1、升降单元2、成型平台3、成型面7、对应设在成型面7下方的光机总成，以及安装在下壳体10内部的控制单元，在所述下壳体的侧壁上设有控制面板8与所述控制单元连接，经该控制面板能够设定打印机的动作执行程序。所述上、下壳体间设有隔板来将两个腔体的腔分割成两部分。

所述成型面7、所述升降单元2均装在所述隔板的上端面上。所述光机总成相对设在所述隔板的下方，并与所述成型面7上下正对。所述成型平台3装在所述升降单元2的悬臂端部，所述升降单元2能驱动所述悬臂作升降移动，而使悬臂载着所述成型平台3同步作升降移动。当所述成型平台3向上移动到行程末端时，悬臂能触发在所述升降单元2顶部设置的行程开关。

以上所涉及的供料单元1、升降单元2、成型平台3、成型面7及光机总成均可采用现有技术实现。所以对于升降单元、成型平台、成型面、光机总成等的自身结构组成、结构特征以及它们之间的配合结构特征、动作关系的协调等均不再赘述。

本专利改进了刮刀架结构部分。具体地，于所述成型面7的后侧(即靠近所述升降单元的一侧)设置刮刀架4，同时，于所述成型面7的左、右两侧(即分别相对于刮刀架两端的两侧)外各设一个滑轨槽6。所述刮刀架4的两端均设有与所述滑轨槽6对应匹配的凸块44，在所述滑轨槽6的一端设有丝杠传动总成5分别与同侧凸块44对应匹配，而使所述丝杠传动总成5能驱动着所述刮刀架4作直线往复移动。

所述刮刀架4的中部为条状板，在该条状板上于其宽度向两侧(即前后两侧)边沿分别设有槽孔41。所述槽孔41沿所述条状板的长度方向(左右向)延伸。所述槽孔41在竖直方向上为上下贯通的。刮刀安装在所述槽孔41内且使刮刀下端相对所述条状板的下端面有向下向外延伸出的一定余量。所述刮刀架4的条状板能在所述刮刀架4往复移动过程中始终对应在所述成型面7的上方，期间，所述刮刀下端的刀刃端部与所述成型面7之间保持有竖直间距。

所述刮刀架4的条状板板面上设有通孔42，所述供料单元1通过软管16与所述通孔42的上端相连。所述供料单元1经软管16将陶瓷浆料送至所述通孔42后，陶瓷浆料便从通孔42的下端口落在成型面7上。

如图2所示，所述供料单元1包括外壳体11、步进电机一12、挤压板13、丝杠14和膏料管15。所述外壳体11固定在所述上壳体20内壁上，所述膏料管15固定在所述外壳体11内。所述步进电机一12固定在所述外壳体11的上端并于所述丝杠14匹配。所述丝杠14与所述挤压板13匹配且所述挤压板13的下部伸入至所述膏料管15的上端。所述膏料管15的下端与所述软管16相连接。所述步进电机一12能够驱动所述丝杠14旋转而驱使所述挤压板13作升降移动且在所述挤压板13向下移动时能将所述膏料管15内的陶瓷浆料挤压到所述软管16中，陶瓷浆料经软管16而输送至所述刮刀架4上的通孔42，来实现陶瓷浆料的自动供给。

如图1、图3至图5所示，所述刮刀架4的条状板两端分别形成有呈U形的耳部43，所述凸块44设在所述耳部43的下端面上。在所述耳部43的上端面设有安装孔45，同时在所述耳部43的下侧板面上设有连接槽46。所述安装孔45上装配千分尺调节块，所述刮刀的两端分别延伸至所述连接槽46而与所述千分尺调节块的下端相连，使得所述千分尺调节块能调节所述刮刀下端相距所述成型面7形成的竖直间距大小，以适应不同打印层高要求。所谓千分尺调节块，即该调节块的调节精度与千分尺的调节精度一样，也即调节块上的旋钮旋转一圈时的进给量为0.01mm。

于所述刮刀架4的条状板下端面上设有网格板总成47，该网格板总成47包括上下相间且水平设置的三个网状板(即上层网状板471、中间网状板472、下层网状板473)。所述的上层网状板471、中间网状板472、下层网状板473均能在水平面内作平移移动，而使各个网状板上的网孔能交错成不同大小的网格结构，以便根据陶瓷膏料在流动性能方面的差异，通过调整交错形成的网格大小，调节陶瓷浆料下落的速度，防止因陶瓷膏料下落速度异常而影响打印件的精度与打印速度。该处改进有助于克服当前因膏料分布不均导致的打印无法正常进行的问题。

在所述成型平台3内装有连接架33，该连接架33通过齿轮传动机构32与步进电机二31匹配且所述齿轮传动机构32的输出末端与设在所述连接架31上的定齿轮相啮合。所述定齿轮与所述连接架33间为刚性连接。所述连接架33与所述成型平台3相连接，所述齿轮传动机构32和所述步进电机二31装在所述悬臂上。所述步进电机二31能驱动着所述连接架33(在竖直面内)作小幅度的旋转动作(旋转轴线在水平面内)，而使得所述成型面7与打印件脱离。在所述成型面7与打印件相脱离后，所述成型平台3作上升移动，当上升至行程末端时会触发行程开关，能使控制单元控制着刮刀架4两侧的丝杠传动总成5推动着刮刀架4在成型面7上方作平移动作，来完成均摊陶瓷浆料。控制单元还会控制着所述供料单元1动作，而将陶瓷浆料经由软管16送至刮刀架4上的通孔42。通过反复执行送料、均摊浆料、打印固化、成型平台升降移动(成型平台上升移动前还存在旋摆动作)、送料的循环过程，即可实现陶瓷浆料的不断增材制造。

在以上改进方案下，打印机完成单层打印工作并需要使成型面与打印件脱离时，步进电机会有小幅度旋转动作，通过与步进电机的输出轴连接的齿轮传动机构带动连接架发生小幅度旋转动作，来减小成型面与打印件分离时存在于二者间的应力。所以该改进方案能显著减小打印件与成型面脱离时打印件受到的应力，有助于避免打印件因受应力超过其最大承受能力，而造成打印件损坏的现象发生。

上述实施方式仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。本实用新型还有许多方面可以在不违背总体思想的前提下进行改进，对于熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，可对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (8)

1.一种适用于陶瓷浆料的光固化3D打印机，包括壳体、供料单元、升降单元、成型平台、成型面及对应设在成型面下方的光机总成；所述壳体内设有隔板，所述成型面、所述升降单元均安装在所述隔板上端面，所述光机总成相对设在所述隔板的下方，所述成型平台装在所述升降单元的悬臂端部，所述升降单元能驱动着所述成型平台升降移动，其特征为：于所述成型面靠近所述升降单元的一侧设置刮刀架，同时，于所述成型面分别对应于所述刮刀架两端的两侧外各设一个滑轨槽；

所述刮刀架的两端均设有与所述滑轨槽对应匹配的凸块；所述滑轨槽的一端设有丝杠传动总成与凸块相匹配，使所述丝杠传动总成能驱动着所述刮刀架作直线往复移动；

所述刮刀架的中部为条状板，在该条状板上于其宽度向两侧边沿设有槽孔，该槽孔沿所述条状板的长度方向延伸；刮刀安装在所述槽孔内且使刮刀的下端刀刃相对所述条状板的下端面向下延伸出；所述刮刀架的条状板能在所述刮刀架往复移动过程中始终对应在所述成型面的上方，期间，所述刮刀的刀刃与所述成型面之间保持有竖直间距；

所述条状板的板面上设有通孔，所述供料单元通过软管与所述通孔的上端相连。

2.根据权利要求1所述的一种适用于陶瓷浆料的光固化3D打印机，其特征为：所述刮刀架的条状板两端分别形成有呈U形的耳部，所述凸块设在所述耳部的下端面上；

在所述耳部的上侧板面上设有安装孔，同时，在所述耳部的下侧板面上设有连接槽；

所述安装孔上装配千分尺调节块，所述刮刀的两端分别延伸至所述连接槽而与所述千分尺调节块的下端相连，使得所述千分尺调节块能调节所述刮刀下端相距所述成型面形成的竖直间距大小。

3.根据权利要求1或2所述的一种适用于陶瓷浆料的光固化3D打印机，其特征为：于所述刮刀架的条状板下端面上设有网格板总成，该网格板总成包括上下相间设置的多个网状板且各网状板均能在水平面内平移。

4.根据权利要求3所述的一种适用于陶瓷浆料的光固化3D打印机，其特征为：所述成型平台内装有连接架，该连接架通过齿轮传动机构与步进电机匹配且所述齿轮传动机构的输出端与设在所述连接架上的定齿轮相啮合；所述定齿轮与所述连接架为刚性连接；所述连接架与所述成型平台相连接，所述齿轮传动机构和所述步进电机装在所述悬臂上；所述步进电机能驱动着所述连接架作旋摆动作。

5.根据权利要求4所述的一种适用于陶瓷浆料的光固化3D打印机，其特征为：所述供料单元包括外壳体、步进电机、挤压板、丝杠和膏料管；

所述外壳体固定在所述壳体的上部，所述膏料管固定在所述外壳体内；所述步进电机固定在所述外壳体的上端并与所述丝杠匹配；所述丝杠与所述挤压板匹配且所述挤压板的下部伸入至所述膏料管的上端；所述膏料管的下端与所述软管相连接；

所述步进电机能够驱动所述丝杠旋转而驱使所述挤压板作升降移动且在所述挤压板向下移动时能将所述膏料管内的陶瓷浆料挤压到所述软管中。

6.根据权利要求3所述的一种适用于陶瓷浆料的光固化3D打印机，其特征为：所述供料单元包括外壳体、步进电机、挤压板、丝杠和膏料管；

所述外壳体固定在所述壳体的上部，所述膏料管固定在所述外壳体内；所述步进电机固定在所述外壳体的上端并与所述丝杠匹配；所述丝杠与所述挤压板匹配且所述挤压板的下部伸入至所述膏料管的上端；所述膏料管的下端与所述软管相连接；

所述步进电机能够驱动所述丝杠旋转而驱使所述挤压板作升降移动且在所述挤压板向下移动时能将所述膏料管内的陶瓷浆料挤压到所述软管中。

7.根据权利要求1或2所述的一种适用于陶瓷浆料的光固化3D打印机，其特征为：

所述成型平台内装有连接架，该连接架通过齿轮传动机构与步进电机匹配且所述齿轮传动机构的输出端与设在所述连接架上的定齿轮相啮合；所述定齿轮与所述连接架为刚性连接；所述连接架与所述成型平台相连接，所述齿轮传动机构和所述步进电机装在所述悬臂上；所述步进电机能驱动着所述连接架作旋摆动作。

8.根据权利要求1或2所述的一种适用于陶瓷浆料的光固化3D打印机，其特征为：所述供料单元包括外壳体、步进电机、挤压板、丝杠和膏料管；

所述外壳体固定在所述壳体的上部，所述膏料管固定在所述外壳体内；所述步进电机固定在所述外壳体的上端并与所述丝杠匹配；所述丝杠与所述挤压板匹配且所述挤压板的下部伸入至所述膏料管的上端；所述膏料管的下端与所述软管相连接；

所述步进电机能够驱动所述丝杠旋转而驱使所述挤压板作升降移动且在所述挤压板向下移动时能将所述膏料管内的陶瓷浆料挤压到所述软管中。

Images