CN219211620U - 一种嵌套式成型缸体结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于3D金属打印技术领域，具体涉及一种嵌套式成型缸体结构，包括缸体和嵌套式活塞，嵌套式活塞安装于缸体内并与缸体滑动连接，嵌套式活塞包括柱塞和环状活塞，环状活塞上开设有中心孔，柱塞嵌于中心孔内并与环状活塞滑动连接，环状活塞上连接有可驱动其沿缸体内壁滑动的第一驱动机构，柱塞下端连接有固定件，固定件与成型缸相对静止。本实用新型采用嵌套式活塞，其中环状活塞和柱塞可实现整体升降运动，还分别进行升降运动，从而改变了缸体内部成型腔的形状，便于满足不同产品的成型要求，对于筒形、管形产品来说，可有效节省大量的粉材，有效降低了生产成本。

Description

一种嵌套式成型缸体结构

技术领域

本实用新型属于3D金属打印技术领域，具体涉及一种嵌套式成型缸体结构。

背景技术

通常的3D打印粉末床金属熔化技术，成型缸的容积是固定的，不管打印的产品尺寸大小，每次打印均需将成型缸内的活塞全部升起来。但在打印筒形、管形等结构件时，由于结构件大面积的中空形状，成型时占用粉末很多，而真正熔化的粉末很少，这样会导致大量粉末剩余，造成粉末严重浪费，金属粉末材料普遍价格昂贵，大大增加了生产成本。剩余粉末不仅容易造成污染，而且回收再次利用时可能会影响产品质量。因此，现亟需提供一种嵌套式成型缸体结构，适用于筒形、管形结构件的3D打印，达到节省粉材的目的，降低生产成本。

发明内容

本实用新型针对背景技术中的不足，提供了一种嵌套式成型缸体结构，通过本实用新型可根据成型件的形状，更改成型腔的形状，从而达到节省宝贵的粉材的目的，降低生产成本。

为实现上述目的，本实用新型技术解决方案如下：

一种嵌套式成型缸体结构，包括缸体，其特征在于：还包括嵌套式活塞，所述嵌套式活塞安装于缸体内并与缸体滑动连接，所述嵌套式活塞包括柱塞和环状活塞，所述环状活塞上开设有中心孔，所述柱塞嵌于中心孔内并与环状活塞滑动连接，所述环状活塞上连接有可驱动其沿缸体内壁滑动的第一驱动机构，所述柱塞下端连接有固定件，所述固定件与成型缸相对静止。

优选的，所述第一驱动机构包括第一丝杆和第一螺母，所述第一丝杆连接环状活塞，所述第一丝杆与第一螺母螺纹连接，所述第一螺母上连接有驱动其旋转的第一电机。

优选的，所述第一螺母与设在柱塞上的定位板转动连接，所述定位板设于柱塞上并向柱塞外周延伸形成翅状结构。

优选的，所述定位板与柱塞为刚性连接的一体化结构。

优选的，所述柱塞与固定件之间设有可驱动柱塞沿固定件升降运动的第二驱动机构，第二驱动机构采用丝杆螺母传动机构或齿轮齿条传动机构。

优选的，所述丝杆螺母传动机构包括第二丝杆、第二螺母和第二电机，所述第二丝杆与固定件转动连接，所述第二螺母转动安装于柱塞上并与第二丝杆螺纹连接，所述第二电机连接第二螺母并驱动其旋转。

优选的，所述齿轮齿条传动机构包括齿轮、齿条和第三电机，所述齿轮与固定件转动连接，所述齿条连接柱塞并与齿轮配合连接，所述第三电机连接齿轮并驱动其旋转。

优选的，所述环状活塞上端设有环形附件，所述环形附件与成型缸内壁滑动连接，所述柱塞上设有柱形附件，所述柱形附件外壁与环形附件内壁贴合并滑动连接。

优选的，所述柱形附件与环形附件之间设有密封件。

相对于现有技术，本实用新型有益效果如下：本实用新型采用嵌套式活塞，其中环状活塞和柱塞可实现整体升降运动，还分别进行升降运动，从而改变了缸体内部成型腔的形状，便于满足不同产品的成型要求，对于筒形、管形产品来说，可有效节省大量的粉材，有效降低了生产成本。

附图说明

通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显。

图1为本实用新型结构示意图；

图2为本实用新型剖视结构示意图；

图3为本实用新型工作状态示意图；

图中：1、缸体，2、柱塞，3、环状活塞，4、固定件，5、第一丝杆，6、第一螺母，7、第一电机，8、定位板，9、第二丝杆，10、第二螺母，11、环形附件，12、柱形附件。

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。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中部”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

如图1所示，一种嵌套式成型缸体结构，包括缸体1和嵌套式活塞，嵌套式活塞安装于缸体内并与缸体滑动连接，嵌套式活塞包括柱塞2和环状活塞3，环状活塞上开设有中心孔，柱塞嵌于中心孔内并与环状活塞滑动连接，环状活塞上连接有可驱动其沿缸体内壁滑动的第一驱动机构，柱塞下端连接有固定件4，固定件与成型缸相对静止，柱塞可与固定件固定连接，也可与固定件滑动连接，结合图3所示，当柱塞与固定件固定连接时，柱塞上端面保持不动，第一驱动机构带动环状活塞沿缸体和柱塞升降滑动，可实现筒形或管形产品的3D打印，柱塞顶端无需反复铺粉，大大节约了粉材的使用量；当柱塞与固定件滑动连接时，柱塞可沿固定件上下移动，可实现多种工作模式，如柱塞与环状活塞同步整体向下寸动、或先环状活塞向下寸动再整体向下寸动、或柱塞向下寸动而环状活塞向上同步寸动从而保持位置不变，以便满足多种产品的打印需求，适用范围广，实用性强。本实施例中，环形活塞占成型扫描面积（环形活塞与柱塞顶端面的面积之和）的45%-65%,柱塞占成型扫描面积的35%-55%，具体可根据实际需要自由调整各自的面积比例。

如图1和图2所示，第一驱动机构包括第一丝杆5和第一螺母6，第一丝杆连接环状活塞，第一丝杆与第一螺母螺纹连接，第一螺母上连接有驱动其旋转的第一电机7，第一电机驱动第一螺母旋转，从而带动第一丝杆及环状活塞进行升降运动，第一螺母与设在柱塞上的定位板8转动连接，定位板设于柱塞上并向柱塞外周延伸形成翅状结构，定位板与柱塞为刚性连接的一体化结构，可有效提高其结构的整体强度和升降运动的稳定性，本实施例中，第一丝杆的数量为两个，对称分布于柱塞两侧，第一电机采用伺服电机连接减速机并通过联轴器等机械零件与第一螺母连接。

柱塞与固定件之间设有可驱动柱塞沿固定件升降运动的第二驱动机构，第二驱动机构采用丝杆螺母传动机构或齿轮齿条传动机构，如图1和图2所示，丝杆螺母传动机构包括第二丝杆9、第二螺母10和第二电机（图中未示出），第二丝杆与固定件转动连接，第二螺母转动安装于柱塞上并与第二丝杆螺纹连接，第二电机连接第二螺母并驱动其旋转，本实施例中，第一电机与第一螺母、第二电机与第二螺母之间的连接结构，可采用套管式连接轴套设于相应的丝杆外周，且该相应的丝杆可于套管式连接轴内自由上下运动，套管式连接轴将电机与螺母连接，实现旋转功能（该技术为现有技术，图中不再体现）。第二电机驱动第二螺母旋转，可驱动柱塞进行升降运动，而柱塞上连接有定位板。本实施例中不再针对齿轮齿条传动机构进行详细介绍，附图中也并未示出，其包括齿轮、齿条和第三电机，齿轮与固定件转动连接，齿条连接柱塞并与齿轮配合连接，述第三电机连接齿轮并驱动其旋转。

在本实施例中嵌套式成型缸体结构的基础上，为了满足微小件产品的成型需求，解决了现有成型缸体结构难以完成微小件成型的问题，本实用新型的环状活塞上端还可设有环形附件11，环形附件内径小于柱塞的外径，环形附件与成型缸内壁滑动连接，柱塞上设有柱形附件12，柱形附件外壁与环形附件内壁贴合并滑动连接，柱形附件与环形附件之间设有密封件，两者之间的密封技术为现有技术，在此不再赘述。

本实用新型的工作原理如下：

如图3所示，其图3中a、图3中b、图3中c、图3中d和图3中e分别代表了本实用新型的不同工作模式。

（1）图3中a为原始状态: 设备处于空车状态，此时环状活塞、柱塞均处于原始位置；

（2）图3中b为环塞成型：第二驱动机构停止工作，第一驱动机构驱动环状活塞寸动下行，可以满足筒形、管形等产品的成型需要；

（3）图3中c为分步成型：在图3中a的基础上，第二驱动机构先停止工作，第一驱动机构驱动环状活塞寸动下行；然后再第一驱动机构停止工作，第二驱动机构带动柱塞与环状活塞整体同步寸动下行；

（4）图3中d为整体成型：在图3中a的基础上，第一驱动机构停止工作，第二驱动机构带动柱塞与环状活塞整体同步寸动下行；

（5）图3中e为微小件成型：在图3中a的基础上，第二驱动机构驱动柱塞寸动下行，同时第一驱动机构同步反转，即驱动环状活塞寸动上行，保证环形附件保持静置，随着柱塞带动柱形附件的寸动下行，完成微小件产品的成型。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点,对于本领域技术人员而言，显然本实用新型不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本实用新型的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本实用新型。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本实用新型的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本实用新型内。

Claims (9)

1.一种嵌套式成型缸体结构，包括缸体，其特征在于：还包括嵌套式活塞，所述嵌套式活塞安装于缸体内并与缸体滑动连接，所述嵌套式活塞包括柱塞和环状活塞，所述环状活塞上开设有中心孔，所述柱塞嵌于中心孔内并与环状活塞滑动连接，所述环状活塞上连接有可驱动其沿缸体内壁滑动的第一驱动机构，所述柱塞下端连接有固定件，所述固定件与成型缸相对静止。

2.如权利要求1所述的一种嵌套式成型缸体结构，其特征在于：所述第一驱动机构包括第一丝杆和第一螺母，所述第一丝杆连接环状活塞，所述第一丝杆与第一螺母螺纹连接，所述第一螺母上连接有驱动其旋转的第一电机。

3.如权利要求2所述的一种嵌套式成型缸体结构，其特征在于：所述第一螺母与设在柱塞上的定位板转动连接，所述定位板设于柱塞上并向柱塞外周延伸形成翅状结构。

4.如权利要求3所述的一种嵌套式成型缸体结构，其特征在于：所述定位板与柱塞为刚性连接的一体化结构。

5.如权利要求1所述的一种嵌套式成型缸体结构，其特征在于：所述柱塞与固定件之间设有可驱动柱塞沿固定件升降运动的第二驱动机构，第二驱动机构采用丝杆螺母传动机构或齿轮齿条传动机构。

6.如权利要求5所述的一种嵌套式成型缸体结构，其特征在于：所述丝杆螺母传动机构包括第二丝杆、第二螺母和第二电机，所述第二丝杆与固定件转动连接，所述第二螺母转动安装于柱塞上并与第二丝杆螺纹连接，所述第二电机连接第二螺母并驱动其旋转。

7.如权利要求5所述的一种嵌套式成型缸体结构，其特征在于：所述齿轮齿条传动机构包括齿轮、齿条和第三电机，所述齿轮与固定件转动连接，所述齿条连接柱塞并与齿轮配合连接，所述第三电机连接齿轮并驱动其旋转。

8.如权利要求1所述的一种嵌套式成型缸体结构，其特征在于：所述环状活塞上端设有环形附件，所述环形附件与成型缸内壁滑动连接，所述柱塞上设有柱形附件，所述柱形附件外壁与环形附件内壁贴合并滑动连接。

9.如权利要求8所述的一种嵌套式成型缸体结构，其特征在于：所述柱形附件与环形附件之间设有密封件。

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