CN220259549U - 一种金属激光3d打印机 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及金属激光3D打印装置领域，具体涉及一种金属激光3D打印机，所述金属激光3D打印机包括平移机构、旋转机构、刮粉刀具和机架，所述刮粉刀具通过所述平移机构往复运动于所述机架上，所述旋转机构用于控制刮粉刀具转动。在刮粉刀具刮粉的过程中，刮粉刀具将金属粉刮动至机架的一端后，可通过旋转机构将该刮粉刀具转动180度，再进行反向刮粉，而不需要将刮粉刀具进行更换来实现双向刮粉，从而提高了刮粉的效率。

Description

一种金属激光3D打印机

技术领域

本实用新型涉及金属激光3D打印装置领域，具体涉及一种金属激光3D打印机。

背景技术

金属3D打印机是工业上经常需要使用到的一种工具。现有金属打印机的刮刀结构为单刮刀结构，只能单向刮粉。在需要往复双向刮粉时，只能通过更换相反方向的刮刀来实现双向刮粉，刮粉的效率较低。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是：现有金属打印机的结构只能单向刮粉而导致的刮粉效率较低

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种金属激光3D打印机，所述金属激光3D打印机包括平移机构、旋转机构、刮粉刀具和机架，所述刮粉刀具通过所述平移机构往复运动于所述机架上，所述旋转机构用于控制刮粉刀具转动。

进一步的，所述旋转机构包括驱动电机、转动架和转动齿轮，所述驱动电机与转动齿轮相连且同轴设置，所述转动架与所述刮粉刀具、所述转动齿轮均相连。

进一步的，所述转动齿轮包括第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮和第二齿轮相互啮合。

进一步的，所述第一齿轮的直径小于第二齿轮的直径。

进一步的，所述刮粉刀具包括材质不同的第一刀片、第二刀片、第三刀片和第四刀片。

进一步的，所述刮粉刀具还包括刀座和固定组件，所述第一刀片、第二刀片、第三刀片和第四刀片均通过所述固定组件固定于所述刀座内。

进一步的，所述平移机构包括固定架和驱动组件，所述固定架与所述刮粉刀具相连，所述驱动组件用于驱动固定架移动。

进一步的，所述驱动组件包括转动电机、螺杆和驱动块，所述驱动块与固定架相连，所述转动电机与螺杆相连且同轴设置，所述螺杆穿过驱动块且与所述驱动块螺纹连接。

进一步的，所述平移机构还包括导向杆，所述导向杆与螺杆平行设置。

本实用新型的有益效果是：提供一种金属激光3D打印机，所述金属激光3D打印机包括平移机构、旋转机构、刮粉刀具和机架，所述刮粉刀具通过所述平移机构往复运动于所述机架上，所述旋转机构用于控制刮粉刀具转动。在刮粉刀具刮粉的过程中，刮粉刀具将金属粉刮动至机架的一端后，可通过旋转机构将该刮粉刀具转动180度，再进行反向刮粉，而不需要将刮粉刀具进行更换来实现双向刮粉，从而提高了刮粉的效率。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图中：图1为本实用新型提供的一种金属激光3D打印机的结构图；

图2为图1所示的旋转机构和刮粉刀具的立体图(未包括保持架)；

图3为图2所示的旋转机构和刮粉刀具的剖视图；

图4为图3中A处放大图；

图5为图1所示的刮粉刀具的立体图；

图6为图1所示的刮粉刀具的剖视图。

附图标记说明：100、金属激光3D打印机；10、机架；11、工作台；111、电动伸缩架；112、安装通槽；113、固定支座；12、架体；13、升降台；20、旋转机构；21、转动架；22、驱动电机；221、输出轴；23、转动齿轮；231、第一齿轮；232、第二齿轮；24、保持架；30、平移机构；31、固定架；32、导向杆；33、驱动组件；331、转动电机；332、螺杆；333、驱动块；40、供粉盒；50、刮粉刀具；51、刀座；511、固定孔；512、安装部；513、安装凹槽；52、固定组件；521、第一板体；5211、安装槽一；5212、让位槽；522、第二板体；5221、安装槽二；5222、安装槽三；523、第三板体；5231、安装槽四；5232、安装槽五；5233、定位凸起一；5234、限位槽一；524、第四板体；5241、安装槽六；5242、安装槽七；5243、定位凸起二；5244、限位槽二；525、固定支架；53、第一刀片；531、刮粉端一；532、限位部一；54、第二刀片；541、刮粉端二；542、限位部二；543、限位部三；544、定位凹槽一；55、第三刀片；551、刮粉端三；552、限位部四；553、限位部五；554、定位凹槽二；56、第四刀片；561、刮粉端四；562、限位部六；563、安装孔；57、沉头螺钉；58、固定块；59、转动轴。

具体实施方式

为了使本实用新型要解决的技术问题、技术方案以及有益效果更加清楚，现结合附图对本实用新型作详细的说明。此图为简化的示意图，仅以示意的方式说明本实用新型的基本，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。显然，所描述的实施例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。

请参照图1-6，金属激光3D打印机100包括机架10、旋转机构20、平移机构30、供粉盒40和刮粉刀具50。刮粉刀具50通过旋转机构20和平移机构30实现在机架10上往复运动和升降运动。

机架10包括工作台11、架体12和可升降的升降台13，架体12和升降台13均位于工作台11上。工作台11上还设有用于控制升降台13升降的电动伸缩架111，电动伸缩架111的活动端与升降台13的底端相连。架体12上设有与升降台13适配的安装通槽112以及多个设置于架体12四角处的固定支座113。

平移机构30包括位于工作台11顶端的固定架31、导向杆32和驱动组件33，固定架31通过旋转机构20与刮粉刀具50相连，导向杆32沿刮粉刀具50的平移方向设置。

导向杆32同时穿过与导向杆32位于刮粉刀具50同一侧的固定架31和固定支座113，且导向杆32与螺杆332平行。

驱动组件33设有两组，且两组驱动组件33分别位于刮粉刀具50的两侧。驱动组件33包括转动电机331、螺杆332和驱动块333。转动电机331的输出轴221与螺杆332相连且同轴设置，螺杆332转动设置于固定支座113上，螺杆332穿过驱动块333且与驱动块333螺纹连接。驱动块333固定于固定架31上。

供粉盒40设置于固定架31的顶端，且供粉盒40呈中空设置。

刮粉刀具50包括刀座51、固定组件52、第一刀片53、第二刀片54、第三刀片55、第四刀片56和固定块58，第一刀片53、第二刀片54、第三刀片55和第四刀片56均通过固定组件52固定于刀座51上。固定块58通过沉头螺钉57固定于刀座51的顶端。

旋转机构20包括转动架21、驱动电机22、转动齿轮23和保持架24，转动架21与刀座51顶端的固定块58相连，转动齿轮23固定于转动架21上，驱动电机22固定于固定架31上且可驱动转动齿轮23转动。保持架24套设于转动架21和转动齿轮23外。

转动齿轮23包括相互啮合的第一齿轮231和第二齿轮232，第一齿轮231的直径小于第二齿轮232，第一齿轮231与转动架21同轴固定，第二齿轮232与驱动电机22的输出轴221相连。

刀座51设有多个用于穿设沉头螺钉57的固定孔511，刀座51的底端凸设有安装部512，刀座51和安装部512之间形成安装凹槽513。

固定组件52包括第一板体521、第二板体522、第三板体523、第四板体524和固定支架525，第一板体521、第二板体522、第三板体523和第四板体524均位于刀座51上的安装凹槽513内，且第一板体521、第二板体522、第三板体523和第四板体524沿刀座51的宽度方向并列设置。第一板体521通过沉头螺钉57固定于刀座51上的安装部512，第二板体522位于第一板体521远离安装部512的一侧且通过沉头螺钉57和第一板体521固定，第三板体523位于第二板体522远离安装部512的一侧，且通过沉头螺钉57固定于第二板体522上，第四板体524位于第三板体523远离安装部512的一侧，且通过沉头螺钉57与第三板体523固定。固定支架525设有多个。本实施例中，固定支架525为内设三角孔的三角形结构，固定支架525设有两个，且分别通过螺栓固定于刀座51长度方向的两侧。

第一板体521远离安装部512的一侧开设有安装槽一5211，第二板体522靠近安装部512的一侧开设有安装槽二5221，第二板体522远离安装部512的一侧开设有安装槽三5222，第三板体523靠近安装部512的一侧开设有安装槽四5231，第三板体523远离安装部512的一侧开设有安装槽五5232，第四板体524靠近安装部512的一侧开设有安装槽六5241，第四板体524远离安装部512的一侧开设有安装槽七5242。

安装槽四5231内设有定位凸起一5233，定位凸起一5233与安装槽四5231的槽壁之间形成限位槽一5234。安装槽六5241内设有定位凸起二5243，定位凸起二5243与安装槽六5241的槽壁之间形成限位槽二5244。

其中，安装槽一5211、安装槽三5222、安装槽五5232和安装槽七5242的槽壁均呈倾斜设置，安装槽七5242的槽壁截面为V字形。安装槽一5211、安装槽二5221、安装槽四5231、限位槽一5234、安装槽六5241、限位槽二5244和安装槽七5242均开设有弧形设置的让位槽。

第一刀片53为碳纤维材质，第二刀片54为橡胶材质，第三刀片55为高速钢材质，第四刀片56为陶瓷材质。

按易损坏的程度排列，陶瓷性质的第四刀片56易损坏程度最高，高速钢性质的第三刀片55易损坏程度略低于陶瓷性质的第四刀片56，橡胶材质的第二刀片54易损坏程度略低于高速钢材质的第三刀片55，碳纤维材质的第一刀片53易损坏程度略低于橡胶材质的第二刀片54。

按刮粉的效果排列，陶瓷性质的第四刀片56刮粉的效果最好，高速钢性质的第三刀片55刮粉的效果略低于陶瓷性质的第四刀片56，橡胶材质的第二刀片54刮粉的效果略低于高速钢材质的第三刀片55，碳纤维材质的第一刀片53刮粉的效果略低于橡胶材质的第二刀片54。

按所需加工精度的高低排列，碳纤维材质的第一刀片53加工精度最低，相应的第一刀片53的形状最简易，从而降低了金属激光3D打印机100刮粉刀具50整体加工的难度。橡胶材质的第二刀片54的加工精度、高速钢材质的第三刀片55的加工精度和陶瓷性质的第四刀片56的加工精度均比碳纤维材质第一刀片53的加工精度高，因此橡胶材质的第二刀片54、高速钢材质的第三刀片55和陶瓷性质的第四刀片56形状均比第一刀片53复杂。

第一刀片53设有刮粉端一531和限位部一532，第二刀片54设有刮粉端二541、限位部二542和限位部三543，第三刀片55设有刮粉端三551、限位部四552和限位部五553，第四刀片56设有刮粉端四561和限位部六562。以第四刀片56刮粉端四561的底端为基准，第三刀片55刮粉端三551的底端比第四刀片56刮粉端四561的底端高0.015mm，第二刀片54刮粉端二541的底端比第四刀片56刮粉端四561的底端高0.02mm，第一刀片53刮粉端一531的底端比第四刀片56刮粉端四561的底端高0.03mm。

第一刀片53为横截面为平行四边形结构，限位部一532为第一刀片53沿宽度方向靠近安装部512一侧的尖端凸起。第二刀片54的上半部分横截面为长方形结构，限位部二542为位于第二刀片54上靠近安装部512的一侧的尖端凸起，限位部三543为位于第二刀片54上远离安装部512的一侧的方形凸起。

第二刀片54远离安装部512的一侧还设有与定位凸起一5233相适配的定位凹槽一544。第三刀片55的结构与第二刀片54的相同，限位部四552为位于第三刀片55上靠近安装部512的一侧的尖端凸起，限位部五553为位于第三刀片55上远离安装部512的一侧的方形凸起，限位部五553与限位槽一5234相适配。第三刀片55远离安装部512的一侧还设有与定位凸起二5243相适配的定位凹槽二554。第四刀片56的横截面为三角形结构，限位部六562为位于第四刀片56靠近安装部512的一侧的尖端凸起。

刮粉刀具50还包括转动轴59，第四刀片56设有用于穿设转动轴59的安装孔563，转动轴59的两端分别穿过刀座51两侧的两个固定支架525，并用螺栓固定。第四刀片56的刮粉端四561设有三个，其中任意一个刮粉端四561均可作为限位部六562。

装配刮粉刀具50时，先将第一板体521用沉头螺钉57固定于刀座51内的安装部512上，接着将第一刀片53装到第一板体521上，使第一刀片53上的限位部一532与安装槽一5211的槽壁相接触，接着将第二板体522用沉头螺钉57固定于第一板体521上，使第一板体521远离安装部512的一侧与第二板体522上的安装槽二5221相接触。接着将第二刀片54装到第二板体522上，使第二刀片54上的限位部二542与第二板体522上的安装槽三5222相接触，再接着通过沉头螺钉57将第三板体523固定于第二板体522上，使第二刀片54上的限位部三543与第三板体523上的限位槽一5234相接触，第二刀片54上的定位凹槽一544与第三板体523上的定位凸起一5233配合，再接着将第三刀片55装到第三板体523上，使第三板体523上的限位部四552与第三板体523上的安装槽五5232相接触，再通过沉头螺钉57将第四板体524安装到第三板体523上，使第三刀片55上的限位部五553与第三板体523上的限位槽二5244配合卡设，最后将第四刀片56上的限位部六562卡设于第四板体524上的安装槽七5242内，再将穿设于第四刀片56的转动轴59穿过固定支架525，并将固定支架525通过螺栓固定于刀座51长度方向的两侧。

使用时，先将刀座51通过沉头螺钉57固定于金属激光3D打印机100上，刀座51上的第一刀片53、第二刀片54、第三刀片55和第四刀片56按照易损坏的程度和刮粉的效果排列，使最不易损坏的第一刀片53位于最靠近金属激光3D打印机100上放置金属粉的位置，最易损坏的第四刀片56位于刀具上最远离金属粉的位置，同时第一刀片53的刮粉效果最差，第四刀片56的刮粉效果最好，第一刀片53在刮粉时第一刀片53的刮粉端高度最高，对金属粉进行刮粉，第二刀片54上的刮粉端二541高度略小于第一刀片53上的刮粉端一531，刮粉端二541对金属粉进行进一步的刮粉，第三刀片55上的刮粉端三551高度略小于第二刀片54上的刮粉端二541，进行再进一步的刮粉，第四刀片56上的刮粉端四561高度略小于第三刀片55上的刮粉端三551，并且与金属激光3D打印机100相接触，再进行最后一步的刮粉。由此通过四种材质的刀具的性能和刮粉效果对四种材质的刀具进行排列，实现了在保证刮粉效果的同时降低刀具受损的可能，从而提高了金属激光3D打印机100刮粉刀具50的使用寿命。

使用金属激光3D打印机时，先将升降台13通过电动伸缩架111升高进入安装槽内，直至与架体12的顶端齐平，再将金属粉输入供粉盒40中。接着同时启动两个转动电机331，使位于此刮粉刀具50两侧的两根螺杆332同时转动，使位于此刮粉刀具50两侧的驱动块333同时带动固定架31，即带动刮粉刀具50在工作台11上平移，同时供粉盒40随着刮粉刀具50的移动向升降台13上供粉，刮粉刀具50同步将金属粉在升降台13上铺平。待此刮粉刀具50平移至升降台13的一端时，启动驱动电机22，驱动电机22的输出轴221带动第二齿轮232转动，从而使第一齿轮231带动转动架21和刀座51同步转动，最终使刮粉刀具50转动，使与金属粉最接近的始终为第一刀片53，接着重复上述平移刮粉过程。

有益效果：在刮粉刀具50刮粉的过程中，刮粉刀具50将金属粉刮动至升降台13的一端后，可通过旋转机构20将该刮粉刀具50转动180度，而不需要将刮粉刀具50进行更换来实现双向刮粉，从而提高了刮粉的效率。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接或一体的连接，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，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“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者位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是为了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。

以上根据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关的工作人员完全可以在不偏离本实用新型的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术范围。

Claims (9)

1.一种金属激光3D打印机，其特征在于：所述金属激光3D打印机(100)包括平移机构(30)、旋转机构(20)、刮粉刀具(50)和机架(10)，所述刮粉刀具(50)通过所述平移机构(30)往复运动于所述机架(10)上，所述旋转机构(20)用于控制刮粉刀具(50)转动。

2.根据权利要求1所述的金属激光3D打印机，其特征在于：所述旋转机构(20)包括驱动电机(22)、转动架(21)和转动齿轮(23)，所述驱动电机(22)与转动齿轮(23)相连且同轴设置，所述转动架(21)与所述刮粉刀具(50)、所述转动齿轮(23)均相连。

3.根据权利要求2所述的金属激光3D打印机，其特征在于：所述转动齿轮(23)包括第一齿轮(231)和第二齿轮(232)，所述第一齿轮(231)和第二齿轮(232)相互啮合。

4.根据权利要求3所述的金属激光3D打印机，其特征在于：所述第一齿轮(231)的直径小于第二齿轮(232)的直径。

5.根据权利要求1所述的金属激光3D打印机，其特征在于：所述刮粉刀具(50)包括材质不同的第一刀片(53)、第二刀片(54)、第三刀片(55)和第四刀片(56)。

6.根据权利要求5所述的金属激光3D打印机，其特征在于：所述刮粉刀具(50)还包括刀座(51)和固定组件(52)，所述第一刀片(53)、第二刀片(54)、第三刀片(55)和第四刀片(56)均通过所述固定组件(52)固定于所述刀座(51)内。

7.根据权利要求1所述的金属激光3D打印机，其特征在于：所述平移机构(30)包括固定架(31)和驱动组件(33)，所述固定架(31)与所述刮粉刀具(50)相连，所述驱动组件(33)用于驱动固定架(31)移动。

8.根据权利要求7所述的金属激光3D打印机，其特征在于：所述驱动组件(33)包括转动电机(331)、螺杆(332)和驱动块(333)，所述驱动块(333)与固定架(31)相连，所述转动电机(331)与螺杆(332)相连且同轴设置，所述螺杆(332)穿过驱动块(333)且与所述驱动块(333)螺纹连接。

9.根据权利要求8所述的金属激光3D打印机，其特征在于：所述平移机构(30)还包括导向杆(32)，所述导向杆(32)与螺杆(332)平行设置。