CN220883418U - 一种增材制造双向铺粉结构、及3d打印设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种增材制造双向铺粉结构、及3D打印设备，包括落粉盒，其内部设有第一导流板和第二导流板，第一导流板和第二导流板相对间隔设置，第一导流板上开设有第一落粉通道，第二导流板上开设有第二落粉通道，第一落粉通道的高度高于第二落粉通道的高度；第一导流板与第二导流板之间设有送粉叉板，送粉叉板的第一侧设有倾斜向下的第一分叉板，第二侧设有倾斜向下的第二分叉板，第一分叉板的一端能够与第一导流板的内壁相接触，第二分叉板的一端的能够与第二导流板的内壁相接触；刮刀组件，其设置于所述落粉盒的底部；驱动装置，其与所述送粉叉板相连接，用于驱动送粉叉板进行上下升降运动。该铺粉结构铺粉稳定性和铺粉精度更高。

Description

一种增材制造双向铺粉结构、及3D打印设备

技术领域

本实用新型涉及增材制造技术领域，特别是涉及一种增材制造双向铺粉结构、及3D打印设备。

背景技术

3D打印技术是将原材料采用层层堆积方式使其成型的一种增材制造新技术，这种技术充分发挥了计算机成型软件的优势，即先建立一个三维模型后，再运用切片软件逐层切片三维模型，最后由3D打印设备分析零件模型特征和后，自下向上逐层堆积实体零件即可获得所需的零件实体。此技术不需要刀具模具就能够完成各种复杂零件的制造，有效简化了制造工序，提升了加工效率。

该3D打印不仅能够打印塑料类、尼龙类、石蜡类低熔点材料，还能够将一些金属粉末直接成型，包括不锈钢和陶瓷等高熔点材料的直接成型，因此，该技术广泛应用于航空航天、工业制造、生物医疗、艺术修复、影视模型、日常生活消费品等多个领域，是目前发展潜力与前景最为广阔的一种技术。然而，该技术仍然存在一些不成熟的方面，比如设备的结构稳定性一直是限制整个行业快速发展的难题，其中，问题最多的也是最关键的还是铺粉结构，因此，需要设计一款高精度且稳定的铺粉结构。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种增材制造双向铺粉结构、及3D打印设备，用于解决现有技术中的铺粉结构铺粉稳定性和铺粉精度不高的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本实用新型的一方面提供一种增材制造双向铺粉结构，包括落粉盒，所述落粉盒的内部设有第一导流板和第二导流板，所述第一导流板和所述第二导流板相对间隔设置，其中，所述第一导流板与所述落粉盒的第一侧壁之间形成第一落粉间隙，所述第二导流板与所述落粉盒的第二侧壁之间形成第二落粉间隙，且所述第一导流板上开设有第一落粉通道，所述第二导流板上开设有第二落粉通道，所述第一落粉通道的高度高于所述第二落粉通道的高度；所述第一导流板与所述第二导流板之间设有送粉叉板，所述送粉叉板的第一侧设有倾斜向下的第一分叉板，所述送粉叉板的第二侧设有倾斜向下的第二分叉板，且所述第一分叉板的一端能够与所述第一导流板的内壁相接触，所述第二分叉板的一端的能够与所述第二导流板的内壁相接触；刮刀组件，所述刮刀组件设置于所述落粉盒的底部；驱动装置，所述驱动装置与所述送粉叉板相连接，用于驱动所述送粉叉板进行上下升降运动。

在一些实施例中，所述第一分叉板和所述第二分叉板均设有n个，所述n≥2，全部所述第一分叉板和全部所述第二分叉板均以L间隔上下均匀设置，且所述第一导流板的内壁上设有第一流粉凹槽，所述第二导流板的内壁上设有第二流粉凹槽，所述第一流粉凹槽和所述第二流粉凹槽的数量均为m个，所述m≥n-1，全部所述第一流粉凹槽和全部所述第二流粉凹槽也均以所述L间隔上下均匀设置，且全部所述第一流粉凹槽位于所述第一落粉通道的上方，全部所述第二流粉凹槽位于所述第二落粉通道的上方。

在一些实施例中，所述第一分叉板和所述第二分叉板的数量n＝4，所述第一流粉凹槽和所述第二流粉凹槽的数量m＝3。

在一些实施例中，所述驱动装置包括伺服电机，所述伺服电机通过电机安装座安装固定于所述落粉盒上，所述伺服电机的转动轴与一旋转丝杆的一端相连接，所述旋转丝杆的另一端转动设置于所述电机安装座上，所述旋转丝杆上设有一升降螺母，所述送粉叉板与所述升降螺母相连接。

在一些实施例中，所述伺服电机的转动轴通过联轴器与所述旋转丝杆相连接。

在一些实施例中，所述驱动装置设有两个，两个所述驱动装置分别设置于所述落粉盒的左右两端。

在一些实施例中，所述落粉盒的底部设有一中央安装柱，所述中央安装柱的底部设有一卡槽，所述刮刀组件卡设固定于所述卡槽内。

在一些实施例中，所述刮刀组件包括刮刀夹板、刮刀压板及刮刀，所述刮刀夹板包括第一夹紧部和第一卡紧部，所述刮刀压板包括第二夹紧部和第二卡紧部，其中，所述第一卡紧部与所述第二卡紧部可拆卸连接在一起、并卡设于所述卡槽内，所述刮刀夹紧固定于所述第一夹紧部和第二夹紧部之间。

在一些实施例中，所述第一卡紧部和所述第二卡紧部通过螺栓相连接。

如上所述，本实用新型的增材制造双向铺粉结构，具有以下有益效果：在使用时，使得该送粉叉板的第一分叉和第二分叉板的初始位置分别处于第一落粉通道和第二落粉通道的上方，由于该第一分叉板能够与第一导流板的内壁相接触，第二分叉板能够与第二导流板的内壁相接触，故由外部粉末存储单元向该铺粉结构落的粉末经该送粉叉板分粉后，一部分粉末落至第一分叉板上，另一部分落至第二分叉板上，进行铺粉作用时，通过驱动装置驱动送粉叉板向下运动，当第一分叉板向下运动至第一导流板上开设的第一落粉通道时，该第一分叉板上的粉末会从该第一落粉通道落下，经过第一落粉间隙落至刮刀组件的一侧，然后通过该刮刀组件将从第一分叉板落下的粉末向一个方向铺平，然后通过驱动装置驱动送粉叉板继续向下运动，当第二分叉板向下运动至第二导流板上开设的第二落粉通道时，该第二分叉板上的粉末会从该第二落粉通道落下，经过第二落粉间隙落在刮刀组件的另一侧，然后通过该刮刀组件将从第二分叉板上落下的粉末向另一个方向铺平，从而实现双向铺粉。因此，与现有技术相比，本实用新型的增材制造双向铺粉结构采用送粉叉板作为主要分粉和落粉的控制部件，且通过驱动装置能够精确控制该送粉叉板的位置精度和运动的稳定性，从而该增材制造双向铺粉结构能够很大程度地提高铺粉精度和铺粉稳定性。

本实用新型的另一方面还提供一种3D打印设备，所述3D打印设备包括上述所述的增材制造双向铺粉结构。

该3D打印设备的有益效果与上述所述的增材制造双向铺粉结构的有益效果相同，故在此不再进行赘述。

附图说明

图1显示为本实用新型所提供的增材制造双向铺粉结构的示意图。

图2显示为本实用新型所提供的落粉盒的结构示意图。

图3显示为本实用新型所提供的落粉盒的截面示意图。

图4显示为本实用新型所提供的送粉叉板的结构示意图。

图5显示为本实用新型所提供的增材制造双向铺粉结构的截面示意图。

图6显示为本实用新型所提供的落粉状态下增材制造双向铺粉结构的截面示意图。

附图标记说明：

10 落粉盒

11 第一导流板

12 第二导流板

110 第一落粉通道

120 第二落粉通道

111 第一流粉凹槽

121 第二流粉凹槽

101 第一落粉间隙

102 第二落粉间隙

13 中央安装柱

131 卡槽

20 送粉叉板

21 第一分叉板

22 第二分叉板

30 刮刀组件

31 刮刀夹板

311 第一夹紧部

312 第一卡紧部

32 刮刀压板

321 第二夹紧部

322 第二卡紧部

33 刮刀

40 驱动装置

41 伺服电机

42 电机安装座

43 旋转丝杆

44 升降螺母

45 联轴器

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其他优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，可以是机械连接，也可以是电连接，可以是直接相连，也可以通过中间媒介相连接，可以是两个元件内部的连通。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。

在本实用新型的描述中，应当理解的是，本实用新型中采用术语“中心”、“纵向”、“横向”、“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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

请参阅图1至图6。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本实用新型的基本构想，遂图式中仅显示与本实用新型中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

本实用新型一方面提供一种增材制造双向铺粉结构，如图1至图4所示，该增材制造双向铺粉结构包括落粉盒10，该落粉盒10的内部设有第一导流板11和第二导流板12，该第一导流板11和第二导流板12相对间隔设置，其中，第一导流板11与落粉盒10的第一侧壁之间形成第一落粉间隙101，第二导流板12与落粉盒10的第二侧壁之间形成第二落粉间隙102，且第一导流板11上开设有第一落粉通道110，第二导流板12上开设有第二落粉通道120，该第一落粉通道110的高度高于第二落粉通道120的高度；具体的，在第一导流板11和第二导流板12之间设有送粉叉板20，该送粉叉板20的第一侧设有倾斜向下的第一分叉板21，该第二送粉叉板20的第二侧设有倾斜向下的第二分叉板22，且第一分叉板21的一端能够与第一导流板11的内壁相接触，第二分叉板22的一端能够与第二导流板12的内壁相接触；落粉盒10的底部还设有刮刀组件30，该刮刀组件30用于将从落粉盒中落下的粉末铺平，驱动装置40，该驱动装置40与送粉叉板20相连接，即该驱动装置40用于驱动送粉叉板20进行上下升降运动。

本实用新型的增材制造双向铺粉结构在使用时，使得该送粉叉板20的第一分叉板21和第二分叉板22的初始位置分别处于第一落粉通道110和第二落粉通道120的上方(如图5所示)，由于该第一分叉板21能够与第一导流板11的内壁相接触，第二分叉板22能够与第二导流板12的内壁相接触，故由外部粉末存储单元向该铺粉结构落的粉末经该送粉叉板20分粉后，一部分粉末落至第一分叉板21上，另一部分落至第二分叉板22上，进行铺粉作用时，通过驱动装置驱动送粉叉板20向下运动，当第一分叉板21向下运动至第一导流板11上开设的第一落粉通道110时(如图6所示)，该第一分叉板21上的粉末会从该第一落粉通道110落下，经过第一落粉间隙101落至刮刀组件30的一侧，然后通过该刮刀组件30将从第一分叉板21落下的粉末向一个方向铺平，然后通过驱动装置驱动送粉叉板20继续向下运动，当第二分叉板22向下运动至第二导流板12上开设的第二落粉通道120时，该第二分叉板12上的粉末会从该第二落粉通道120落下，经过第二落粉间隙102落在刮刀组件30的另一侧，然后通过该刮刀组件30将从第二分叉板22上落下的粉末向另一个方向铺平，从而实现双向铺粉。因此，与现有技术相比，本实用新型的增材制造双向铺粉结构采用送粉叉板作为主要分粉和落粉的控制部件，且通过驱动装置能够精确控制该送粉叉板的位置精度和运动的稳定性，从而该增材制造双向铺粉结构能够很大程度地提高铺粉精度和铺粉稳定性。

进一步的，为了提高该增材制造双向铺粉结构的铺粉效率，优选的，在一些实施例中，送粉叉板20的第一侧设有多个第一分叉板21，送粉叉板20的第二侧设有多个第二分叉板22，示例性的，在一些实施例中，第一分叉板21和第二分叉板22均设有n个，n≥2，且该n个第一分叉板21在送粉叉板20的第一侧以L间隔上下均匀间隔设置，该n个第二分叉板22在送粉叉板20的第二侧以同样的L间隔上下均匀间隔设置，即相邻两个第一分叉板21之间的间距与相邻两个第二分叉板22之间的间距相同，且相应的，在第一导流板11的内壁上设有多个第一流粉凹槽111，在第二导流板22的内壁上设有多个第二流粉凹槽121，示例性的，第一流粉凹槽111和第二流粉凹槽121的数量均为m个，且m≥n-1，该m个第一流粉凹槽111也以L间隔上下间隔均匀地设置于第一导流板11的内壁上，该第二流粉凹槽121以L间隔上下间隔均匀地设置于第二导流板12的内壁上，即相邻的两个第一流粉凹槽111之间的间距与相邻的两个第一分叉板21之间的间距、与相邻的两个第二分叉板22之间的间距及相邻的两个第二流粉凹槽121之间的间距均相同，且该m个第一流粉凹槽111均位于第一落粉通道110的上方，该m个第二流粉凹槽121均位于第二落粉通道120的上方。通过此结构设计，在使用时，如图5所示，使得位于上方的n-1个第一分叉板21的初始位置分别与第一导流板11内壁上的n-1个第一流粉凹槽111相对应，由于相邻两个分叉板21之间的间隔、相邻两个第一流粉凹槽111之间的间距、相邻两个第二分叉板22之间的间距及相邻两个第二流粉凹槽121之间的间距相同，因此，使得第一分叉板21与第一流粉凹槽111相对应时，第二分叉板22也会与第二流粉凹槽121相对应，由外部粉末存储单元向该铺粉结构落的粉末经该送粉叉板20分粉后，粉末首先会从第一分叉板21与第一流粉凹槽111之间的间隙流落到位于最下方的第一分叉板21上，同样会从第二叉板22与第二流粉凹槽121之间的间隙流落到位于最下方的第二分叉板22上，随着从外部粉末存储单元落下足量的粉末，从而会在每一个第一分叉板21上和每一个第二分叉板22上均存储有粉末，进而在作业时，通过驱动装置驱动送粉叉板20向下运动，使得多个分叉板依序与落粉通道相对应，从而该铺粉结构能够实现多层落粉和铺粉，从而能够提高该增材制造双向铺粉结构的铺粉效率。

具体的，如图3至图5所示，在本实施例中，送粉叉板20的第一侧设有四个第一分叉板21，送粉叉板20的第二侧设有四个第二分叉板22，即在本实施例中，第一分叉板21和所述第二分叉板22的数量n＝4，相应的，在第一导流板11的内壁上设有三个第一流粉凹槽111，在第二导流板12的内壁上设有三个第二流粉凹槽121，即在本实施例中，第一流粉凹槽111和所述第二流粉凹槽121的数量m＝3。因此，在本实施例中，该增材制造双向铺粉结构每个方向能够实现四层铺粉。

进一步的，如图1所示，在本实施例中，驱动装置40包括伺服电机41，该伺服电机41通过电机安装座42固定安装在落粉盒10上，该伺服电机41的转动轴与一旋转丝杆43的一端相连接，该旋转丝杆43的另一端转动设置于电机安装座42上，且该旋转丝杆42上设有一升降螺母44，即该升降螺母44旋于该旋转丝杆43上，所述送粉叉板20与该升降螺母44相连接。在作业时，通过伺服电机41驱动该旋转丝杆43正向转动或反向转动，则会驱动该升降螺母44会沿旋转丝杆43的轴线上下运动，从而通过该升降螺母44带动送粉叉板20上下运动，通过此结构设计，结构简单，对送粉叉板20的运行控制更精确。具体的，在本实施例中，伺服电机41的转动轴通过联轴器45与旋转丝杆43的一端相连接。

进一步的，为了进一步提高送粉叉板20运动的稳定性，优选的，在本实施例中，驱动装置40设有两个，两个驱动装置40分别设置于落粉盒10的左右两端，即该送粉叉板20的左右两端分别与位于落粉盒10左右两端的驱动装置40中的升降螺母44相连接，从而在驱动该送粉叉板20时，该送粉叉板的受力更加均匀，从而上下运动更加平稳。

具体的，如图3和图6所示，在本实施例中，落粉盒10的底部设有一中央安装柱13，该中央安装柱13的底部设有卡槽131，刮刀组件30卡设在该卡槽131内。通过此结构设计，刮刀组件30能够实现快速拆装，从而方便后期对刮刀进行更换。

具体的，在本实施例中，刮刀组件30包括刮刀夹板31、刮刀压板32及刮刀33，其中，刮刀夹板31包括第一夹紧部311和第一卡紧部312，刮刀压板32包括第二夹紧部321和第二卡紧部322，其中，刮刀夹板31的第一卡紧部312与刮刀压板32的第二卡紧部322通过螺栓可拆卸连接在一起、并卡设于中央安装柱13的卡槽131内，刮刀33夹紧固定于第一夹紧部311和第二夹紧部321之间。

本实用新型的另一方面还提供一种3D打印设备，该3D打印设备包括上述所述的增材制造双向铺粉结构。

该3D打印设备的有益效果与上述所述的增材制造双向铺粉结构的有益效果相同，故在此不再进行赘述。

综上所述，本实用新型的一种增材制造双向铺粉结构、及3D打印设备，通过送粉叉板作为分粉和粉量控制部件，该送粉叉板的左右两侧各有四层分叉板用来储存多层粉末，接粉时通过分叉板与导流板内壁上的流粉凹槽之间的间隙将粉末落到每一层分叉板上，然后通过伺服电机为该送粉叉板上下运动提供动力，且伺服电机与送粉叉板之间通过丝杆螺母运动副来传递动力，能够精确控制该送粉叉板的位置精度和运动的稳定性，因此，本实用新型的增材增材制造双向铺粉结构能够大大提高铺粉精度和铺粉稳定性，且能够实现多层落粉和铺粉，也提高了铺粉效率。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例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。任何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，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 (10)

1.一种增材制造双向铺粉结构，其特征在于，包括：

落粉盒，所述落粉盒的内部设有第一导流板和第二导流板，所述第一导流板和所述第二导流板相对间隔设置，其中，所述第一导流板与所述落粉盒的第一侧壁之间形成第一落粉间隙，所述第二导流板与所述落粉盒的第二侧壁之间形成第二落粉间隙，且所述第一导流板上开设有第一落粉通道，所述第二导流板上开设有第二落粉通道，所述第一落粉通道的高度高于所述第二落粉通道的高度；

所述第一导流板与所述第二导流板之间设有送粉叉板，所述送粉叉板的第一侧设有倾斜向下的第一分叉板，所述送粉叉板的第二侧设有倾斜向下的第二分叉板，且所述第一分叉板的一端能够与所述第一导流板的内壁相接触，所述第二分叉板的一端的能够与所述第二导流板的内壁相接触；

刮刀组件，所述刮刀组件设置于所述落粉盒的底部；

驱动装置，所述驱动装置与所述送粉叉板相连接，用于驱动所述送粉叉板上下升降运动。

2.根据权利要求1所述的一种增材制造双向铺粉结构，其特征在于，所述第一分叉板和所述第二分叉板均设有n个，所述n≥2，全部所述第一分叉板和全部所述第二分叉板均以L间隔上下均匀设置，且所述第一导流板的内壁上设有第一流粉凹槽，所述第二导流板的内壁上设有第二流粉凹槽，所述第一流粉凹槽和所述第二流粉凹槽的数量均为m个，所述m≥n-1，全部所述第一流粉凹槽和全部所述第二流粉凹槽也均以所述L间隔上下均匀设置，且全部所述第一流粉凹槽位于所述第一落粉通道的上方，全部所述第二流粉凹槽位于所述第二落粉通道的上方。

3.根据权利要求2所述的一种增材制造双向铺粉结构，其特征在于，所述第一分叉板和所述第二分叉板的数量n＝4，所述第一流粉凹槽和所述第二流粉凹槽的数量m＝3。

4.根据权利要求1所述的一种增材制造双向铺粉结构，其特征在于，所述驱动装置包括伺服电机，所述伺服电机通过电机安装座安装固定于所述落粉盒上，所述伺服电机的转动轴与一旋转丝杆的一端相连接，所述旋转丝杆的另一端转动设置于所述电机安装座上，所述旋转丝杆上设有一升降螺母，所述送粉叉板与所述升降螺母相连接。

5.根据权利要求4所述的一种增材制造双向铺粉结构，其特征在于，所述伺服电机的转动轴通过联轴器与所述旋转丝杆相连接。

6.根据权利要求4所述的一种增材制造双向铺粉结构，其特征在于，所述驱动装置设有两个，两个所述驱动装置分别设置于所述落粉盒的左右两端。

7.根据权利要求1所述的一种增材制造双向铺粉结构，其特征在于，所述落粉盒的底部设有一中央安装柱，所述中央安装柱的底部设有一卡槽，所述刮刀组件卡设固定于所述卡槽内。

8.根据权利要求7所述的一种增材制造双向铺粉结构，其特征在于，所述刮刀组件包括刮刀夹板、刮刀压板及刮刀，所述刮刀夹板包括第一夹紧部和第一卡紧部，所述刮刀压板包括第二夹紧部和第二卡紧部，其中，所述第一卡紧部与所述第二卡紧部可拆卸连接在一起、并卡设于所述卡槽内，所述刮刀夹紧固定于所述第一夹紧部和第二夹紧部之间。

9.根据权利要求8所述的一种增材制造双向铺粉结构，其特征在于，所述第一卡紧部和所述第二卡紧部通过螺栓相连接。

10.一种3D打印设备，其特征在于，包括如权利要求1至权利要求9任一项所述的一种增材制造双向铺粉结构。