TWI632051B - 自動回收粉料的鋪粉機 - Google Patents

Abstract

一種自動回收粉料的鋪粉機，包含一鋪粉單元、一粉料收集單元及一移動單元，其中該粉料收集單元具有一座體、一工作槽及至少一回收槽，藉由回收槽及移動單元的設計，使粉料能夠被自動的回收。

Description

自動回收粉料的鋪粉機

本發明係關於一種粉料回收裝置，特別是關於應用在3D列印的一種自動回收粉料的鋪粉機。

3D快速成型(也稱為3D列印)的主要技術內容是把數據資料及原料放進3D列印機中，透過鋪粉裝置將產品一層一層的列印出來，而形成最終成品。3D列印主要包括選擇性雷射燒結(Selective Laser Sintering，SLS)、選擇性雷射熔化(Selective Laser Melting，SLM)、直接金屬粉料雷射燒結(Direct Metal Laser Sintering，DMLS)，及電子束熔化(Electron Beam Melting,EBM)等技術。SLS是利用低功率雷射燒結低熔點高分子粉料；SLM是利用高能束雷射直接熔化金屬粉料；DMLS是採用雷射對二元金屬進行燒結；而EBM採用電子束熔化金屬粉料。

然而，在3D列印機中，現有的鋪粉裝置一般採用人工進行換粉回收，也就是必須在鋪粉平台上對完成鋪粉作業後剩餘的粉料進行人工清理及回收，整個過程費時費力，容易影響到產品的加工效率。

故，有必要提供一種改良的自動回收粉料的鋪粉機，以解決習用技術所存在的問題。

本發明之主要目的在於提供一種自動回收粉料的鋪粉機，利用回收槽以及移動單元的設計，使得剩餘粉料能夠自動被回收。

為達上述之目的，本發明提供一種自動回收粉料的鋪粉機，用以在一3D列印機台中進行鋪灑一粉料及回收該粉料，該自動回收粉料的鋪粉機包含一鋪粉單元、一粉料收集單元及一移動單元；該鋪粉單元具有一平台、一移動器及一鋪粉器，該移動器設置在該平台上，該鋪粉器組合在該移動器上，用以對該平台進行該粉料的鋪灑，其中該平台具有一工作孔及至少一回收孔，該工作孔用以提供一雷射發射器對一成形物件進行雷射加工，該回收孔用以回收該粉料；該粉料收集單元設置在該平台的下方，並具有一座體、一工作槽及至少一回收槽，該工作槽設置在該座體上且對應於該工作孔，用以容置該成形物件，該回收槽設置在該座體上且對應於該回收孔；該移動單元具有一底座及一升降機構，該升降機構設置在該底座上，用以驅動該座體垂直移動，使該粉料收集單元與該平台進行組合或分離。

在本發明之一實施例中，該鋪粉器具有一粉料槽及一撓性刮刀件，該粉料槽用以容置該粉料，該撓性刮刀件設置在該粉料槽下，用以在該工作孔及該回收孔之間往復移動，以對該成形物件鋪灑該粉料及回收該粉料。

在本發明之一實施例中，該平台具有一工作凸環及一回收凸環，該工作凸環形成在該工作孔的下方，且用以與該工作槽卡合，該回收凸環形成在該回收孔的下方，且用以與該回收槽卡合。

在本發明之一實施例中，該座體具有一固定座及至少一基座，該工作槽可移動的設置在該固定座中，該基座設置在該固定座外，且該回收槽設置在該基座上。

在本發明之一實施例中，該升降機構具有一升降桿、一彈簧及一彈簧座，該升降桿穿伸該底座，該彈簧設置在該底座上，該彈簧座設置在該彈簧及該座體之間，且用以卡合該升降桿。

在本發明之一實施例中，該粉料收集單元另具有一底板，該成形物件係形成在該底板上，且該底板被該升降桿推抵而在該工作孔及工作槽移動。

在本發明之一實施例中，該粉料收集單元另具有一擋止部，設置在該工作槽的底部，用以擋止該底板。

在本發明之一實施例中，該移動單元另具有一滑台機構，設置在該底座上，用以驅動該粉料收集單元水平移動。

在本發明之一實施例中，該滑台機構具有一滑軌，該粉料收集單元的座體組合在該滑軌上，並且在靠近該鋪粉單元之平台的一工作位置及遠離該鋪粉單元之平台的一換料位置之間移動。

在本發明之一實施例中，該鋪粉單元另具有一罩體及一加工孔，該罩體設置在該平台上，該加工孔形成在該罩體上，並位於該雷射發射器下方。

如上所述，本發明之自動回收粉料的鋪粉機，藉由該等回收槽的設計，使得結束逐層鋪粉作業後的剩餘粉料能夠藉由該撓性刮刀件 將該平台上的粉料刮移至該等回收孔而被收集，並且透過該移動單元的升降機構及滑台機構對該等回收槽進行替換，而達到自動回收粉料的目的。

100‧‧‧自動回收粉料的鋪粉機

101‧‧‧雷射發射器

102‧‧‧成形物件

2‧‧‧鋪粉單元

21‧‧‧平台

211‧‧‧工作孔

212‧‧‧回收孔

213‧‧‧工作凸環

214‧‧‧回收凸環

22‧‧‧移動器

23‧‧‧鋪粉器

231‧‧‧粉料槽

232‧‧‧撓性刮刀件

24‧‧‧罩體

25‧‧‧加工孔

3‧‧‧粉料收集單元

31‧‧‧座體

311‧‧‧固定座

312‧‧‧基座

32‧‧‧工作槽

33‧‧‧回收槽

34‧‧‧底板

35‧‧‧擋止部

4‧‧‧移動單元

41‧‧‧底座

42‧‧‧升降機構

421‧‧‧升降桿

422‧‧‧彈簧

423‧‧‧彈簧座

43‧‧‧滑台機構

431‧‧‧滑軌

第1圖是根據本發明自動回收粉料的鋪粉機的一較佳實施例的一立體圖；第2圖是根據本發明自動回收粉料的鋪粉機的一較佳實施例的一側視圖；及第3至6圖是根據本發明自動回收粉料的鋪粉機的一較佳實施例在操作過程中的剖視圖。

為了讓本發明之上述及其他目的、特徵、優點能更明顯易懂，下文將特舉本發明較佳實施例，並配合所附圖式，作詳細說明如下。再者，本發明所提到的方向用語，例如上、下、頂、底、前、後、左、右、內、外、側面、周圍、中央、水平、橫向、垂直、縱向、軸向、徑向、最上層或最下層等，僅是參考附加圖式的方向。因此，使用的方向用語是用以說明及理解本發明，而非用以限制本發明。

請參照第1至3圖所示，為本發明自動回收粉料的鋪粉機的一較佳實施例，用以在一3D列印機台中進行鋪灑一粉料及回收該粉料，其中自動回收粉料的一鋪粉機100包含一鋪粉單元2、一粉料收集單元3及一移動單元4，本發明將於下文詳細說明各元件的細部構造、組裝關係及其運作原理。

請參照第1至3圖所示，該鋪粉單元2具有一平台21、一移動器22、一鋪粉器23、一罩體24及一加工孔25；該平台21具有一工作孔211、二個回收孔212、一個工作凸環213及二個回收凸環214，其中該工作孔211位於該平台21的中心，用以提供一雷射發射器101對一成形物件102進行雷射加工(見第2圖)；該等回收孔212位於該工作孔211的相對二側，用以回收該粉料；該工作凸環213形成在該工作孔211的下方周緣處；該等回收凸環214分別形成在該兩回收孔212的下方周緣處。該移動器22設置在該平台21上，用以帶動該鋪粉器23移動；而該鋪粉器23係組合在該移動器22上，用以對該平台21進行該粉料的鋪灑；該鋪粉器23具有一粉料槽231及一撓性刮刀件232，該粉料槽231用以容置該粉料，該撓性刮刀件232設置在該粉料槽231下，用以在該工作孔211及該回收孔212之間往復移動，以對該成形物件102鋪灑該粉料及回收該粉料。該罩體24設置在該平台21上，且該加工孔25形成在該罩體24上，並位於該雷射發射器101下方。

請參照第1至3圖所示，該粉料收集單元3設置在該平台21的下方，且如第3圖所示，該粉料收集單元3具有一座體31、一工作槽32、二個回收槽33、一底板34及一擋止部35；該座體31具有一固定座311及二基座312，其中該基座312設置在該固定座311外；該工作槽32對應於該工作孔211並可移動的設置在該座體31的固定座311中，另外該工作槽32用以容置該成形物件102且該工作凸環213用以與該工作槽卡合；該等回收槽33設置在該座體31的基座312上，而且分別對應於該兩回收孔212，而且該等回收凸環214分別用以與該兩回收槽33卡合；該成形物件102透過逐層的鋪粉及雷射 而形成在該底板34上；該擋止部35設置在該工作槽32的底部，用以擋止該底板34。

請參照第1至3圖所示，該移動單元4具有一底座41、一升降機構42及一滑台機構43；該升降機構42設置在該底座41上，用以驅動該座體31垂直移動，使該粉料收集單元3的工作槽32及收槽33與該鋪粉單元2的平台21進行組合或分離，其中該升降機構42具有一升降桿421、一彈簧422及一彈簧座423，該升降桿421穿伸該底座41，該彈簧422設置在該底座41上，該彈簧座423設置在該彈簧422及該座體31之間，且用以卡合該升降桿421，而且該底板34被該升降桿421推抵而在該工作孔211及工作槽32中移動；如第1、2圖所示，該滑台機構43設置在該底座34上，用以驅動該粉料收集單元3水平移動，其中該滑台機構43具有一滑軌431，該粉料收集單元3的座體31組合在該滑軌431上，並且在靠近該鋪粉單元2之平台21的一工作位置及遠離該鋪粉單元2之平台21的一換料位置之間移動。

請參照第3至6圖所示，依據上述的結構，當準備要進行鋪粉作業是，該粉料收集單元3的座體31會從第2圖的該換料位置向該鋪粉單元2之平台21移動至該工作位置，使該座體31位於該底座41上；此時，如第3圖所示，該升降機構42的升降桿421向上推抵，使該座體31向上移動，同時該等彈簧422的彈性恢復力推抵該彈簧座423，使該固定座向上提升；接著該工作槽32及該等回收槽33被推升而分別卡合於該工作凸環213及該等回收凸環214；此時，如第4圖所示，該升降桿421仍持續上升，並且將該底板34於該工作槽32中往上推抵移動；如第5圖所示，該底板34移動通過該工作槽32而往該平台21移動，並且如第6圖所示，將該底板34停留在該工作孔 211中，使該底板34與該平台21呈同平面，接著開始進行逐層的鋪粉及雷射作業，以形成該成形物件102；而結束逐層鋪粉作業，由該撓性刮刀件232將該平台21上的粉料刮移至該等回收孔212，進而收集至該等回收槽33中，最後透過該移動單元4的升降機構42及滑台機構43將裝有粉料的回收槽33回收並替換新的回收槽33，藉此達到自動回收粉料的目的。

藉由上述的設計，藉由該等回收槽33的設計，使得結束逐層鋪粉作業後的剩餘粉料能夠藉由該撓性刮刀件232將該平台21上的粉料刮移至該等回收孔212而被收集，並且透過該移動單元4的升降機構42及滑台機構43對該等回收槽33進行替換，而達到自動回收粉料的目的。

雖然本發明已以較佳實施例揭露，然其並非用以限制本發明，任何熟習此項技藝之人士，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種更動與修飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。

Claims (9)

1. 一種自動回收粉料的鋪粉機，用以在一3D列印機台中進行鋪灑一粉料及回收該粉料，該自動回收粉料的鋪粉機包含：一鋪粉單元，具有：一平台；一移動器，設置在該平台上；及一鋪粉器，組合在該移動器上，用以對該平台進行該粉料的鋪灑，其中該平台具有：一工作孔，用以提供一雷射發射器對一成形物件進行雷射加工；及至少一回收孔，用以回收該粉料；一粉料收集單元，設置在該平台的下方，並具有：一座體；一工作槽，設置在該座體上且對應於該工作孔，用以容置該成形物件；及至少一回收槽，設置在該座體上且對應於該回收孔；及一移動單元，具有一底座及一升降機構，該升降機構設置在該底座上，用以驅動該座體垂直移動，使該粉料收集單元與該平台進行組合或分離。
2. 如申請專利範圍第1項所述之自動回收粉料的鋪粉機，其中該鋪粉器具有：一粉料槽，用以容置該粉料；及一撓性刮刀件，設置在該粉料槽下，用以在該工作孔及該回收孔之間往復移動，以對該成形物件鋪灑該粉料及回收該粉料。
3. 如申請專利範圍第1項所述之自動回收粉料的鋪粉機，其中該平台具有：一工作凸環，形成在該工作孔的下方，且用以與 該工作槽卡合；及一回收凸環，形成在該回收孔的下方，且用以與該回收槽卡合。
4. 如申請專利範圍第1項所述之自動回收粉料的鋪粉機，其中該座體具有：一固定座，該工作槽可移動的設置在該固定座中；及至少一基座，設置在該固定座外，該回收槽設置在該基座上。
5. 如申請專利範圍第1項所述之自動回收粉料的鋪粉機，其中該粉料收集單元另具有一底板，該成形物件係形成在該底板上，且該底板被該升降機構的一升降桿推抵而在該工作孔及工作槽移動。
6. 如申請專利範圍第5項所述之自動回收粉料的鋪粉機，其中該粉料收集單元另具有一擋止部，設置在該工作槽的底部，用以擋止該底板。
7. 如申請專利範圍第1項所述之自動回收粉料的鋪粉機，其中該移動單元另具有一滑台機構，設置在該底座上，用以驅動該粉料收集單元水平移動。
8. 如申請專利範圍第7項所述之自動回收粉料的鋪粉機，其中該滑台機構具有一滑軌，該粉料收集單元的座體組合在該滑軌上，並且在靠近該鋪粉單元之平台的一工作位置及遠離該鋪粉單元之平台的一換料位置之間移動。
9. 如申請專利範圍第1項所述之自動回收粉料的鋪粉機，其中該鋪粉單元另具有：一罩體，設置在該平台上；及一加工孔，形成在該罩體上，並位於該雷射發射器下方。