一種用于3d打印設(shè)備的智能落粉裝置的制造方法
【專(zhuān)利摘要】本實(shí)用新型公開(kāi)了一種用于3D打印設(shè)備的智能落粉裝置,屬于3D打印技術(shù)領(lǐng)域中的落粉裝置,其目的在于提供一種可監(jiān)測(cè)運(yùn)行狀態(tài)的用于3D打印設(shè)備的智能落粉裝置。其技術(shù)方案為:包括落粉基座、落粉芯軸和用于驅(qū)動(dòng)落粉芯軸轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置,所述落粉基座上設(shè)置有進(jìn)料通道、容納腔和出料通道,所述落粉芯軸的前端和/或后端設(shè)置有傳感器,所述傳感器一端電連接有控制系統(tǒng),所述控制系統(tǒng)另一端與驅(qū)動(dòng)裝置電連接。本實(shí)用新型適用于3D打印設(shè)備的落粉裝置。
【專(zhuān)利說(shuō)明】
一種用于3D打印設(shè)備的智能落粉裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于3D打印技術(shù)領(lǐng)域,涉及一種3D打印設(shè)備中的落粉裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]選擇性激光恪化(Selective Laser Melting,SLM)是金屬件直接成型的一種3D打印技術(shù),是快速成型技術(shù)的最新發(fā)展成果。該技術(shù)基于快速成型的最基本思想,即逐層熔覆的“增量”制造方式,根據(jù)三維CAD模型直接成形具有特定幾何形狀的零件,成形過(guò)程中金屬粉末完全熔化,產(chǎn)生冶金結(jié)合,該技術(shù)特別適用于傳統(tǒng)機(jī)加工手段無(wú)法制造的復(fù)雜形狀/結(jié)構(gòu)的屬零件。SLM技術(shù)具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0003]I)能直接制造終端金屬零件產(chǎn)品;
[0004]2)能得到具有非平衡態(tài)過(guò)飽和固溶體及均勻細(xì)小金相組織的實(shí)體,致密度幾乎能達(dá)到100%,零件機(jī)械性能與鍛造工藝所得相當(dāng);
[0005]3)使用具有高功率密度的激光器,以光斑很小的激光束加工金屬,使得加工出來(lái)的金屬零件具有很高的尺寸精度(達(dá)0.1mm)以及好的表面粗糙度(Ra 20?40μπι);
[0006]4)由于激光光斑直徑很小,因此金屬熔池的激光能量密度很高,使得用單一成分的金屬粉末來(lái)制造零件成為可能,而且可供選用的金屬粉末種類(lèi)也大大拓展;
[0007]5)適合各種復(fù)雜形狀的工件,尤其適合內(nèi)部具有復(fù)雜異型結(jié)構(gòu)(如空腔、三維網(wǎng)格)、用傳統(tǒng)方法無(wú)法制造的復(fù)雜工件;
[0008]應(yīng)用SLM技術(shù)的3D打印設(shè)備在零件打印過(guò)程中,粉末層的準(zhǔn)備至關(guān)重要,對(duì)于上落粉式設(shè)備來(lái)說(shuō),落粉裝置的長(zhǎng)時(shí)間正常運(yùn)轉(zhuǎn)是粉末層能正常形成的關(guān)鍵因素。落粉裝置內(nèi)部通常由電機(jī)通過(guò)齒輪、平皮帶、同步帶等傳動(dòng)方式帶動(dòng)落粉芯軸來(lái)實(shí)現(xiàn)落粉。
[0009]然而,在打印過(guò)程中,有可能發(fā)生以下兩種失效形式:I)如果齒輪、平皮帶、同步帶等傳動(dòng)元件發(fā)生失效(破壞、斷裂等),則控制系統(tǒng)發(fā)出落粉指令后,電機(jī)接收到指令后旋轉(zhuǎn)一定的角度,但落粉芯軸并不會(huì)轉(zhuǎn)動(dòng),粉末不會(huì)從落粉裝置中落下;2)如果電機(jī)發(fā)生了故障,其接收到控制系統(tǒng)指令后,并沒(méi)有按要求旋轉(zhuǎn)指定的角度。
[0010]發(fā)生上述兩種失效形式時(shí),激光成形所需的后續(xù)粉末層無(wú)法形成,成形過(guò)程如果繼續(xù)向下進(jìn)行,則會(huì)對(duì)零件已成形部分造成損壞。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0011]本實(shí)用新型的發(fā)明目的在于:針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題,提供一種可監(jiān)測(cè)運(yùn)行狀態(tài)的用于3D打印設(shè)備的智能落粉裝置。
[0012]為了實(shí)現(xiàn)上述目的,本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案為:
[0013]一種用于3D打印設(shè)備的智能落粉裝置,包括落粉基座、落粉芯軸和用于驅(qū)動(dòng)落粉芯軸轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置,所述落粉基座上設(shè)置有進(jìn)料通道、容納腔和出料通道,所述落粉芯軸的前端和/或后端設(shè)置有傳感器,所述傳感器一端電連接有控制系統(tǒng),所述控制系統(tǒng)另一端與驅(qū)動(dòng)裝置電連接。
[0014]其中,所述進(jìn)料通道的口徑小于容納腔的直徑,所述容納腔的直徑與落粉芯軸的直徑相適配,且位于容納腔內(nèi)的落粉芯軸的圓柱面上開(kāi)設(shè)有容納槽。
[0015]其中,所述容納槽包括至少三組,多組容納槽沿落粉芯軸的周向設(shè)置。
[0016]其中,所述進(jìn)料通道內(nèi)設(shè)置有浮動(dòng)式落粉槽,所述浮動(dòng)式落粉槽上開(kāi)設(shè)有落粉通道,所述落粉通道與容納腔連通,所述浮動(dòng)式落粉槽的底部放置于落粉芯軸上。
[0017]綜上所述,由于采用了上述技術(shù)方案,本實(shí)用新型的有益效果是:
[0018]1、本實(shí)用新型中,在落粉芯軸的前端和/或后端設(shè)置有傳感器,該傳感器可在控制系統(tǒng)發(fā)出落粉指令后開(kāi)始檢測(cè)落粉芯軸是否轉(zhuǎn)動(dòng)以及轉(zhuǎn)動(dòng)是否達(dá)到指定角度,當(dāng)傳感器檢測(cè)到落粉芯軸沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)或者轉(zhuǎn)動(dòng)的角度沒(méi)有達(dá)到指定的角度后,控制系統(tǒng)將產(chǎn)生控制信號(hào)使3D打印設(shè)備翻出報(bào)警并停止打印,從而提醒使用者對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)并排除故障,實(shí)現(xiàn)不間斷地監(jiān)測(cè)落粉芯軸的運(yùn)行狀態(tài),有效避免在打印操作時(shí)粉末沒(méi)有從落粉裝置中落下,提高落粉裝置的效率。
[0019]2、本實(shí)用新型中,進(jìn)料通道的口徑小于容納腔的直徑,容納腔的直徑與落粉芯軸的直徑相適配,且位于容納腔內(nèi)的落粉芯軸的圓柱面上開(kāi)設(shè)有容納槽;通過(guò)在落粉芯軸的圓柱面上開(kāi)設(shè)有容納槽,當(dāng)容納槽轉(zhuǎn)動(dòng)到進(jìn)料通道時(shí),進(jìn)料通道內(nèi)的粉末直接掉落到容納槽中,然后轉(zhuǎn)動(dòng)落粉芯軸,使容納槽與出料通道連通,粉料經(jīng)由出料通道排出,從而有效控制粉料的落料量以及落料速度,粉料的落料控制更加方便、快捷。
[0020]3、本實(shí)用新型中,容納槽包括至少三組,多組容納槽沿落粉芯軸的周向設(shè)置,通過(guò)設(shè)置多組容納槽,因而進(jìn)料通道可持續(xù)性地向容納槽中送料,容納槽中的粉料可持續(xù)性地向出料通道中實(shí)現(xiàn)落料,從而提高落料裝置的落料效率。
[0021]4、本實(shí)用新型中,進(jìn)料通道內(nèi)設(shè)置有浮動(dòng)式落粉槽,浮動(dòng)式落粉槽的底部放置于落粉芯軸上;通過(guò)設(shè)置浮動(dòng)式落粉槽,使得只有在容納槽與浮動(dòng)式落粉槽的落粉通道連通時(shí),容納槽中的粉料才能從落粉通道中進(jìn)入容納槽內(nèi),因而可有效避免粉料堵塞落粉芯軸與落粉基座之間的間隙,保證打印設(shè)備的正常轉(zhuǎn)動(dòng),且還能實(shí)現(xiàn)粉料落料量的精準(zhǔn)控制。
【附圖說(shuō)明】
[0022]圖1為本實(shí)用新型的主視圖;
[0023]圖2為本實(shí)用新型的俯視圖;
[0024]圖3為本實(shí)用新型的全剖左視圖;
[0025]圖4為本實(shí)用新型中落粉基座的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0026]圖5為本實(shí)用新型另一實(shí)施例中的全剖左視圖;
[0027]圖6為圖5中落粉芯軸轉(zhuǎn)動(dòng)一定角度后的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0028]圖7為圖5中落粉基座的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0029]圖8為本實(shí)用新型中落粉芯軸的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0030]其中,附圖標(biāo)記為:I一驅(qū)動(dòng)裝置、2—傳動(dòng)兀件、3—落粉基座、4一傳感器、5—落粉芯軸、6—粉末、8—浮動(dòng)式落粉槽、31—進(jìn)料通道、32—出料通道、33—容納腔、51—容納槽51、81—落粉通道81。
【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖,對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)的說(shuō)明。
[0032]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白,以下結(jié)合附圖及實(shí)施例,對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的具體實(shí)施例僅用以解釋本實(shí)用新型,并不用于限定本實(shí)用新型。
[0033]一種用于3D打印設(shè)備的智能落粉裝置,該落粉裝置包括落粉基座3、落粉芯軸5和驅(qū)動(dòng)裝置I。該落粉基座3包括進(jìn)料通道31、容納腔33和出料通道32,該進(jìn)料通道31、容納腔33和出料通道32沿落粉基座3的高度方向依次從上往下設(shè)置,且進(jìn)料通道31、容納腔33和出料通道32依次連通。該落粉芯軸5套設(shè)在落粉基座3的容納腔33內(nèi),且落粉芯軸5可在容納腔33內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng)。該驅(qū)動(dòng)裝置I通過(guò)傳動(dòng)元件2與落粉芯軸5連接,使驅(qū)動(dòng)裝置I可直接驅(qū)動(dòng)落粉芯軸5轉(zhuǎn)動(dòng)。此外,該落粉芯軸5的前端和/或后端設(shè)置有傳感器4,該傳感器4可以是旋轉(zhuǎn)編碼器,也可以是齒輪計(jì)數(shù)傳感器4,傳感器4 一端電連接有控制系統(tǒng),控制系統(tǒng)另一端與驅(qū)動(dòng)裝置I電連接。通過(guò)該傳感器4可監(jiān)測(cè)落粉芯軸5是否產(chǎn)生轉(zhuǎn)動(dòng)或者落粉芯軸5的轉(zhuǎn)動(dòng)角度是否符合要求,若落粉芯軸5未轉(zhuǎn)動(dòng)或者轉(zhuǎn)動(dòng)角度不符合要求,該控制系統(tǒng)可產(chǎn)生控制信號(hào)使落粉裝置產(chǎn)生報(bào)警信號(hào)并提醒使用者進(jìn)行檢測(cè),以便排除故障。
[0034]通過(guò)在落粉芯軸5的前端和/或后端設(shè)置有傳感器4,該傳感器4可在控制系統(tǒng)發(fā)出落粉指令后開(kāi)始檢測(cè)落粉芯軸5是否轉(zhuǎn)動(dòng)以及轉(zhuǎn)動(dòng)是否達(dá)到指定角度,當(dāng)傳感器4檢測(cè)到落粉芯軸5沒(méi)有轉(zhuǎn)動(dòng)或者轉(zhuǎn)動(dòng)的角度沒(méi)有達(dá)到指定的角度后,控制系統(tǒng)將產(chǎn)生控制信號(hào)使3D打印設(shè)備翻出報(bào)警并停止打印,從而提醒使用者對(duì)設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)并排除故障,實(shí)現(xiàn)不間斷地監(jiān)測(cè)落粉芯軸5的運(yùn)行狀態(tài),有效避免在打印操作時(shí)粉末6沒(méi)有從落粉裝置中落下,提高落粉裝置的效率。
[0035]為了能夠有效地控制落粉裝置的落粉,因而將進(jìn)料通道31的口徑設(shè)置為小于容納腔33的直徑,且容納腔33的直徑與落粉芯軸5的直徑相適配,使得落粉芯軸5可在容納腔33內(nèi)自由轉(zhuǎn)動(dòng),且還能使得粉末6不容易卡入落粉芯軸5與容納腔33內(nèi)壁之間,阻塞并阻止落粉芯軸5轉(zhuǎn)動(dòng)。此外,該位于容納腔33內(nèi)的落粉芯軸5的外圓柱面上開(kāi)設(shè)有容納槽51,當(dāng)進(jìn)料通道31與容納槽51連通時(shí),粉末6將從進(jìn)料通道31中掉落入容納槽51內(nèi);當(dāng)容納槽51與出料通道32連通時(shí),粉末6將從容納槽51中掉落入出料通道32內(nèi)并經(jīng)由出料通道32排出,實(shí)現(xiàn)落粉。
[0036]通過(guò)在落粉芯軸5的圓柱面上開(kāi)設(shè)有容納槽51,當(dāng)容納槽51轉(zhuǎn)動(dòng)到進(jìn)料通道31時(shí),進(jìn)料通道31內(nèi)的粉末6直接掉落到容納槽51中,然后轉(zhuǎn)動(dòng)落粉芯軸5,使容納槽51與出料通道32連通,粉料經(jīng)由出料通道32排出,從而有效控制粉料的落料量以及落料速度,粉料的落料控制更加方便、快捷。
[0037]為了提高落粉裝置的落粉效率,因而將容納槽51設(shè)置成多組,且容納槽51的組數(shù)至少為三組,且多組容納槽51沿落粉芯軸5的周向設(shè)置。當(dāng)落粉芯軸5上的容納槽51只設(shè)置一組時(shí),落粉芯軸5轉(zhuǎn)動(dòng)一周才能實(shí)現(xiàn)一次落粉,但是現(xiàn)在將落粉芯軸5上的容納槽51設(shè)置為至少三組,比如容納槽51正好設(shè)置三組時(shí),落粉芯軸5每轉(zhuǎn)動(dòng)120°即可實(shí)現(xiàn)一次落粉,從而提高落料裝置的落料效率。
[0038]為了能夠精準(zhǔn)地調(diào)整落粉裝置的落粉量,因而在進(jìn)料通道31內(nèi)設(shè)置有浮動(dòng)式落粉槽8,該浮動(dòng)式落粉槽8可在外力作用下在進(jìn)料通道31內(nèi)上下移動(dòng)。該浮動(dòng)式落粉槽8上開(kāi)設(shè)有落粉通道81,且該落粉通道81貫穿整個(gè)浮動(dòng)式落粉槽8,使得浮動(dòng)式落粉槽8的落粉通道81可與容納腔33連通。將浮動(dòng)式落粉槽8放置在進(jìn)料通道31后,該浮動(dòng)式落粉槽8的底部直接放置于落粉芯軸5上。由于落粉芯軸5上設(shè)置有容納槽51,且整個(gè)浮動(dòng)式落粉槽8是直接放置在落粉芯軸5上的,因而當(dāng)落粉芯軸5轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),落粉芯軸5上容納槽51兩側(cè)的凸起將迫使浮動(dòng)式落粉槽8上移,當(dāng)該凸起位于浮動(dòng)式落粉槽8的落粉通道81內(nèi)后,浮動(dòng)式落粉槽8又下落一段距離。
[0039]通過(guò)設(shè)置浮動(dòng)式落粉槽8,使得只有在容納槽51與浮動(dòng)式落粉槽8的落粉通道81連通時(shí),容納槽51中的粉料才能從落粉通道81中進(jìn)入容納槽51內(nèi),因而可有效避免粉料堵塞落粉芯軸5與落粉基座3之間的間隙,保證打印設(shè)備的正常轉(zhuǎn)動(dòng),且還能實(shí)現(xiàn)粉料落料量的精準(zhǔn)控制。
[0040]實(shí)施例1
[0041]—種用于3D打印設(shè)備的智能落粉裝置,包括落粉基座3、落粉芯軸5和用于驅(qū)動(dòng)落粉芯軸5轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置I,所述落粉基座3上設(shè)置有進(jìn)料通道31、容納腔33和出料通道32,所述落粉芯軸5的前端和/或后端設(shè)置有傳感器4,所述傳感器4一端電連接有控制系統(tǒng),所述控制系統(tǒng)另一端與驅(qū)動(dòng)裝置I電連接。
[0042]實(shí)施例2
[0043]一種用于3D打印設(shè)備的智能落粉裝置,包括落粉基座3、落粉芯軸5和用于驅(qū)動(dòng)落粉芯軸5轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置I,所述落粉基座3上設(shè)置有進(jìn)料通道31、容納腔33和出料通道32,所述落粉芯軸5的前端和/或后端設(shè)置有傳感器4,所述傳感器4一端電連接有控制系統(tǒng),所述控制系統(tǒng)另一端與驅(qū)動(dòng)裝置I電連接。
[0044]所述進(jìn)料通道31的口徑小于容納腔33的直徑,所述容納腔33的直徑與落粉芯軸5的直徑相適配,且位于容納腔33內(nèi)的落粉芯軸5的圓柱面上開(kāi)設(shè)有容納槽51。
[0045]實(shí)施例3
[0046]—種用于3D打印設(shè)備的智能落粉裝置,包括落粉基座3、落粉芯軸5和用于驅(qū)動(dòng)落粉芯軸5轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置I,所述落粉基座3上設(shè)置有進(jìn)料通道31、容納腔33和出料通道32,所述落粉芯軸5的前端和/或后端設(shè)置有傳感器4,所述傳感器4一端電連接有控制系統(tǒng),所述控制系統(tǒng)另一端與驅(qū)動(dòng)裝置I電連接。
[0047]所述進(jìn)料通道31的口徑小于容納腔33的直徑,所述容納腔33的直徑與落粉芯軸5的直徑相適配,且位于容納腔33內(nèi)的落粉芯軸5的圓柱面上開(kāi)設(shè)有容納槽51。
[0048]所述容納槽51包括至少三組,多組容納槽51沿落粉芯軸5的周向設(shè)置。
[0049]實(shí)施例4
[0050]在上述實(shí)施例的基礎(chǔ)上,所述進(jìn)料通道31內(nèi)設(shè)置有浮動(dòng)式落粉槽8,所述浮動(dòng)式落粉槽8上開(kāi)設(shè)有落粉通道81,所述落粉通道81與容納腔33連通,所述浮動(dòng)式落粉槽8的底部放置于落粉芯軸5上。
[0051]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已,并不用以限制本實(shí)用新型,凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等,均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用于3D打印設(shè)備的智能落粉裝置,包括落粉基座(3)、落粉芯軸(5)和用于驅(qū)動(dòng)落粉芯軸(5)轉(zhuǎn)動(dòng)的驅(qū)動(dòng)裝置(I),其特征在于:所述落粉基座(3)上設(shè)置有進(jìn)料通道(31)、容納腔(33)和出料通道(32),所述落粉芯軸(5)的前端和/或后端設(shè)置有傳感器(4),所述傳感器(4) 一端電連接有控制系統(tǒng),所述控制系統(tǒng)另一端與驅(qū)動(dòng)裝置(I)電連接。2.如權(quán)利要求1所述一種用于3D打印設(shè)備的智能落粉裝置,其特征在于:所述進(jìn)料通道(31)的口徑小于容納腔(33)的直徑,所述容納腔(33)的直徑與落粉芯軸(5)的直徑相適配,且位于容納腔(33)內(nèi)的落粉芯軸(5)的圓柱面上開(kāi)設(shè)有容納槽(51)。3.如權(quán)利要求2所述一種用于3D打印設(shè)備的智能落粉裝置,其特征在于:所述容納槽(51)包括至少三組,多組容納槽(51)沿落粉芯軸(5)的周向設(shè)置。4.如權(quán)利要求1-3中任一項(xiàng)所述一種用于3D打印設(shè)備的智能落粉裝置,其特征在于:所述進(jìn)料通道(31)內(nèi)設(shè)置有浮動(dòng)式落粉槽(8),所述浮動(dòng)式落粉槽(8)上開(kāi)設(shè)有落粉通道(81),所述落粉通道(81)與容納腔(33)連通,所述浮動(dòng)式落粉槽(8)的底部放置于落粉芯軸(5)上。
【文檔編號(hào)】B22F3/105GK205673598SQ201620648014
【公開(kāi)日】2016年11月9日
【申請(qǐng)日】2016年6月24日 公開(kāi)號(hào)201620648014.9, CN 201620648014, CN 205673598 U, CN 205673598U, CN-U-205673598, CN201620648014, CN201620648014.9, CN205673598 U, CN205673598U
【發(fā)明人】李玲, 李小雷, 李鋒
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