一種集成式粉末彩色3d打印的制造方法
【專利摘要】一種集成式粉末彩色3D打印機(jī)，包括機(jī)架，機(jī)架頂部是儲粉槽與外供粘結(jié)劑箱，儲粉槽與外供粘結(jié)劑箱的下部連接工作腔，工作腔的下部通過隔板連接密封后處理腔，密封后處理腔的下部設(shè)有篩網(wǎng)和粉末回收箱，升降裝置連接在密封后處理腔處的機(jī)架上，升降裝置和真空負(fù)壓托臺連接，真空負(fù)壓托臺由上網(wǎng)板、密封毛氈、下網(wǎng)板、空氣過濾網(wǎng)和底腔體組成，本發(fā)明保證了密封性和可移出性，便于零件的安全轉(zhuǎn)移；同時(shí)，該粉末3D打印機(jī)將密封后處理臺集成在機(jī)器中，便于粉末的清理，減少人的工作量以及環(huán)境污染，增加了機(jī)器的集成性并且降低了成本。
【專利說明】一種集成式粉末彩色3D打印機(jī)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及粉末3D打印機(jī)領(lǐng)域，具體涉及一種集成式粉末彩色3D打印機(jī)。
【背景技術(shù)】
[0002]粉末3D打印(3DP)是一種利用微滴噴射、粉末粘結(jié)技術(shù)的3D打印方法。噴頭在計(jì)算機(jī)控制下，按照當(dāng)前分層截面的信息，在事先鋪好的一層粉末材料上，有選擇性地噴射粘結(jié)劑，使部分粉末粘結(jié)，形成一層截面薄層；一層成形完后，工作臺下降一個層厚，進(jìn)行下一層的鋪粉，繼而選區(qū)噴射粘結(jié)劑，成形薄層同時(shí)也會與已成形零件粘為一體；不斷循環(huán)此過程，直至零件加工完為止；通常所成形的零件還需要一定的后處理，如干燥、燒結(jié)等，從而得到最后的零件。然而，現(xiàn)有的粉末3D打印機(jī)存在著以下幾個問題:
[0003]一、在粉末3D打印機(jī)打印好完整零件后，通常需要采用吸塵器與刷子將未成形的粉末清理，從而取出零件放置于另外的后處理臺中，并且還應(yīng)對取出的零件表面進(jìn)行再次清理，但這樣的清粉過程不夠方便有效且一般會造成粉末對于周圍環(huán)境的污染，而且后處理臺與3D打印機(jī)沒有集成在一起，會造成整個占用空間龐大，操作過程冗雜。
[0004]二、現(xiàn)有的粉末3D打印機(jī)供粉方式主要有兩種，一種是鋪粉輥或刮板將供粉缸里的粉末推送到成型缸中，另一種是粉末漏斗進(jìn)行往復(fù)鋪粉。前一種方法需要多個缸體，會造成設(shè)備體積較大，后一種方法雖然可以較大地節(jié)約機(jī)器空間，但是需要定時(shí)給漏斗供粉補(bǔ)給，所需操作與控制過程繁雜。
[0005]三、對于粉末3D打印機(jī)，其鋪敷出來的粉末致密度會極大地影響制作出來零件的強(qiáng)度和后燒結(jié)的收縮率，已存在現(xiàn)有的機(jī)器提供真空負(fù)壓腔以吸附粉末，但是其結(jié)構(gòu)簡單、不可拆卸，不利于零件的后續(xù)操作。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于提供一種集成式粉末彩色3D打印機(jī)，可以為鋪粉裝置連續(xù)供粉，能夠增加粉末的致密度，又便于多余粉末的清理，同時(shí)極大地提高了設(shè)備的集成性。
[0007]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用如下的技術(shù)方案:
[0008]一種集成式粉末彩色3D打印機(jī)，包括機(jī)架10，機(jī)架10頂部是儲粉槽I與外供粘結(jié)劑箱2，儲粉槽I與外供粘結(jié)劑箱2的下部連接工作腔3，工作腔3的下部通過隔板6連接密封后處理腔7，密封后處理腔7的下部設(shè)有篩網(wǎng)8和粉末回收箱9，升降裝置22連接在密封后處理腔7處的機(jī)架10上，升降裝置22和真空負(fù)壓托臺4連接，真空負(fù)壓托臺4跟隨升降裝置22在密封后處理腔7和工作腔3中的粉箱5內(nèi)上下移動。
[0009]所述的工作腔3中連接有二維運(yùn)動平臺15和提供紫外光16的光源，二維運(yùn)動平臺15上連接噴印頭14以及集成刮板12，儲粉槽I的粉末經(jīng)過氣體載流送粉泵11給集成刮板12持續(xù)供粉，外供粘結(jié)劑箱2的藍(lán)色、洋紅、黃色、黑色的光敏溶膠粘結(jié)劑通過墨泵13給噴印頭14補(bǔ)給粘結(jié)劑，不同顏色的光敏溶膠粘結(jié)劑的組合能夠?qū)崿F(xiàn)彩色3D打印。[0010]所述的真空負(fù)壓托臺4由上網(wǎng)板17、密封毛氈18、下網(wǎng)板19、空氣過濾網(wǎng)20和底腔體21組成，上網(wǎng)板17、密封毛氈18、空氣過濾網(wǎng)20、下網(wǎng)板19依次緊密連接在一起，使這一部分只能通過氣體，而不能通過粉末，下網(wǎng)板19與底腔體21通過滑扣結(jié)構(gòu)套緊，底腔體21連接在升降裝置22上，隨著升降裝置22上下移動，抽取負(fù)壓的裝置是真空泵或吸塵器。
[0011]本發(fā)明采用氣體載流送粉泵，可以給粉末3D打印機(jī)連續(xù)供粉，滿足鋪粉裝置的持續(xù)鋪粉運(yùn)動，省去了間斷供粉繁雜的操作與控制；本發(fā)明還提供了真空負(fù)壓托臺4，上網(wǎng)板
17、下網(wǎng)板19、密封毛氈18、空氣過濾網(wǎng)20緊密連接在一起，使這一部分只能通過氣體，而不能通過粉末，可以實(shí)現(xiàn)對粉末真空吸附的效果，增加了粉末的致密度，下網(wǎng)板19與底腔體21通過滑扣結(jié)構(gòu)套緊，保證了密封性和可移出性，便于零件的安全轉(zhuǎn)移；同時(shí)，該粉末3D打印機(jī)將密封后處理臺集成在機(jī)器中，既能便于粉末的清理，減少人的工作量以及環(huán)境污染，增加了機(jī)器的集成性并且降低了成本。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是本發(fā)明去掉外板后設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。
[0013]圖2是本發(fā)明工作腔結(jié)構(gòu)示意圖。
[0014]圖3是本發(fā)明真空負(fù)壓托臺結(jié)構(gòu)示意圖。
[0015]圖4是本發(fā)明零件隨真空負(fù)壓托臺進(jìn)入密封后處理腔示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。
[0017]參照圖1與圖4，一種集成式粉末彩色3D打印機(jī)，包括機(jī)架10，機(jī)架10頂部是儲粉槽I與外供粘結(jié)劑箱2，儲粉槽I與外供粘結(jié)劑箱2的下部連接工作腔3，工作腔3的下部通過隔板6連接密封后處理腔7，密封后處理腔7的下部設(shè)有篩網(wǎng)8和粉末回收箱9，升降裝置22連接在密封后處理腔7處的機(jī)架10上，升降裝置22和真空負(fù)壓托臺4連接，真空負(fù)壓托臺4跟隨升降裝置22在密封后處理腔7和工作腔3中的粉箱5內(nèi)上下移動。
[0018]參照圖2，所述的工作腔3中連接有二維運(yùn)動平臺15和提供紫外光16的光源，二維運(yùn)動平臺15上連接噴印頭14以及集成刮板12，儲粉槽I的粉末經(jīng)過氣體載流送粉泵11給集成刮板12持續(xù)供粉，外供粘結(jié)劑箱2的藍(lán)色、洋紅、黃色、黑色的光敏溶膠粘結(jié)劑通過墨泵13給噴印頭14補(bǔ)給粘結(jié)劑，不同顏色的光敏溶膠粘結(jié)劑的組合能夠?qū)崿F(xiàn)彩色3D打印。
[0019]參照圖3，所述的真空負(fù)壓托臺4由上網(wǎng)板17、密封毛氈18、下網(wǎng)板19、空氣過濾網(wǎng)20和底腔體21組成，上網(wǎng)板17、密封毛氈18、空氣過濾網(wǎng)20、下網(wǎng)板19依次緊密連接在一起，使這一部分只能通過氣體，而不能通過粉末，下網(wǎng)板19與底腔體21通過滑扣結(jié)構(gòu)套緊，底腔體21連接在升降裝置22上，隨著升降裝置22上下移動，抽取負(fù)壓的裝置是真空泵或吸塵器。
[0020]本發(fā)明的工作原理為:
[0021]在計(jì)算機(jī)中建立三維模型，并對該模型進(jìn)行分層和數(shù)據(jù)處理，將最后的層片數(shù)據(jù)導(dǎo)入到該粉末3D打印機(jī)中；3D打印機(jī)讀入當(dāng)前層的工藝數(shù)據(jù)，通過控制二維運(yùn)動平臺15，帶動噴印頭14和集成刮板12進(jìn)行運(yùn)動；集成刮板12在粉箱5中給真空負(fù)壓托臺4上均勻地鋪上一層粉末，噴印頭14按照當(dāng)前分層截面的信息，在鋪好的一層粉末材料上，有選擇性地噴射光敏溶膠粘結(jié)劑，涂敷在部分粉末上，同時(shí)，將紫外光16投射在粉末平面上，使涂敷在粉末表面的光敏溶膠粘結(jié)劑迅速固化粘結(jié)，形成一層截面薄層；完成當(dāng)前層的粘結(jié)后，二維運(yùn)動平臺15帶動噴印頭14回到機(jī)器原位，粉箱5中的真空負(fù)壓托臺4隨著升降裝置22帶著已成形的部分下降一個層厚；重復(fù)以上層層制造的過程，直至零件完成；零件制作完成后，真空負(fù)壓托臺4繼續(xù)帶著已成形零件與未成形的殘粉緩慢下降至密封后處理腔7，在真空負(fù)壓托臺4逐漸離開粉箱5的時(shí)候，多余的粉末自動從側(cè)方流出，減少了清粉的工作量，多余的粉末經(jīng)過篩網(wǎng)8進(jìn)入到粉末回收箱9，粉末回收箱9收集的粉末無需經(jīng)過后續(xù)篩粉工作，就可以倒入儲粉槽I中；清理完成后，將上網(wǎng)板17、下網(wǎng)板19、密封毛氈18和空氣過濾網(wǎng)20組成的真空負(fù)壓托臺4的上腔體連同零件一起移出，以便進(jìn)行后續(xù)操作。
【權(quán)利要求】
1.一種集成式粉末彩色3D打印機(jī)，包括機(jī)架(10)，其特征在于:機(jī)架(10)頂部是儲粉槽(I)與外供粘結(jié)劑箱(2 )，儲粉槽(I)與外供粘結(jié)劑箱(2 )的下部連接工作腔(3 )，工作腔(3)的下部通過隔板(6)連接密封后處理腔(7)，密封后處理腔(7)的下部設(shè)有篩網(wǎng)(8)和粉末回收箱(9)，升降裝置(22)連接在密封后處理腔(7)處的機(jī)架(10)上，升降裝置(22)和真空負(fù)壓托臺(4)連接，真空負(fù)壓托臺(4)跟隨升降裝置(22)在密封后處理腔(7)和工作腔(3)中的粉箱(5)內(nèi)上下移動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成式粉末彩色3D打印機(jī)，其特征在于:所述的工作腔(3)中連接有二維運(yùn)動平臺(15)和提供紫外光(16)的光源，二維運(yùn)動平臺(15)上連接噴印頭(14)以及集成刮板(12)，儲粉槽(I)的粉末經(jīng)過氣體載流送粉泵(11)給集成刮板(12)持續(xù)供粉，外供粘結(jié)劑箱(2)的藍(lán)色、洋紅、黃色、黑色的光敏溶膠粘結(jié)劑通過墨泵(13)給噴印頭(14)補(bǔ)給粘結(jié)劑，不同顏色的光敏溶膠粘結(jié)劑的組合能夠?qū)崿F(xiàn)彩色3D打印。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種集成式粉末彩色3D打印機(jī)，其特征在于:所述的真空負(fù)壓托臺(4)由上網(wǎng)板(17)、密封毛氈(18)、下網(wǎng)板(19)、空氣過濾網(wǎng)(20)和底腔體(21)組成，上網(wǎng)板(17)、密封毛氈(18)、空氣過濾網(wǎng)(20)、下網(wǎng)板(19)依次緊密連接在一起，使這一部分只能通過氣體，而不能通過粉末，下網(wǎng)板(19)與底腔體(21)通過滑扣結(jié)構(gòu)套緊，底腔體(21)連接在升降裝置(22)上，隨著升降裝置(22)上下移動，抽取負(fù)壓的裝置是真空泵或吸塵器。
【文檔編號】B29C67/00GK103935037SQ201410140666
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年4月9日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月9日
【發(fā)明者】田小永, 楊春成, 曹毅, 同治強(qiáng), 張瑩瑩, 李滌塵 申請人:西安交通大學(xué)