CN103935037B - 一种集成式粉末彩色3d打印机 - Google Patents

Abstract

一种集成式粉末彩色3D打印机，包括机架，机架顶部是储粉槽与外供粘结剂箱，储粉槽与外供粘结剂箱的下部连接工作腔，工作腔的下部通过隔板连接密封后处理腔，密封后处理腔的下部设有筛网和粉末回收箱，升降装置连接在密封后处理腔处的机架上，升降装置和真空负压托台连接，真空负压托台由上网板、密封毛毡、下网板、空气过滤网和底腔体组成，本发明保证了密封性和可移出性，便于零件的安全转移；同时，该粉末3D打印机将密封后处理台集成在机器中，既能便于粉末的清理，减少人的工作量以及环境污染，增加了机器的集成性并且降低了成本。

Description

一种集成式粉末彩色3D打印机

技术领域

本发明涉及粉末3D打印机领域，具体涉及一种集成式粉末彩色3D打印机。

背景技术

粉末3D打印（3DP）是一种利用微滴喷射、粉末粘结技术的3D打印方法。喷头在计算机控制下，按照当前分层截面的信息，在事先铺好的一层粉末材料上，有选择性地喷射粘结剂，使部分粉末粘结，形成一层截面薄层；一层成形完后，工作台下降一个层厚，进行下一层的铺粉，继而选区喷射粘结剂，成形薄层同时也会与已成形零件粘为一体；不断循环此过程，直至零件加工完为止；通常所成形的零件还需要一定的后处理，如干燥、烧结等，从而得到最后的零件。然而，现有的粉末3D打印机存在着以下几个问题：

一、在粉末3D打印机打印好完整零件后，通常需要采用吸尘器与刷子将未成形的粉末清理，从而取出零件放置于另外的后处理台中，并且还应对取出的零件表面进行再次清理，但这样的清粉过程不够方便有效且一般会造成粉末对于周围环境的污染，而且后处理台与3D打印机没有集成在一起，会造成整个占用空间庞大，操作过程冗杂。

二、现有的粉末3D打印机供粉方式主要有两种，一种是铺粉辊或刮板将供粉缸里的粉末推送到成型缸中，另一种是粉末漏斗进行往复铺粉。前一种方法需要多个缸体，会造成设备体积较大，后一种方法虽然可以较大地节约机器空间，但是需要定时给漏斗供粉补给，所需操作与控制过程繁杂。

三、对于粉末3D打印机，其铺敷出来的粉末致密度会极大地影响制作出来零件的强度和后烧结的收缩率，已存在现有的机器提供真空负压腔以吸附粉末，但是其结构简单、不可拆卸，不利于零件的后续操作。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种集成式粉末彩色3D打印机，可以为铺粉装置连续供粉，能够增加粉末的致密度，又便于多余粉末的清理，同时极大地提高了设备的集成性。

为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种集成式粉末彩色3D打印机，包括机架10，机架10顶部是储粉槽1与外供粘结剂箱2，储粉槽1与外供粘结剂箱2的下部连接工作腔3，工作腔3的下部通过隔板6连接密封后处理腔7，密封后处理腔7的下部设有筛网8和粉末回收箱9，升降装置22连接在密封后处理腔7处的机架10上，升降装置22和真空负压托台4连接，真空负压托台4跟随升降装置22在密封后处理腔7和工作腔3中的粉箱5内上下移动。

所述的工作腔3中连接有二维运动平台15和提供紫外光16的光源，二维运动平台15上连接喷印头14以及集成刮板12，储粉槽1的粉末经过气体载流送粉泵11给集成刮板12持续供粉，外供粘结剂箱2的蓝色、洋红、黄色、黑色的光敏溶胶粘结剂通过墨泵13给喷印头14补给粘结剂，不同颜色的光敏溶胶粘结剂的组合能够实现彩色3D打印。

所述的真空负压托台4由上网板17、密封毛毡18、下网板19、空气过滤网20和底腔体21组成，上网板17、密封毛毡18、空气过滤网20、下网板19依次紧密连接在一起，使这一部分只能通过气体，而不能通过粉末，下网板19与底腔体21通过滑扣结构套紧，底腔体21连接在升降装置22上，随着升降装置22上下移动，抽取负压的装置是真空泵或吸尘器。

本发明采用气体载流送粉泵，可以给粉末3D打印机连续供粉，满足铺粉装置的持续铺粉运动，省去了间断供粉繁杂的操作与控制；本发明还提供了真空负压托台4，上网板17、下网板19、密封毛毡18、空气过滤网20紧密连接在一起，使这一部分只能通过气体，而不能通过粉末，可以实现对粉末真空吸附的效果，增加了粉末的致密度，下网板19与底腔体21通过滑扣结构套紧，保证了密封性和可移出性，便于零件的安全转移；同时，该粉末3D打印机将密封后处理台集成在机器中，既能便于粉末的清理，减少人的工作量以及环境污染，增加了机器的集成性并且降低了成本。

附图说明

图1是本发明去掉外板后设备结构示意图。

图2是本发明工作腔结构示意图。

图3是本发明真空负压托台结构示意图。

图4是本发明零件随真空负压托台进入密封后处理腔示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步的详细说明。

参照图1与图4，一种集成式粉末彩色3D打印机，包括机架10，机架10顶部是储粉槽1与外供粘结剂箱2，储粉槽1与外供粘结剂箱2的下部连接工作腔3，工作腔3的下部通过隔板6连接密封后处理腔7，密封后处理腔7的下部设有筛网8和粉末回收箱9，升降装置22连接在密封后处理腔7处的机架10上，升降装置22和真空负压托台4连接，真空负压托台4跟随升降装置22在密封后处理腔7和工作腔3中的粉箱5内上下移动。

参照图2，所述的工作腔3中连接有二维运动平台15和提供紫外光16的光源，二维运动平台15上连接喷印头14以及集成刮板12，储粉槽1的粉末经过气体载流送粉泵11给集成刮板12持续供粉，外供粘结剂箱2的蓝色、洋红、黄色、黑色的光敏溶胶粘结剂通过墨泵13给喷印头14补给粘结剂，不同颜色的光敏溶胶粘结剂的组合能够实现彩色3D打印。

参照图3，所述的真空负压托台4由上网板17、密封毛毡18、下网板19、空气过滤网20和底腔体21组成，上网板17、密封毛毡18、空气过滤网20、下网板19依次紧密连接在一起，使这一部分只能通过气体，而不能通过粉末，下网板19与底腔体21通过滑扣结构套紧，底腔体21连接在升降装置22上，随着升降装置22上下移动，抽取负压的装置是真空泵或吸尘器。

本发明的工作原理为：

在计算机中建立三维模型，并对该模型进行分层和数据处理，将最后的层片数据导入到该粉末3D打印机中；3D打印机读入当前层的工艺数据，通过控制二维运动平台15，带动喷印头14和集成刮板12进行运动；集成刮板12在粉箱5中给真空负压托台4上均匀地铺上一层粉末，喷印头14按照当前分层截面的信息，在铺好的一层粉末材料上，有选择性地喷射光敏溶胶粘结剂，涂敷在部分粉末上，同时，将紫外光16投射在粉末平面上，使涂敷在粉末表面的光敏溶胶粘结剂迅速固化粘结，形成一层截面薄层；完成当前层的粘结后，二维运动平台15带动喷印头14回到机器原位，粉箱5中的真空负压托台4随着升降装置22带着已成形的部分下降一个层厚；重复以上层层制造的过程，直至零件完成；零件制作完成后，真空负压托台4继续带着已成形零件与未成形的残粉缓慢下降至密封后处理腔7，在真空负压托台4逐渐离开粉箱5的时候，多余的粉末自动从侧方流出，减少了清粉的工作量，多余的粉末经过筛网8进入到粉末回收箱9，粉末回收箱9收集的粉末无需经过后续筛粉工作，就可以倒入储粉槽1中；清理完成后，将上网板17、下网板19、密封毛毡18和空气过滤网20组成的真空负压托台4的上腔体连同零件一起移出，以便进行后续操作。

Claims (2)

1.一种集成式粉末彩色3D打印机，包括机架(10)，其特征在于：机架(10)顶部是储粉槽(1)与外供粘结剂箱(2)，储粉槽(1)与外供粘结剂箱(2)的下部连接工作腔(3)，工作腔(3)的下部通过隔板(6)连接密封后处理腔(7)，密封后处理腔(7)的下部设有筛网(8)和粉末回收箱(9)，升降装置(22)连接在密封后处理腔(7)处的机架(10)上，升降装置(22)和真空负压托台(4)连接，真空负压托台(4)跟随升降装置(22)在密封后处理腔(7)和工作腔(3)中的粉箱(5)内上下移动；

所述的真空负压托台(4)由上网板(17)、密封毛毡(18)、下网板(19)、空气过滤网(20)和底腔体(21)组成，上网板(17)、密封毛毡(18)、空气过滤网(20)、下网板(19)依次紧密连接在一起，使这一部分只能通过气体，而不能通过粉末，下网板(19)与底腔体(21)通过滑扣结构套紧，底腔体(21)连接在升降装置(22)上，随着升降装置(22)上下移动，抽取负压的装置是真空泵或吸尘器。

2.根据权利要求1所述的一种集成式粉末彩色3D打印机，其特征在于：所述的工作腔(3)中连接有二维运动平台(15)和提供紫外光(16)的光源，二维运动平台(15)上连接喷印头(14)以及集成刮板(12)，储粉槽(1)的粉末经过气体载流送粉泵(11)给集成刮板(12)持续供粉，外供粘结剂箱(2)的蓝色、洋红、黄色、黑色的光敏溶胶粘结剂通过墨泵(13)给喷印头(14)补给粘结剂，不同颜色的光敏溶胶粘结剂的组合能够实现彩色3D打印。