CN206898392U - 用于制造三维物体设备及其缸体驱动装置 - Google Patents

Abstract

一种用于制造三维物体设备及其缸体驱动装置，其中缸体驱动装置包括驱动机构、提升板、安装板、至少一个设置在活塞底板底部的凸块，以及至少一个安装在提升板上的夹紧机构，所述驱动机构安装在安装板上，所述安装板上还设有至少一个与夹紧机构相匹配的轨道，所述驱动机构与提升板相连，以使驱动机构驱动提升板运动时，夹紧爪的滑动端与轨道产生挤压运动，同时带动夹紧爪旋转，直至夹紧爪的夹紧端夹紧或松开活塞底板的凸块，以实现缸体与缸体驱动装置的连接或分离。本实用新型用于制造三维物体设备及其缸体驱动装置不仅结构简单，而且缸体可以方便更换，从而可大大提高设备的使用效率。

Description

用于制造三维物体设备及其缸体驱动装置

技术领域

本实用新型涉及增材制造技术领域，具体涉及一种用于制造三维物体设备及其缸体驱动装置。

背景技术

增材制造技术（Additive Manufacturing，简称AM）是一项具有数字化制造、高度柔性和适应性、直接CAD模型驱动、快速、材料类型丰富多样等鲜明特点的先进制造技术，自二十世纪八十年代末发展至今，己成为现代先进制造技术中的一项支柱技术。选择性激光烧结（Selective Laser Sintering，简称SLS）是近年来发展最为迅速的增材制造技术之一，其以粉末材料为原料，采用激光对三维实体的截面进行逐层扫描完成原型制造，不受零件形状复杂程度的限制，不需要任何的工装模具，应用范围广。

现有技术的三维物体制造设备（以选择性激光烧结设备为例）一般由机架结构、缸体驱动装置、铺粉机构、扫描机构、电器控制机构等构件组成，其中缸体驱动装置可用于对供粉缸或者成型缸的活塞底板进行升降控制，使得可以控制供粉缸内的粉料根据烧结需要逐层上升，并输送到工作面上，或者控制成型缸的已烧结制件逐层下降，以使待需烧结的当前层平行于工作平面。目前的缸体驱动装置一般是通过伺服电机安装在机架结构上，通过联轴器与丝杆直连，丝杆螺母副与活塞底板通过螺钉连接，这种驱动装置虽然提高了传动精度，但缸体的拆卸非常麻烦，不易清粉。

然而，由于三维物体制造设备烧结完成后的工件需要在成型缸里做一定时间的保温处理，因此在这段时间内设备不能使用，从而造成设备资源浪费，进而降低了设备的使用效率。

实用新型内容

针对现有技术存在的上述技术问题，本实用新型提供了一种结构简单，缸体可以方便更换以提高设备的使用效率的用于制造三维物体设备及其缸体驱动装置。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种用于制造三维物体设备的缸体驱动装置，包括驱动机构、提升板、安装板、至少一个设置在活塞底板底部的凸块，以及至少一个安装在提升板上的夹紧机构，所述驱动机构安装在安装板上，所述安装板上还设有至少一个与夹紧机构相匹配的轨道，所述驱动机构与提升板相连，以使驱动机构驱动提升板运动时，夹紧爪的滑动端与轨道产生挤压运动，同时带动夹紧爪旋转，直至夹紧爪的夹紧端夹紧或松开活塞底板的凸块，以实现缸体与缸体驱动装置的连接或分离。

作为本实用新型的进一步优选方案，所述缸体驱动装置还包括限位支撑板，所述限位支撑板安装在缸体底部，用于限制活塞底板仅在缸体内进行上升和/或下降运动。

作为本实用新型的进一步优选方案，所述夹紧机构包括安装座、夹紧爪、弹簧和旋转轴，所述安装座嵌装在提升板的通孔内，所述夹紧爪通过旋转轴安装在安装座上，且旋转轴位于夹紧爪的夹紧端与滑动端之间，所述弹簧一端与夹紧爪的滑动端相连，所述弹簧的另一端连接在安装座上。

作为本实用新型的进一步优选方案，所述夹紧爪的滑动端还装有滚轮，以使夹紧爪的滑动端与轨道挤压滚动。

作为本实用新型的进一步优选方案，所述凸块、夹紧机构和轨道的数量均为四个，且四个凸块分为两组对称设置在活塞底板的底部，四个夹紧机构分为两组对称设置在提升板上，四个轨道分为两组对称设置在安装板上。

作为本实用新型的进一步优选方案，所述驱动机构包括丝杆、丝杆螺母副、联轴器和电机，所述电机通过联轴器与丝杠连接，所述丝杠与丝杆螺母副匹配连接，所述丝杆螺母副与提升板固定连接。

作为本实用新型的进一步优选方案，所述轨道为斜面轨道。

作为本实用新型的进一步优选方案，所述夹紧爪所在平面与垂直于活塞底板所在平面呈40°-45°夹角，且斜面轨道所在平面与垂直于活塞底板所在平面呈30°-35°。

作为本实用新型的进一步优选方案，所述缸体为供粉缸的缸体或成型缸的缸体。

本实用新型还提供了一种用于制造三维物体的设备，包括上述任一项所述的缸体驱动装置。

本实用新型的用于制造三维物体设备及其缸体驱动装置具有以下有益效果：

1、本实用新型用于制造三维物体设备通过采用上述技术方案，使得缸体与缸体驱动装置的连接或分离更方便，从而使得当前缸体完成制件烧结后可以移到外面进行保温，同时通过更换下一缸体以进行下一制件烧结，这样便可大大提高设备的使用效率；

2、本实用新型更换缸体时可以在不增加额外的动力的前提下，自动完成活塞底部的夹紧及分离动作；且本实用新型结构简单。

附图说明

图1为本实用新型用于制造三维物体设备的缸体驱动装置提供的一实施例的分解结构示意图；

图2为夹紧机构与提升板连接状态的结构示意图；

图3为活塞底板、提升板和夹紧机构连接状态的结构示意图；

图4为夹紧机构工作状态的结构示意图；

图5为本实用新型用于制造三维物体设备的缸体驱动装置提供的一实施例的剖视图；

图6为本实用新型用于制造三维物体设备的缸体驱动装置提供的一实施例的第一种状态的主视图；

图7为本实用新型用于制造三维物体设备的缸体驱动装置提供的一实施例的第二种状态的主视图；

图8为本实用新型用于制造三维物体设备的缸体驱动装置提供的一实施例的第三种状态的主视图。

图中部件标记如下：

1、缸体，2、提升板，3、夹紧机构，4、安装板，5、活塞底板，6、驱动机构，7、限位支撑板，31、安装座，32、夹紧爪、33、弹簧，34、滚轮，35、旋转轴，321、夹紧端，322、滑动端，41、轨道，51、凸块。

具体实施方式

为了让本领域的技术人员更好地理解并实现本实用新型的技术方案，以下将结合说明书附图和具体实施例做进一步详细说明。

在详细阐述本实用新型的技术方案之前，需说明的是，本实用新型可适用于增材制造技术的任意设备，如选择性激光烧结设备、选择性激光熔融设备等。下面以选择性激光烧结设备为例对本实用新型的技术方案进行具体阐述。

如图1至图8所示，用于制造三维物体设备的缸体驱动装置包括驱动机构6、提升板2、安装板4、至少一个设置在活塞底板5底部的凸块51，以及至少一个安装在提升板2上的夹紧机构3，所述驱动机构6安装在安装板4上，所述安装板4上还设有至少一个与夹紧机构3相匹配的轨道41，所述驱动机构6与提升板2相连，以使驱动机构6驱动提升板2运动时，夹紧爪32的滑动端322与轨道41产生挤压运动，同时带动夹紧爪32旋转，直至夹紧爪32的夹紧端321夹紧或松开活塞底板5的凸块51，以实现缸体1与缸体1驱动装置的连接或分离。具体实施中，所述安装板4设有一通孔，以使驱动机构6安装在通孔上，并通过该通孔与提升板2连接，所述安装板4可通过支撑机构支撑安装。

所述凸块51可为楔形结构，其用于与夹紧机构3的夹紧爪32实现夹紧匹配，当然，在具体实施中，所述凸块51还可以为其它具体形状，在此不做具体介绍。

如图5所示，所述缸体驱动装置还包括限位支撑板7，所述限位支撑板7安装在缸体1底部，用于限制活塞底板5仅在缸体1内进行上升和/或下降运动，尤其是避免当活塞底板5已下降到缸体1底部，而随着缸体1和驱动机构6的分离，活塞底板5由于重力作用可能自由落下。

如图4所示，所述夹紧机构3包括安装座31、夹紧爪32、弹簧33和旋转轴35，所述安装座31嵌装在提升板2的通孔内，所述夹紧爪32通过旋转轴35安装在安装座31上，且旋转轴35位于夹紧爪32的夹紧端321与滑动端322之间，所述弹簧33一端与夹紧爪32的滑动端322相连，所述弹簧33的另一端连接在安装座31上。具体实施中，所述弹簧33可选用拉伸弹簧33。在此需说明的是，图4中提供的是一种结构简单、夹紧效果好的夹紧机构3具体结构，但在具体实施中，其还可以采用其它具体结构，只要与上述轨道41能实现夹紧功能即可，在此不做一一例举。

优选地，为了避免夹紧爪32的滑动端322和轨道41之间的运动摩擦而易造成夹紧爪32的损坏，所述夹紧爪32的滑动端322还装有滚轮34，以使夹紧爪32的滑动端322与轨道41挤压滚动。具体实施中，所述夹紧爪32的滑动端322可设有一个滚轮，也可以在所述夹紧爪32的滑动端322可设有一通孔，将转轴插入通孔，且在转轴上并位于夹紧爪32滑动端322的两侧分别套设有一个滚轮34，以使夹紧爪32的滑动端322与轨道41挤压滚动。

如图1-图5所示，所述凸块51、夹紧机构3和轨道41的数量均为四个，且四个凸块51分为两组对称设置在活塞底板5的底部，四个夹紧机构3分为两组对称设置在提升板2上，四个轨道41分为两组对称设置在安装板4上。这样可使得夹紧机构3能够更平稳、更牢固地夹紧活塞底板5。当然，在在具体实施中，夹紧机构3、轨道41和凸块51的数量还可以为2个、6个等，在此需说明的是，夹紧机构3、轨道41和凸块51的数量呈一一对应关系。

作为本实用新型的一优选方案，所述驱动机构6包括丝杆、丝杆螺母副、联轴器和电机，所述电机通过联轴器与丝杠连接，所述丝杠与丝杆螺母副匹配连接，所述丝杆螺母副与提升板2固定连接。具体实施中，所述驱动机构6还可以为其它任一能够驱动提升板2进行上升或下降运动的部件，例如其可为直接驱动电机，因此本实用新型的驱动机构6不局限于本实施例的限制。

优选，所述轨道41为斜面轨道41，这样可以避免夹紧爪32的夹紧端321在夹紧/脱离过程中由于摆动幅度过小不能迅速脱离凸块51而引起磨损。进一步优选地，所述夹紧爪32所在平面与垂直于活塞底板5所在平面呈40°-45°夹角，且斜面轨道41所在平面与垂直于活塞底板5所在平面呈30°-35°，这样使得在保证夹紧爪32脱离时的旋转摆动幅度能够迅速脱离凸块51的前提下，同时还可以能提供较大的夹紧力。

本实用新型的上述缸体1可为供粉缸的缸体1或成型缸的缸体1，当然还可以为其它需要进行上升或下降运动的缸体1，在此不做一一例举。

为了让本领域的技术人员更好地理解并实现本实用新型的技术方案，下面结合附图并以成型缸缸体1为例详细描述本实用新型的工作原理：

当夹紧机构3的夹紧爪32的滑动端322位于轨道41的顶部，并随着驱动机构6驱动提升板2向上运动时，夹紧爪32的滑动端322与斜面轨道41挤压滚动，同时带动夹紧爪32旋转，直至夹紧爪32夹紧活塞底板5的凸块51，此时夹紧爪32的滑动端322应位于斜面轨道41的底部，如图6所示，其后随着驱动机构6驱动提升板2向上运动的同时，夹紧爪32的滑动端322与斜面轨道41脱离，并可实现在驱动机构6驱动提升板2继续向上运动时，同时带动活塞底板5进行上升和/或下降运动，如图7所示。

当制件烧结完成时，驱动机构6驱动提升板2向下运动，同时带动活塞底板5进行下降运动，当活塞底板5运动到成型缸缸体1底板，由于限位支撑板7的限制，活塞底板5不能够继续下降，此时提升板2、夹紧机构3继续下降，而当夹紧爪32的滑动端322与斜面轨道41的底部接触并产生挤压滚动，同时带动夹紧爪32旋转，直至夹紧爪32脱离活塞底板5的凸块51，此时夹紧爪32的滑动端322应位于到斜面轨道41的顶部，如图8所示，这样便可通过机械手或人工将该成型缸缸体1移出工作区域进行保温，而更换新的成型缸继续实现制件烧结，从而可以大大提高设备的工作效率。

可以理解的是，本实施例虽然描述的是，当夹紧爪32夹紧活塞底板5的凸块51，此时夹紧爪32的滑动端322位于斜面轨道41的底部，而当夹紧爪32脱离活塞底板5的凸块51，此时夹紧爪32的滑动端322位于到斜面轨道41的顶部，但本实用新型并没有限定只能为这一种具体实施方式，因为设计人员可以通过设计斜面轨道41的长度以及坡度，而使得夹紧爪32夹紧活塞底板5的凸块51，此时夹紧爪32的滑动端322应位于斜面轨道41的靠近底部位置；而当夹紧爪32脱离活塞底板5的凸块51，此时夹紧爪32的滑动端322应位于到斜面轨道41的靠近顶部位置，因此，具体情况可由设有人员根据具体情况设计。

本实用新型还提供了一种用于制造三维物体的设备，其包括上述任一实施例所述的缸体驱动装置，所述缸体驱动装置可应用于供粉缸和成型缸。

以上实施例仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均应属于本实用新型的保护范围。应当指出，在不脱离本实用新型原理前提下的若干修改和修饰，应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于制造三维物体设备的缸体驱动装置，其特征在于，包括驱动机构、提升板、安装板、至少一个设置在活塞底板底部的凸块，以及至少一个安装在提升板上的夹紧机构，所述驱动机构安装在安装板上，所述安装板上还设有至少一个与夹紧机构相匹配的轨道，所述驱动机构与提升板相连，以使驱动机构驱动提升板运动时，夹紧爪的滑动端与轨道产生挤压运动，同时带动夹紧爪旋转，直至夹紧爪的夹紧端夹紧或松开活塞底板的凸块，以实现缸体与缸体驱动装置的连接或分离。

2.根据权利要求1所述的缸体驱动装置，其特征在于，所述缸体驱动装置还包括限位支撑板，所述限位支撑板安装在缸体底部，用于限制活塞底板仅在缸体内进行上升和/或下降运动。

3.根据权利要求1或2所述的缸体驱动装置，其特征在于，所述夹紧机构包括安装座、夹紧爪、弹簧和旋转轴，所述安装座嵌装在提升板的通孔内，所述夹紧爪通过旋转轴安装在安装座上，且旋转轴位于夹紧爪的夹紧端与滑动端之间，所述弹簧一端与夹紧爪的滑动端相连，所述弹簧的另一端连接在安装座上。

4.根据权利要求3所述的缸体驱动装置，其特征在于，所述夹紧爪的滑动端还装有滚轮，以使夹紧爪的滑动端与轨道挤压滚动。

5.根据权利要求4所述的缸体驱动装置，其特征在于，所述凸块、夹紧机构和轨道的数量均为四个，且四个凸块分为两组对称设置在活塞底板的底部，四个夹紧机构分为两组对称设置在提升板上，四个轨道分为两组对称设置在安装板上。

6.根据权利要求5所述的缸体驱动装置，其特征在于，所述驱动机构包括丝杆、丝杆螺母副、联轴器和电机，所述电机通过联轴器与丝杠连接，所述丝杠与丝杆螺母副匹配连接，所述丝杆螺母副与提升板固定连接。

7.根据权利要求6所述的缸体驱动装置，其特征在于，所述轨道为斜面轨道。

8.根据权利要求7所述的缸体驱动装置，其特征在于，所述夹紧爪所在平面与垂直于活塞底板所在平面呈40°-45°夹角，且斜面轨道所在平面与垂直于活塞底板所在平面呈30°-35°。

9.根据权利要求8所述的缸体驱动装置，其特征在于，所述缸体为供粉缸的缸体或成型缸的缸体。

10.一种用于制造三维物体的设备，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的缸体驱动装置。