CN207630519U - 用于制造三维物体的设备及其缸体驱动装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种用于制造三维物体的设备的缸体驱动装置，其特征在于，包括活塞板、升降板、驱动机构和缸体支承座，以及至少一个安装在升降板上的锁扣机构和第一电机，所述活塞板底部设有锁扣槽，所述活塞板的侧壁紧贴缸体的内壁；所述升降板设有安装孔；所述驱动机构安装在缸体支承座上；所述第一电机设于升降板的底部，所述第一电机的轴穿过安装孔与锁扣机构连接，升降板在驱动机构的驱动下进行上升和/或下降运动，所述驱动机构驱动升降板与活塞板贴合后，通过所述第一电机的轴的旋转位置角度控制锁扣机构与锁扣槽连接或脱离。本实用新型使得缸体与缸体驱动装置的连接或分离更方便，大大提高设备的使用效率，结构简单、占据空间小，操作简便。

Description

用于制造三维物体的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的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。

而且，由于用于制造三维物体的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的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的设备的缸体驱动装置，其特征在于，包括活塞板、升降板、驱动机构和缸体支承座，以及至少一个安装在升降板上的锁扣机构和第一电机，所述活塞板底部设有锁扣槽，所述活塞板的侧壁紧贴缸体的内壁；所述升降板设有安装孔；所述驱动机构安装在缸体支承座上；所述第一电机设于升降板的底部，所述第一电机的轴穿过安装孔与锁扣机构连接，升降板在驱动机构的驱动下进行上升和/ 或下降运动，所述驱动机构驱动升降板与活塞板贴合后，通过所述第一电机的轴的旋转位置角度控制锁扣机构与锁扣槽连接或脱离。

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，所述锁扣机构包括T型支架，所述T型支架与锁扣槽的位置和数量相匹配。

作为本实用新型的进一步优选方案，活塞板处于脱离状态时，所述T型支架水平方向上的中心线与锁扣槽长度方向的夹角为0°。

作为本实用新型的进一步优选方案，活塞板处于锁扣状态时，所述T型支架水平方向上的中心线与锁扣槽长度方向的夹角为90°

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隔热层，所述隔热层设置在活塞板内。

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、齿轮副和第二电机，所述齿轮副中的两个齿轮分别与第二电机轴和丝杠螺母连接，所述丝杠与丝杆螺母匹配连接，所述丝杆与升降板固定连接。

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。

本实用新型还提供一种用于制造三维物体的设备，包括缸体驱动装置。

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。

本实用新型的用于制造三维物体的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的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、本实用新型结构简单、占据空间小，且操作简便。

附图说明

图1为本实用新型用于制造三维物体的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为本实用新型用于制造三维物体的设备的缸体驱动装置中活塞板的结构示意图；

图3为本实用新型用于制造三维物体的设备的缸体驱动装置中锁扣机构和电机的两种工作状态的结构示意图；

图4为本实用新型用于制造三维物体的设备的缸体驱动装置提供的一实施例中锁扣机构处于脱开状态时的立体结构示意图；

图5为本实用新型用于制造三维物体的设备的缸体驱动装置提供的一实施例中锁扣机构处于脱开状态时的剖面结构示意图；

图6为本实用新型用于制造三维物体的设备的缸体驱动装置提供的一实施例中锁扣机构处于脱开状态并准备旋转90°锁紧的临界位置的立体结构示意图；

图7为图6中锁扣机构旋转90°后处于锁紧状态并准备提升活塞板时的立体结构示意图；

图8为图7中驱动机构提升活塞板后处于工作状态的立体结构示意图。

附图标记说明：

1、活塞板；11、锁扣槽；2、升降板；21、安装孔；3、驱动机构；31、丝杠；4、缸体支撑座；5、锁扣机构；51、T型支架；6、第一电机；7、限位支撑板；8、缸体。

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，用于制造三维物体的设备的缸体驱动装置包括活塞板1、升降板2、驱动机构3和缸体支承座4，以及至少一个安装在升降板2上的锁扣机构5和第一电机6，活塞板1底部设有锁扣槽11，活塞板1的侧壁紧贴缸体8的内壁；升降板2设有安装孔21；驱动机构3安装在缸体支承座4上；第一电机6设于升降板2的底部，第一电机6的轴穿过安装孔21与锁扣机构5连接，升降板2在驱动机构3的驱动下进行上升和/或下降运动，驱动机构3驱动升降板2与活塞板1贴合后，通过第一电机6的轴的旋转位置角度控制锁扣机构 5与锁扣槽11连接或脱离。

如图5所示，缸体驱动装置还包括限位支撑板7，限位支撑板7安装在缸体8底部，用于限制活塞板1仅在缸体8内进行上升和/或下降运动，尤其是避免当活塞板1已下降到缸体8底部，而随着缸体8和驱动机构3的分离，活塞板1由于重力作用可能自由落下，需要说明的是，图5中虚线圆形内的图形为第一电机6和锁扣机构5的连接放大图。

如图6所示，锁扣机构5包括T型支架51，T型支架51与锁扣槽11的位置和数量相匹配。优选的，T型支架51和锁扣槽11的数量为两个，T型支架51和锁扣槽11均安装在活塞板1的两侧。具体实施例中，T型支架51和锁扣槽11的数量还可以为一个、三个等，例如，当T型支架51和锁扣槽11的数量为一个时，锁扣槽11设置在活塞板的中心位置；当T型支架和锁扣槽的数量为三个时，锁扣槽沿活塞板长度方向上均匀设置在活塞板底部，需要说明的是，图6中虚线圆形内的图形为第一电机6和锁扣机构5的连接关系示意放大图。

如图3-6所示，活塞板1处于脱离状态时，T型支架51水平方向上的中心线与锁扣槽11 长度方向的夹角为0°。参见图3中A，锁扣机构5处于脱离状态。值得说明的是，本实用新型中，T型支架51水平方向上的中心线与锁扣槽11长度方向的夹角为0°，只是活塞板1 处于脱离状态时，优选的一个技术方案，随着T型支架51和锁扣槽11结构的变化，并不局限于T型支架51水平方向中心线与锁扣槽11长度方向的0°夹角。

如图3、7和8所示，活塞板1处于锁扣状态时，T型支架51水平方向上的中心线与锁扣槽11长度方向的夹角为90°,参见图3中B，锁扣机构5处于锁紧状态，需要说明的是，图7中虚线圆形内的图形为第一电机6和锁扣机构5的连接放大图。本实用新型中，T型支架51水平方向上的中心线与锁扣槽11长度方向的夹角为90°，只是活塞板1处于锁扣状态时，优选的一个技术方案，随着T型支架51和锁扣槽11结构的变化，并不局限于T型支架 51水平方向中心线与锁扣槽11长度方向的90°夹角。

优选地，缸体驱动装置还包括隔热层(图未示)，隔热层设置在活塞板1内，以减少缸体 8热量传导到第一电机6。

在本实用新型中，驱动机构3包括丝杆31、丝杆螺母(图未示)、齿轮副(图未示)和第二电机(图未示)，齿轮副中的两个齿轮分别与第二电机轴和丝杠螺母连接，丝杠31与丝杆螺母匹配连接，丝杆31与升降板固定连接。

一种用于制造三维物体的设备，包括上述缸体驱动装置。

本实用新型的上述缸体8为供粉缸的缸体或成型缸的缸体，当热还可以为其它需要进行上升或下降运动的缸体，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，其中缸体8以成型缸缸体为例说明：

工作过程：

1、准备阶段：

如图4和图5所示，第一电机6轴端上的锁扣机构5处于脱开位置，如图4和图5所示，第一电机6轴端上的锁扣机构5处于脱开位置，升降板2、锁扣机构5和第一电机6在驱动机构3的带动下下降一定距离，使带有活塞板1的缸体8可以移至缸体支撑座4上方；

如图6所示：丝杠31带动升降板3上行，通过传感器感应或伺服电机位置控制等方法，将升降板3提升至与活塞板1底部接触，此时，锁扣机构5落入活塞板1下部的锁扣槽；

如图7所示，第一电机6轴带动T型支架51旋转角度90°，此时，T型支架51水平方向上的中心线与锁扣槽11长度方向的夹角为0°，活塞板1处于锁紧状态，锁扣机构5卡入锁扣槽11，完成锁扣；

2、工作阶段：

如图8所示，升降板2通过驱动机构3控制上升和/或下降动作，由于第一电机6轴上的锁扣机构5扣住活塞板1，即实现活塞板1的上下进给运动过程，以用于完成三维物体的烧结工作。

当三维物体烧结完成时，驱动机构3驱动升降板2带动活塞板1下降，当活塞板1运动到成型缸缸体的底部时，即限位支撑板7处，由于限位支撑板7的限制，活塞板1不能够继续下降，第一电机6带动T型支架51再次旋转90°，此时，T型支架51水平方向上的中心线与锁扣槽11长度方向的夹角为0°，活塞板1处于脱离状态，如图6所示，此时驱动机构 3带动升降板2继续下降，完成了成型缸缸体与缸体驱动机构3的分离，这样便可通过机械手或人工将该成型缸缸体移出工作区域进行保温，而更换新的成型缸缸体继续实现新的三维物体的烧结，从而可以大大提高设备的工作效率。

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的缸体驱动装置，缸体驱动装置可应用于供粉缸、成型缸等，即缸体8为供粉缸的缸体或成型缸的缸体。

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的设备的缸体驱动装置，其特征在于，包括活塞板、升降板、驱动机构和缸体支承座，以及至少一个安装在升降板上的锁扣机构和第一电机；所述活塞板底部设有锁扣槽，所述活塞板的侧壁紧贴缸体的内壁；所述升降板设有安装孔；所述驱动机构安装在缸体支承座上；所述第一电机设于升降板的底部，所述第一电机的轴穿过安装孔与锁扣机构连接，升降板在驱动机构的驱动下进行上升和/或下降运动，所述驱动机构驱动升降板与活塞板贴合后，通过所述第一电机的轴的旋转位置角度控制锁扣机构与锁扣槽连接或脱离。

2.根据权利要求1所述的用于制造三维物体的设备的缸体驱动装置，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，用于限制活塞板仅在缸体内进行上升和/或下降运动。

3.根据权利要求2所述的用于制造三维物体的设备的缸体驱动装置，其特征在于，所述锁扣机构包括T型支架，所述T型支架与锁扣槽的位置和数量相匹配。

4.根据权利要求3所述的用于制造三维物体的设备的缸体驱动装置，活塞板处于脱离状态时，其特征在于，所述T型支架水平方向上的中心线与锁扣槽长度方向的夹角为0°。

5.根据权利要求3所述的用于制造三维物体的设备的缸体驱动装置，活塞板处于锁扣状态时，其特征在于，所述T型支架水平方向上的中心线与锁扣槽长度方向的夹角为90°。

6.根据权利要求4或5所述的用于制造三维物体的设备的缸体驱动装置，其特征在于，所述缸体驱动装置还包括隔热层，所述隔热层设置在活塞板内。

7.根据权利要求6所述的用于制造三维物体的设备的缸体驱动装置，其特征在于，所述驱动机构包括丝杆、丝杆螺母、齿轮副和第二电机，所述齿轮副中的两个齿轮分别与第二电机轴和丝杠螺母连接，所述丝杠与丝杆螺母匹配连接，所述丝杆与升降板固定连接。

8.根据权利要求7所述的用于制造三维物体的设备的缸体驱动装置，其特征在于，所述缸体为供粉缸的缸体或成型缸的缸体。

9.一种用于制造三维物体的设备，其特征在于，包括权利要求1-8任一项所述的用于制造三维物体的设备的缸体驱动装置。

10.根据权利要求9所述的用于制造三维物体的设备，其特征在于，所述缸体为供粉缸的缸体或成型缸的缸体。