一种应用于金属3D打印的悬臂式防尘铺粉装置的制作方法

本实用新型涉及3D打印技术领域，尤其是涉及一种应用于金属3D打印的悬臂式防尘铺粉装置。

背景技术：

激光选区熔化是目前最有前景的3D打印技术，其基本原理是按照预置粉末方式添加粉末的成型过程如下：铺粉装置在成型缸上铺上一层金属粉末，激光束在计算机控制下，根据成型件截面形状信息，对粉末进行选区扫描，使扫描区域内的粉末熔化，得到成型件的单层形状；接着成型缸下降一个层厚的距离，铺粉装置重新铺粉，继续进行下一层的成型；如此逐层叠加，最终获得特定几何形状的金属零件。

在金属3D打印过程中，激光与粉末作用产生气化产物、烟尘等颗粒物，由于传统的铺粉设计方式须在铺粉装置的挡板上保留一定的长方形口以确保铺粉臂运动时不受影响。但是整个长方形口的设计在成型过程中，除了一小部分由铺粉臂的一部分填充外，其余部分均为敞开状态。因此，在成型过程中产生的细小颗粒物将沿着敞开的长方形口轻而易举的进入导轨室的驱动机构的导轨区域，严重污染导轨的运行环境，严重时将导致导轨因严重磨损而损坏，因此需要一种能够有效阻止颗粒物进入导轨室的装置。

技术实现要素：

本实用新型主要解决的技术问题是提供一种应用于金属3D打印的悬臂式防尘铺粉装置，解决了现有技术中细小颗粒物进入导轨室的驱动机构的导轨区域的技术问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供一种应用于金属3D打印的悬臂式防尘铺粉装置包括：铺粉机构，设有铺粉刷；防尘密封板，其中铺粉机构可移动设置在防尘密封板上；铺粉臂，其中铺粉臂通过防尘密封板与铺粉机构连接，以带动铺粉机构在防尘密封板上移动；驱动机构，与铺粉臂连接，用于驱动铺粉臂移动，以带动铺粉机构在防尘密封板上移动；其中，铺粉臂与防尘密封板密封连接。

其中，防尘密封板包括伸缩式防尘罩，铺粉臂设有铺粉臂A端，铺粉臂A端穿过伸缩式防尘罩与铺粉机构连接，且铺粉臂A端与伸缩式防尘罩密封连接。

其中，伸缩式防尘罩呈褶皱状。

其中，伸缩式防尘罩设有装配口，铺粉臂A端穿设在装配口上，且铺粉臂A端与装配口密封连接。

其中，防尘密封板还包括与伸缩式防尘罩重叠且密封设置的防尘挡板，其中防尘挡板设有与装配口对应的长条开口，铺粉臂A端穿设在长条开口上。

其中，长条开口的长度等于或大于装配口的长度。

其中，长条开口的高度等于装配口的高度。

其中，防尘挡板相对应的第一端和第二端设有用于固定伸缩式防尘罩的螺纹孔。

其中，防尘挡板相对应的第三端和第四端设有用于扣合伸缩式防尘罩的倒槽，以为伸缩式防尘罩的滑动提供导轨。

其中，铺粉臂采用内部镂空方式设置。

本实用新型所取得的有益效果如下：

1、本实用新型采用防尘挡板和伸缩式防尘罩结合的方式，伸缩式防尘罩左右两端与防尘挡板密封固定避免粉尘等细小颗粒物进入成型室内，在防尘挡板的上下部采用倒槽形式，有利于伸缩式防尘罩左右伸缩运动又可避免粉尘从缝隙中进入丝杠导轨区域；

2、本实用新型的铺粉臂穿过伸缩式防尘罩与成型室内的铺粉机构连接，再与伸缩式防尘罩接触的部位进行密封固定连接，伸缩式防尘罩具有良好的伸缩性，既不影响铺粉臂的周期往复运动，又避免粉尘进入导轨区域污染导轨；

3、本发明通过防尘挡板与伸缩式防尘罩贴合的方式，还可以阻止将要进入导轨区的粉尘，将颗粒物拦截到防尘挡板靠近成型室一侧的长方形口附近，并通过铺粉臂的周期运动将粉尘震动掉入成型室内，达到回收粉尘的目的，而且由于铺粉臂的运动不会造成因粉尘的塞积而影响运动过程；

4、通过伺服电机控制铺粉机构运动，定位准确，达到最好的铺粉效果。

附图说明

图1是本实用新型一种应用于金属3D打印的悬臂式防尘铺粉装置的立体结构示意图；

图2是图1中伸缩式防尘罩的结构示意图。

图中，1为伺服电机，2为精密丝杠，3为丝杠导轨，4为第一紧固螺钉，5为铺粉臂，6为伸缩式防尘罩，7为防尘挡板，8为固定板，9为铺粉机构，10为第二紧固螺钉，11为长条开口，12为铺粉刷夹具，13为铺粉刷，14为铺粉刷A端，15为第三紧固螺钉，16为加强筋，17为伸缩褶皱，18为装配口，19为卡扣，20为安装孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本实用新型进行详细说明。

参阅图1和图2所示，图1是本实用新型一种应用于金属3D打印的悬臂式防尘铺粉装置的立体结构示意图，图2是图1中伸缩式防尘罩的结构示意图。该悬臂式防尘铺粉装置包括铺粉机构9、防尘密封板、铺粉臂5和驱动机构。

铺粉机构9设有铺粉刷13，用于将粉末铺在成型室的成型缸上。其中，铺粉机构9可移动设置在防尘密封板上。具体的，铺粉机构9呈中空结构以减轻重量。在铺粉机构9的底部设有铺粉刷夹具12，铺粉刷13设置在铺粉刷夹具12内并保留一部分漏出铺粉刷夹具12外侧，用于推动粉末。本实施例中的铺粉刷13为柔性铺粉刷。

防尘密封板设置在成型室的一侧面，以密封成型室。优选的，防尘密封板可固定设置在成型室的一侧面，还可独立设置，均可达到对成型室良好的密封效果。防尘密封板包括伸缩式防尘罩6和防尘挡板7，防尘挡板7与伸缩式防尘罩6重叠且密封设置。其中，伸缩式防尘罩6呈褶皱状并且可以在防尘挡板7中左右滑动。防尘挡板7相对应的第一端和第二端设有用于固定伸缩式防尘罩6的螺纹孔，在伸缩式防尘罩6的左右端部设有安装孔20，安装孔20与螺纹孔通过第三紧固螺钉15连接，以使得伸缩式防尘罩6密封设置在防尘挡板7上。应理解，安装孔20有多个，间隔设置在伸缩式防尘罩6的两侧端上，并与防尘挡板7上的螺纹孔相对应，以使得第三紧固螺钉15可穿过安装孔20并固定在螺纹孔上，以将伸缩式防尘罩6密封固定在防尘挡板7上，使得伸缩式防尘罩6可沿着防尘挡板7的第一端和第二端的两点之间的方向上进行左右移动。优选的，为了保证伸缩式防尘罩6与防尘挡板7之间的密封性，在防尘挡板7的第一端和第二端朝向伸缩式防尘罩6的一侧面的边缘设有加强筋16，其中，伸缩式防尘罩6与加强筋16紧密契合。

防尘挡板7相对应的第三端和第四端设有用于扣合伸缩式防尘罩6的倒槽，以为伸缩式防尘罩6的滑动提供导轨；相对应的，在伸缩式防尘罩6的上下端部设有卡扣19，该卡扣19可扣合在倒槽中，以使得伸缩式防尘罩6可在该倒槽中滑动。

优选的，伸缩式防尘罩6设有装配口18，用于穿过铺粉臂5；防尘挡板7设有与装配口18对应的长条开口11，该长条开口11用于穿过铺粉臂5。进一步的，长条开口11的长度等于或大于装配口18的长度，长条开口11的高度等于装配口18的高度。

在本实施例中，伸缩式防尘罩6呈矩形状，在两侧的安装孔20之间设有伸缩褶皱17。应理解，伸缩式防尘罩6中间主体部位设有由尼龙复合材料制作的伸缩褶皱17，该伸缩褶皱17具有良好的收缩比，伴随铺粉臂5的往复运动而周期性的伸长和收缩。进一步的，装配口18设置在伸缩褶皱17上，铺粉臂5穿过伸缩褶皱17并带动伸缩褶皱17往复运动。通过伸缩褶皱17的设置，能够确保铺粉臂5在移动时，伸缩式防尘罩6的密封性。

长条开口11和装配口18各有两条。长条开口11间隔并平行设置在防尘挡板7上，装配口18间隔设置在伸缩褶皱17上。

铺粉臂5通过防尘密封板与铺粉机构9连接，以带动铺粉机构9在防尘密封板上移动。其中铺粉臂5与防尘密封板密封连接。具体地，铺粉臂5设有铺粉臂A端14，铺粉臂A端14穿过伸缩式防尘罩6与铺粉机构9连接，以带动铺粉机构9在防尘密封板上移动，其中铺粉臂A端14与伸缩式防尘罩6密封连接。进一步的，铺粉臂A端14穿设在装配口18上，且铺粉臂A端14与装配口18密封连接，以使得铺粉臂A端14在防尘密封板上移动时铺粉臂A端14与装配口18之间能够保持良好的密封状态，防止激光与粉末产生的烟尘跑出成型室外。具体地，可以采用专用密封胶或密封圈将铺粉臂A端14与装配口18的连接位置密封。

应理解，装配口18的尺寸稍大于铺粉臂A端14的尺寸。进一步的，铺粉臂A端14穿设在长条开口11上，并在长条开口11中移动。应理解，铺粉臂A端14移动时，防尘挡板7固定不动，铺粉臂A端14在防尘挡板7上的长条开口11移动，且伸缩式防尘罩6跟随铺粉臂A端14一起移动。当铺粉臂A端14向左侧(防尘挡板7的第一端)运动时，则左侧的伸缩式防尘罩6处于收缩状态，右侧(防尘挡板7的第二端)的伸缩式防尘罩6处于伸长状态；反之，则右侧的伸缩式防尘罩6处于收缩状态，左侧的伸缩式防尘罩6处于伸长状态。当漂浮的粉末将要通过长方形口11进入驱动机构区域时都会被伸缩式防尘罩6阻挡在防尘挡板7左侧(靠近铺粉机构的一侧)，而通过其他区域进入的粉尘会被防尘挡板7挡住，两者的结果都会将粉尘与驱动机构隔离而保护驱动机构的导轨不受影响，而且会把粉尘沉积到成型室的一侧，达到回收粉末的目的。

在本实施例中，为减轻铺粉臂5的重量，铺粉臂5采用内部镂空方式设置，使得铺粉臂5更轻易的在驱动机构上移动。铺粉臂A端14有两片，分别穿过2个装配口18和长条开口11中。

穿过长条开口11的铺粉臂A端14与铺粉机构9固定连接，带动铺粉机构9移动。具体的，铺粉机构9与铺粉臂A端14连接的一侧面设有固定板8，其中固定板8与防尘挡板7间隔设置。铺粉臂A端14与固定板8的连接处设有螺纹孔，固定板8设有开孔，该开孔与铺粉臂A端14上的螺纹孔对应。第二紧固螺钉10穿过开孔固定在螺纹孔中，以将固定板8固定在铺粉臂A端14上。优选的，固定板8与铺粉机构9一体成型。

驱动机构与铺粉臂5连接，用于驱动铺粉臂5移动，以带动铺粉机构9在防尘密封板上移动。

驱动机构包括丝杠导轨3、精密丝杠2和伺服电机1，丝杠导轨3设有长条开槽，铺粉臂5可移动设置在该长条开槽中。伺服电机1设置在丝杠导轨3的一端，其输出轴与精密丝杠2连接，以驱动精密丝杠2转动。其中，铺粉臂5底部设有连接件，该连接件可移动设置在长条开槽中并设有螺纹孔，以使得精密丝杠2穿过该螺纹孔(即精密丝杠2和螺纹孔螺纹连接)，在精密丝杠2转动时，铺粉臂5可在精密丝杠2上往复运动。具体的，连接件与铺粉臂5底部通过第一紧固螺钉4固定连接。应理解，伺服电机1可控制转速，位置定位精确。通过伺服电机1控制铺粉机构9上的铺粉刷13来回运动，以达到最好的铺粉效果。

本实用新型在具体实施时，防尘挡板7密封设置在成型室的一侧面，铺粉臂5可移动设置在防尘挡板7上并与铺粉机构9连接，铺粉臂5的底部固定设置在连接件上以跟随连接件在长条开槽中移动。连接件与精密丝杠2螺纹连接，精密丝杠2与伺服电机1的输出轴连接。伺服电机1运转，带动精密丝杠2转动，精密丝杠2带动连接件在长条开槽中移动，从而带动铺粉臂5以及与铺粉臂5连接的铺粉机构9移动。伺服电机1的正反转，使得铺粉机构9在成型室中往复运动，将粉末铺平。

综上，本实用新型公开了一种应用于金属3D打印的悬臂式防尘铺粉装置，包括：铺粉机构，设有铺粉刷；防尘密封板，其中铺粉机构可移动设置在防尘密封板上；铺粉臂，其中铺粉臂通过防尘密封板与铺粉机构连接，以带动铺粉机构在防尘密封板上移动；驱动机构，与铺粉臂连接，用于驱动铺粉臂移动，以带动铺粉机构在防尘密封板上移动；其中，铺粉臂与防尘密封板密封连接。通过上述方式，本实用新型公开的一种应用于金属3D打印的悬臂式防尘铺粉装置，可以有效防止细小颗粒物进入导轨室的驱动机构的导轨腔影响导轨精度；且定位准确，自动化程度高，工作效率高。

以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。