一种3D金属打印机用金属粉铺粉装置的制作方法

本发明属于3d打印铺粉技术领域，具体涉及一种3d金属打印机用金属粉铺粉装置。

背景技术：

3d打印即快速成型技术的一种，又称增材制造，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3d打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工（aec）、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。

现有常见的3d金属打印机铺粉机构一般为悬臂机构，通过丝杆带动悬臂及刮刀往复直线运动完成铺粉动作。此种结构中悬臂难以保证刮刀与成型缸铺粉平面的平行度，在多次往复铺粉动作中，可能会出现分层厚度出现偏差的情况，虽不至于直接影响到供料，但存在一定的隐患，无法确保后续的打印工作能够稳定进行。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种3d金属打印机用金属粉铺粉装置，在机架底板上增设由立柱与导杆组成的辅助支撑导向机构，并托臂进行关联，以此能够与成型缸铺粉保持平面的平行度，最大程度确保了粉层厚度的平均性，以解决上述背景技术中提出现有技术中的问题。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种3d金属打印机用金属粉铺粉装置，包括搭载平台和机架底板，所述搭载平台的表面安装有导轨，所述导轨的表面开设并安装有齿条，所述导轨上装配有驱动机构，所述驱动机构的一侧表面焊接有刮粉机构；

所述驱动机构包括外壳，所述外壳的内部上半部分设有驱动腔，所述外壳在驱动腔的下方设有滑槽，且所述驱动腔与滑槽之间的外壳表面设有开口槽，所述驱动腔的两侧内壁上通过轴承活动安装有连接杆，所述连接杆的表面通过键与传动齿轮键连接，所述连接杆的一端穿过外壳表面并通过联轴器与步进电机的输出端传动连接，所述驱动机构通过滑槽与导轨活动连接，且所述传动齿轮的顶部穿过开口槽与设置在导轨上的齿条啮合；

所述刮粉机构包括托臂，所述托臂的底部依此安装有第一刮刀与第二刮刀，所述托臂的一端焊接在外壳一侧的表面，所述托臂的另一端通过螺栓安装有连接板，所述连接板的表面安装有直线轴承；

所述机架底板的表面设有成型缸，所述机架底板在成型缸一侧焊接有两个立柱，两个所述立柱之间焊接有导杆，所述导杆与设置在托臂一侧的直线轴承滑动连接。

优选的，所述第一刮刀与第二刮刀均为t12a高碳工具钢制作而成的一体化结构，且所述第一刮刀与第二刮刀的间距至少为5cm。

优选的，所述机架底板在成型缸的两侧分别安装有供粉缸，两个所述供粉缸的一侧均安装有溢粉缸，且两个所述供粉缸与两个溢粉缸在机架底板的表面呈对称安装。

优选的，所述导轨的两侧表面均开设有凹槽，设置在外壳下方的滑槽两侧内壁上分别设有凸起端，设置在所述导轨上的凹槽与设置在滑槽上的凸起端接触并限位。

优选的，所述外壳的一侧表面焊接有至少两个安装架，所述安装架通过螺栓配合与步进电机的一侧固定连接，且所述步进电机的接线盒处于两个安装架之间。

优选的，所述托臂的一端焊接在外壳一侧表面的下半部分，所述托臂的高度与立柱相同，且所述托臂在导杆与外壳之间呈水平角设置。

优选的，所述导轨的长度与机架底板的长度相同，且所述搭载平台在导轨的两端分别设有固定台，所述导轨的两端分别通过螺钉与两个固定台的一侧固定连接。

优选的，所述连接板的表面至少开设有四个安装孔，所述连接板的厚度为1～2cm。

本发明的技术效果和优点：本发明提出的一种3d金属打印机用金属粉铺粉装置，与现有技术相比，具有以下优点：

1、本发明在机架底板上增设立柱与导杆，通过连接板配合直线轴承将托臂的一端与导杆进行关联，使得驱动机构在带动托臂进行往复移动铺粉的过程中，使导杆起到一定的辅助支撑作用，进而稳定托臂及所安装的刮刀的稳定性，确保其能够与成型缸铺粉保持平面的平行度，最大程度确保了粉层厚度的平均性，给后续的打印工作提供了有力的保障。

2、设置在托臂上的第一刮刀与第二刮刀之间间距至少为5cm，通过此结构使得托臂在移动过程中两个刮刀能够分别对金属粉进行充分刮平，第二个经过的刮刀作为辅助刮平作用，避免铺粉不均。

3、驱动机构在安装时，将设置在导轨上的凹槽与设置在滑槽上的凸起端接触，通过此种结构起到限位效果，能够使驱动机构的安装位置得到稳固，同时避免在驱动机构进行移动时发生轻微的震动，避免对铺粉动作造成不利影响。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明的驱动机构与导轨安装结构示意图；

图3为本发明的刮粉机构结构示意图；

图4为本发明的连接板与直线轴承结构示意图；

图5为本发明的刮粉机构安装位置结构示意图。

图中：1、搭载平台；2、固定台；3、导轨；31、齿条；32、凹槽；4、驱动机构；41、外壳；42、驱动腔；43、连接杆；44、传动齿轮；45、滑槽；46、凸起端；47、步进电机；48、安装架；5、刮粉机构；51、托臂；52、第一刮刀；53、第二刮刀；6、连接板；7、直线轴承；8、立柱；9、导杆；10、机架底板；11、成型缸；12、供粉缸；13、溢粉缸。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了如图1-5所示的一种3d金属打印机用金属粉铺粉装置，包括搭载平台1和机架底板10，搭载平台1的表面安装有导轨3，导轨3的表面开设并安装有齿条31，导轨3上装配有驱动机构4，驱动机构4的一侧表面焊接有刮粉机构5；

驱动机构4包括外壳41，外壳41的内部上半部分设有驱动腔42，外壳41在驱动腔42的下方设有滑槽45，且驱动腔42与滑槽45之间的外壳41表面设有开口槽，驱动腔42的两侧内壁上通过轴承活动安装有连接杆43，连接杆43的表面通过键与传动齿轮44键连接，连接杆43的一端穿过外壳41表面并通过联轴器与步进电机47的输出端传动连接，外壳41的一侧表面焊接有至少两个安装架48，安装架48通过螺栓配合与步进电机47的一侧固定连接，且步进电机47的接线盒处于两个安装架48之间，通过安装架48配合对步进电机47的位置进行限制，使得步进电机47能够起到有效驱动作用，使得驱动机构4能够在导轨3上进行转移，且能够对接线盒及走线提供一定的防护，避免线路缠绕；驱动机构4通过滑槽45与导轨3活动连接，且传动齿轮44的顶部穿过开口槽与设置在导轨3上的齿条31啮合；导轨3的两侧表面均开设有凹槽32，设置在外壳41下方的滑槽45两侧内壁上分别设有凸起端46，设置在导轨3上的凹槽32与设置在滑槽45上的凸起端46接触并限位，通过此种结构起到限位效果，能够使驱动机构4的安装位置得到稳固，同时避免在驱动机构4进行移动时发生轻微的震动，避免对铺粉动作造成不利影响。

刮粉机构5包括托臂51，托臂51的底部依此安装有第一刮刀52与第二刮刀53，托臂51的一端焊接在外壳41一侧的表面，托臂51的另一端通过螺栓安装有连接板6，连接板6的表面安装有直线轴承7，连接板6的表面至少开设有四个安装孔，连接板6的厚度为1～2cm，能够起到有效支撑效果，使得托臂51的一端能够利用连接板6来与导杆9部分进行有效关联，避免出现水平角度的偏差，以至于影响到铺粉厚度。

第一刮刀52与第二刮刀53均为t12a高碳工具钢制作而成的一体化结构，且第一刮刀52与第二刮刀53的间距至少为5cm，t12a碳素工具钢是过共析钢,由于含碳量高,淬火后仍有较大的过剩碳化物,可加工性好、价格便宜、来源容易，具有良好的强度与刚度，能够有效对金属粉进行刮平铺设且避免表面出现划痕；且第一刮刀52与第二刮刀53之间间距至少为5cm，通过此结构使得托臂51在移动过程中两个刮刀能够分别对金属粉进行充分刮平，第二个经过的刮刀作为辅助刮平作用，避免铺粉不均。

机架底板10的表面设有成型缸11，机架底板10在成型缸11一侧焊接有两个立柱8，两个立柱8之间焊接有导杆9，导杆9与设置在托臂51一侧的直线轴承7滑动连接，托臂51的一端焊接在外壳41一侧表面的下半部分，托臂51的高度与立柱8相同，且托臂51在导杆9与外壳41之间呈水平角设置，使得托臂51能够保持水平位置，进而保证刮刀与成型缸11铺粉平面的平行度，进而确保铺粉层厚的一致性。

机架底板10在成型缸11的两侧分别安装有供粉缸12，两个供粉缸12的一侧均安装有溢粉缸13，且两个供粉缸12与两个溢粉缸13在机架底板10的表面呈对称安装，形成完整的供粉机构，能够更好的配合3d金属打印机进行供粉工作，导轨3的长度与机架底板10的长度相同，且搭载平台1在导轨3的两端分别设有固定台2，导轨3的两端分别通过螺钉与两个固定台2的一侧固定连接，确保驱动机构4的具体行程，使得步进电机47能够驱动传动齿轮44在导轨3上移动至所需位置，起到覆盖整个成型缸11的效果。

工作原理或者结构原理：通过步进电机47驱动连接杆43与传动齿轮44进行转动，使得传动齿轮44在齿条31上进行移动，进而带动驱动机构4整体沿着导轨3进行移动，且驱动机构4在安装时，将设置在导轨3上的凹槽32与设置在滑槽45上的凸起端接触，通过此种结构起到限位效果，能够避免在驱动机构4进行移动时发生轻微的震动，避免对铺粉动作造成不利影响。

刮粉机构5通过托臂51与驱动机构4中外壳41的一侧安装固定，因此也随之进行移动，而托臂51的另一端通过连接板6配合直线轴承7活动连接在导杆9上，使托臂51能够保持水平位置，进而保证刮刀与成型缸11铺粉平面的平行度，进而确保铺粉层厚的一致性。

由驱动机构4带动托臂51进行往复移动，以此通过第一刮刀52与第二刮刀53进行铺粉动作，在此期间托臂51部分也通过导杆9进行辅助支撑，通过此种方式稳定托臂51及所安装的刮刀的稳定性，确保其能够与成型缸11铺粉保持平面的平行度，最大程度确保了粉层厚度的平均性，给后续的打印工作提供了有力的保障。

最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。