一种无送料装置的3D打印机的制作方法

一种无送料装置的3d打印机
技术领域：
1.本实用新型属于3d打印机技术领域，具体涉及一种无送料装置的3d打印机。


背景技术：

2.3d打印(3d printing，又称增材制造、积层制造)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。slm是极具发展前景的金属零件3d打印技术之一。
3.slm 3d打印先在计算机上利用pro/e、ug、catia等三维造型软件设计出零件的三维实体模型，然后通过切片软件对该三维模型进行切片分层，得到各截面的轮廓数据，由轮廓数据生成填充扫描路径，设备将按照这些填充扫描线，控制激光束选区熔化各层的金属粉末材料，逐步堆叠成三维金属零件。激光束开始扫描前，铺粉装置先把金属粉末平推到成型缸的基板上，激光束再按当前层的填充轮廓线选区熔化基板上的粉末，加工出当前层，然后成型缸下降一个层厚的距离，粉料缸上升一定厚度的距离，铺粉装置再在已加工好的当前层上铺好金属粉末。设备调入下一层轮廓的数据进行加工，如此层层加工，直到整个零件加工完毕。这是目前市面上最常见的铺粉方式，下送粉单刮刀单向铺粉，刮刀回程时浪费时间，打印速度慢；还有一种上送粉双刮刀双向铺粉方式，可以实现双向铺粉，提高打印效率，但是刮刀相对平台的平行度要求高，双刮刀很难调的完全一致。
4.以上两种每层或每两层打印需送粉一次，需要送粉装置，使得3d打印设备体积庞大、打印效率低、成本高，所以3d打印一直用于中高端制造业，得无法大量普及，由此提出一种无送料装置的3d打印机。


技术实现要素：

5.本实用新型提供了一种无送料装置的3d打印机，其目的在于解决了体积庞大、打印效率低、成本高、无法大量普及的问题。
6.本实用新型提供了一种无送料装置的3d打印机，包括打印平台，所述打印平台的顶部安装有x轴传动机构，所述x轴传动机构上固定安装有刮刀固定背板，所述刮刀固定背板的前侧固定连接有刮刀升降背板，所述刮刀升降背板的前侧固定连接有两个上、下对称的直线导轨滑块，两个所述直线导轨滑块的前侧滑动连接有直线导轨，所述直线导轨的前侧固定连接有刮刀升降板，所述刮刀升降板的后侧顶部固定连接有步进电机，所述步进电机的输出端固定连接有丝杆，所述刮刀升降板的前侧安装有刮刀浮动机构，所述打印平台的底部固定连接有底台，所述底台的内侧滑动连接有成型基板，所述打印平台的顶部放置有粉料，所述成型基板的底部固定连接有伸缩气缸。
7.进一步地，所述刮刀浮动机构包括第一刮条、第二刮条、弹簧、导套、导向柱、刮刀转接板、接近开关，所述刮刀转接板的后侧与刮刀升降板的前侧固定连接，所述导向柱与刮刀转接板的内侧滑动连接，所述导套与刮刀转接板的内侧固定连接，所述弹簧套接在导向柱的外侧，所述第二刮条与导向柱的底部固定连接，所述第一刮条与第二刮条的左侧固定
连接，所述接近开关与刮刀转接板的外侧固定连接。
8.通过采用上述技术方案，利用刮刀浮动机构可以带动粉料在打印平台的上表面移动进而在成型基板的上表面完成铺粉。
9.进一步地，所述刮刀转接板的底部开设有弹簧槽，所述弹簧位于弹簧槽中，所述弹簧的顶部与刮刀转接板固定连接，所述弹簧的底部与第二刮条的顶部固定连接，所述接近开关的型号为lj12a3-4-z。
10.通过采用上述技术方案，第一刮条相对刮刀转接板处于上下浮动状态，利用弹簧的弹力，使得第一刮条的下表面与打印平台的工作上表面相切，实现铺粉及粉料随自动升降刮刀装置的左右移动，接近开关感应到打印平台停止下降，使第一刮条停在适当的位置。
11.进一步地，所述刮刀转接板的内侧开设有与导套匹配的导套槽且导套位于导套槽中，所述导套的内侧与导向柱的外侧滑动连接，所述第二刮条通过固定螺栓与导向柱的底部固定连接。
12.通过采用上述技术方案，导向柱与导套保证第一刮条上下浮动垂直方向的导向。
13.进一步地，所述x轴传动机构为同步带传动机构，所述刮刀固定背板的后侧固定连接有辅助滑块，所述x轴传动机构的前侧固定连接有辅助导轨，所述辅助滑块与辅助导轨滑动连接，所述刮刀固定背板与x轴传动机构的同步带固定连接，所述x轴传动机构的动力源采用伺服电机。
14.通过采用上述技术方案，利用x轴传动机构带动第一刮条的移动进而使第一刮条在打印平台的上表面移动，带动粉料在成型基板的上表面重复的铺粉，并且辅助导轨和辅助滑动滑动连接保证x轴传动机构带动刮刀浮动机构移动的稳定。
15.进一步地，所述丝杆与刮刀升降背板螺纹连接，所述刮刀升降背板的内侧开设有丝杆匹配的丝杆槽，所述底台的内侧开设有与成型基板匹配的贯通槽，所述伸缩气缸的底部固定连接有位于贯通槽中且与底台固定连接的支撑板。
16.通过采用上述技术方案，利用步进电机的启动带动丝杆的转动进而可以带动刮刀升降板的上下升降使第一刮条远离和靠近粉料进行方向的转换，利用伸缩气缸带动成型基板的下降和上升，完成多层铺粉。
17.进一步地，所述打印平台的顶部开设有凹槽，所述粉料位于凹槽中，所述第一刮条的底部与伸进凹槽中且与打印平台的上表面接触，所述第一刮条与凹槽的纵向长度相同。
18.通过采用上述技术方案，粉料位于凹槽中防止粉料从打印平台上散落到外侧，影响打印，第一刮条与打印平台的上表面接触可以充分的带动粉料的移动完成铺粉。
19.与现有技术相比，本实用新型的上述技术方案具有如下有益的技术效果：
20.本实用新型中，通过x轴传动机构、刮刀浮动机构、步进电机、丝杆、直线导轨等的配合，x轴传动机构带动刮刀浮动机构的左、右移动，进行多层铺粉，步进电机的启动带动丝杆的转动进而可以带动刮刀升降板的上下升降使第一刮条远离和靠近粉料进行方向的转换，通过第一刮条和第二刮条自动升降来实现无送料装置的3d打印机，双向铺粉连续工作，结构简单，打印效率高，经济实用，为小批量打印的客户提供。
21.本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在说明书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明：
22.附图用来提供对本实用新型进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
23.图1为本实用新型的状态结构示意图1；
24.图2为本实用新型的状态结构示意图2；
25.图3为本实用新型的状态结构示意图3；
26.图4为本实用新型的状态结构示意图4；
27.图5为本实用新型的状态结构示意图5；
28.图6为本实用新型的刮刀固定背板侧视结构示意图；
29.图7为本实用新型的刮刀浮动机构结构示意图。
30.附图标记：1、成型基板；2、打印平台；3、x轴传动机构；4、刮刀浮动机构；5、粉料；6、伸缩气缸；7、第一刮条；8、第二刮条；9、底台；10、弹簧；11、导套；12、导向柱；13、刮刀转接板；14、接近开关；15、刮刀升降板；16、直线导轨滑块；17、刮刀固定背板；18、刮刀升降背板；19、直线导轨；20、步进电机；21、丝杆。
具体实施方式：
31.为了使得本实用新型的技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚，下文中将结合本实用新型具体实施例的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。附图中相同的附图标记代表相同的部件。需要说明的是，所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本实用新型的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
32.如图1-7所示，本实用新型提出一种无送料装置的3d打印机，包括打印平台2，打印平台2的顶部安装有x轴传动机构3，x轴传动机构3上固定安装有刮刀固定背板17，刮刀固定背板17的前侧固定连接有刮刀升降背板18，刮刀升降背板18的前侧固定连接有两个上、下对称的直线导轨滑块16，两个直线导轨滑块16的前侧滑动连接有直线导轨19，直线导轨19的前侧固定连接有刮刀升降板15，刮刀升降板15的后侧顶部固定连接有步进电机20，步进电机20的输出端固定连接有丝杆21，刮刀升降板15的前侧安装有刮刀浮动机构4，打印平台2的底部固定连接有底台9，底台9的内侧滑动连接有成型基板1，打印平台2的顶部放置有粉料5，成型基板1的底部固定连接有伸缩气缸6；
33.通过图1-7所示，刮刀浮动机构4包括第一刮条7、第二刮条8、弹簧10、导套11、导向柱12、刮刀转接板13、接近开关14，刮刀转接板13的后侧与刮刀升降板15的前侧固定连接，导向柱12与刮刀转接板13的内侧滑动连接，导套11与刮刀转接板13的内侧固定连接，弹簧10套接在导向柱12的外侧，第二刮条8与导向柱12的底部固定连接，第一刮条7与第二刮条8的左侧固定连接，接近开关14与刮刀转接板13的外侧固定连接，利用刮刀浮动机构4可以带动粉料5在打印平台2的上表面移动进而在成型基板1的上表面完成铺粉；
34.通过图6-7所示，刮刀转接板13的底部开设有弹簧槽，弹簧10位于弹簧槽中，弹簧10的顶部与刮刀转接板13固定连接，弹簧10的底部与第二刮条8的顶部固定连接，接近开关14的型号为lj12a3-4-z，第一刮条7相对刮刀转接板13处于上下浮动状态，利用弹簧10的弹
力，使得第一刮条7的下表面与打印平台2的工作上表面相切，实现铺粉及粉料5随自动升降刮刀装置的左右移动，接近开关14感应到打印平台2停止下降，使第一刮条7停在适当的位置，刮刀转接板13的内侧开设有与导套11匹配的导套槽且导套11位于导套槽中，导套11的内侧与导向柱12的外侧滑动连接，第二刮条8通过固定螺栓与导向柱12的底部固定连接，导向柱12与导套11保证第一刮条7上下浮动垂直方向的导向；
35.通过图1-6所示，x轴传动机构3为同步带传动机构，刮刀固定背板17的后侧固定连接有辅助滑块，x轴传动机构3的前侧固定连接有辅助导轨，辅助滑块与辅助导轨滑动连接，刮刀固定背板17与x轴传动机构3的同步带固定连接，x轴传动机构3的动力源采用伺服电机，利用x轴传动机构3带动第一刮条7的移动进而使第一刮条7在打印平台2的上表面移动，带动粉料5在成型基板1的上表面重复的铺粉，并且辅助导轨和辅助滑动滑动连接保证x轴传动机构3带动刮刀浮动机构4移动的稳定；
36.通过图1-6所示，丝杆21与刮刀升降背板18螺纹连接，刮刀升降背板18的内侧开设有丝杆21匹配的丝杆槽，底台9的内侧开设有与成型基板1匹配的贯通槽，伸缩气缸6的底部固定连接有位于贯通槽中且与底台9固定连接的支撑板，利用步进电机20的启动带动丝杆21的转动进而可以带动刮刀升降板15的上下升降使第一刮条7远离和靠近粉料5进行方向的转换，利用伸缩气缸6带动成型基板1的下降和上升，完成多层铺粉；
37.通过图1-5所示，打印平台2的顶部开设有凹槽，粉料5位于凹槽中，第一刮条7的底部与伸进凹槽中且与打印平台2的上表面接触，第一刮条7与凹槽的纵向长度相同，粉料5位于凹槽中防止粉料5从打印平台2上散落到外侧，影响打印，第一刮条7与打印平台2的上表面接触可以充分的带动粉料5的移动完成铺粉。
38.实施方式具体为：如图1所示，刮刀浮动机构4处于打印铺粉装备状态，第一刮条7与打印平台2的上表面相切，刮刀浮动机构4左侧放置足够一次打印的粉料5，成型基板1通过伸缩气缸6的带动下降一层高度，使成型基板1上表面与打印平台2行成一定的高度落差，x轴传动机构3的同步带带动刮刀固定背板17、刮刀升降背板18、丝杆21进而带动刮刀浮动机构4向左平移，粉料5填充以上高度落差，完成一次铺粉，状态如图2所示；
39.粉料5在第一刮条7的左侧，步进电机20的输出端带动丝杆21的转动，丝杆21转动在直线导轨滑块16、直线导轨19的辅助下带动步进电机20、刮刀升降板15、刮刀浮动机构4和第一刮条7垂直上升一定高度，x轴传动机构3带动刮刀浮动机构4继续向左平移一定距离，越过粉料5，如图3所示，步进电机20带动步进电机20、刮刀升降板15、刮刀浮动机构4和第一刮条7垂直下降，当接近开关14感应到打印平台2时停止下降，此时第一刮条7与打印平台2相切，粉料5位于第一刮条7的右侧，完成第一刮条7的换向，如图4所示，激光进行第1层打印工作，激光完成第一层打印，成型基板1再下降一层高度，成型基板1上表面与打印平台打印平台2行成一定的高度落差，x轴传动机构3带动刮刀浮动机构4向右平移，粉料5填充以上高度落差，完成第二次铺粉，铺粉完成后状态如图5所示，激光进行第2层的打印工作，同时刮刀浮动机构4进行第二次换向，x轴传动机构3再次带动刮刀浮动机构4向左移动，循环以上流程。
40.以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还
会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。