一种垂直送料的三维打印机

摘要

本发明公开了一种垂直送料的三维打印机,包括外框架（1）、成型缸装置（2）、铺粉及喷墨装置（3）、垂直送料装置（4）、粉料缸装置（5）、工字架（6）、设置在框架正前方底部的屏幕（7）和操作板（8）；本发明以垂直送料方式代替了原有的送料方式；将粉料缸装置安装在成型缸装置的底部；减小设备中粉料存储、输送和回收的空间；增加了粉料缸装置的拨料功能；节约了装置整体尺寸，空间利用率好。

权利要求

1.一种垂直送料的三维打印机，包括外框架（1）、成型缸装置（2）、铺粉及喷墨装置（3）、垂直送料装置（4）、粉料缸装置（5）、工字架（6）、设置在框架正前方底部的屏幕（7）和操作板（8），其特征在于，粉料缸装置（5）位于成型缸装置（2）下方，垂直送料装置（4）能垂直方向输送粉料，其垂直送料装置（4）包括挖斗（4.6）和挖斗座（4.5）；挖斗座（4.5）固定在链条（4.1）上实现同步运转；扭力弹簧（4.7）一端固定在挖斗座（4.5）內，另一端与挖斗（4.6）配合；旋转电机（4.4）通过联轴器（4.3）带动链轮（4.2）转动；链条（4.1）带动挖斗座（4.5）沿Z轴自由移动；挖斗（4.6）的旋转轴两端嵌入挖斗座（4.5）；挖斗（4.6）可以沿Y轴自由转动。

2.根据权利要求1所述的一种垂直送料的三维打印机，其特征在于，垂直送料装置（4）所述的挖斗（4.6）底部安装有压力传感器，旋转电机（4.4）为旋转型伺服电机。

3.根据权利要求1或2所述的一种垂直送料的三维打印机，其特征在于，所述的粉料缸装置（5）包括圆盘（5.1）、拨料片（5.2）、拨料辊（5.3）、密封圈(5.4)、推力轴承(5.5)、联轴器二(5.6)、电机四(5.7)、粉料缸(5.8)；密封圈（5.4）和推力轴承（5.5）嵌入在粉料缸（5.8）两侧；电机四（5.7）通过联轴器二（5.6）能够驱动拨料辊（5.3）沿Y轴自由转动；拨料辊转动能够带动拨料片沿Y轴自由转动。

4.根据权利要求3所述的一种垂直送料的三维打印机，其特征在于，粉料缸（5.8）安装在成型缸（2.9）的底部，在粉料缸（5.8）的出料口安装拨料辊（5.3），垂直送料装置（4）安装在整个三维打印机的一侧，铺粉及喷墨装置（3）在机架二（3.3）上安装挖斗翻转轴（3.4）和粉料倾斜台（3.5），控制拨料、送料和翻料工作。

5.根据权利要求4所述的一种三维打印机，其特征在于，所述的铺粉及喷墨装置（3）在机架二（3.3）一侧有落料通道，用于回收粉料。

说明书

一种垂直送料的三维打印机

技术领域

[0001] 本发明涉及一种三维打印机，具体是一种垂直送料的三维打印机，属于快速成型制造技术领域。

背景技术

[0002] 三维打印技术是基于数字化的先进设计与制造技术，已广泛应用于产品概念设计、模型验证、直接金属铸件、多孔陶瓷过滤件和模具快速制造，并在生物医学、制药工程、组织工程等领域有着良好的应用前景。

[0003] 市面上现有彩色三维打印机通常将粉料装置安装在成型缸装置的两侧，铺粉装置安装在成型缸装置的上侧，铺粉辊移动完成铺粉工作，墨盒装有彩色粉末和粘结剂，完成彩色喷墨工作。该种快速成型机有明显缺陷：粉料缸装置及附带的废料缸位于成型缸装置两侧，占用了过多的X轴方向尺寸，限制了桌面级彩色三维打印机的模型尺寸。

[0004] 目前市面上有部分彩色三维打印机，依旧采用原有的粉料缸装置和送料方式，成型设备速度较慢、设备体积较大，无法满足生产中成型时间短、成本低的要求。

发明内容

[0005] 本发明针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种垂直送料的彩色三维打印机，不仅优化了原有的送料方式，节省了快速成型装置的X轴方向尺寸，同时满足原有的铺粉要求。

[0006] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种垂直送料的三维打印机，包括外框架、成型缸装置、铺粉及喷墨装置、垂直送料装置、粉料缸装置、工字架、设置在框架正前方底部的屏幕和操作板。

[0007] 所述的所述的垂直送料装置包括挖斗、挖斗座；挖斗座固定在链条上实现同步运转；旋转机构一端固定在挖斗座內，另一端与挖斗配合；旋转电机通过联轴器带动链轮转动；链条带动挖斗座沿Z轴自由移动；挖斗的旋转轴两端嵌入挖斗座；挖斗可以沿Y轴自由转动。

[0008] 所述的粉料缸装置包括粉料缸和拨料辊；密封圈和推力轴承嵌入在粉料缸两侧；电机四通过联轴器二驱动拨料辊沿Y轴自由转动；拨料辊转动带动拨料片沿Y轴自由转动。

[0009] 作为改进，在机架二上安装有挖斗翻转轴和粉料倾斜台，在粉料缸落料口安装有拨料辊，保证拨料、送料和翻料工作的顺利进行。减小了三维打印机的整体尺寸，提高了打印模型的大小，适用于小型办公场所的桌面级彩色三维打印。

[0010] 作为改进，将粉料缸装置安装在成型缸装置的下侧，充分利用原有三维打印机中闲置的空间，减小三维打印机中粉料存储、输送和回收的空间，使整个三维打印机内部装置更加紧凑。

[0011] 作为改进，成型缸装置内部的滚珠丝母在Z轴方向不移动，滚珠丝母自身转动带动滚珠丝杠在Z轴方向自由移动，从而带动成型缸内活塞和隔热板升降，为粉料缸安装在成型缸下侧创造了空间条件。

[0012] 作为改进，在铺粉装置的粉料缸落料口对应侧的设有落料通道，铺粉装置在完成铺粉工作时，多余的粉末则从落料通道回到粉料缸，便于粉料的回收，提高了粉料的利用率，也替代了原有三维打印机两侧的废料缸，减小了三维打印机的整体尺寸。

附图说明

[0013] 图1为本发明的总体结构图；

[0014] 图2为本发明的成型缸装置的结构示意图；

[0015] 图3为本发明的铺粉及喷墨装置的结构示意图；

[0016] 图4为本发明的垂直送料装置的结构示意图；

[0017] 图5、6为本发明的粉料缸装置的结构示意图。

[0018] 图7为本发明的工作流程图。

[0019] 图中：1、外框架，2、成型缸装置，3、铺粉及喷墨装置，4、垂直送料装置，5、粉料缸装置，6、工字架，7、设置在框架正前方底部的屏幕，8、操作板，2.1、电机一，2.2、联轴器一，2.3、小带轮，2.4、同步带一，2.5、大带轮，2.6、滚珠丝杠，2.7、滚珠丝母，2.8、机架一，2.9、成型缸，2.10、活塞，3.1、电机三，3.2、配件一，3.3、机架二，3.4、挖斗翻转轴，3.5、粉料倾斜台，3.6、配件三，3.7、墨盒，3.8、铺粉辊，3.9、Y轴导轨，3.10、同步带三，3.11、配件二，3.12、同步带二，3.13、X轴导轨，3.14、同步带四，3.15、电机二，4.1、链条，4.2、链轮，4.3、联轴器，
4.4、旋转电机，4.5、挖斗座，4.6、挖斗，4.7、扭力弹簧，5.1、圆盘，5.2、拨料片，5.3、拨料辊，
5.4、密封圈，5.5、推力轴承，5.6、联轴器二，5.7、电机四，5.8、粉料缸，5.9、粉料缸上板。

具体实施方式

[0020] 下面结合附图对本发明作进一步说明。

[0021] 如图1所示，一种垂直送料的三维打印机，包括外框架1、成型缸装置2、铺粉及喷墨装置3、垂直送料装置4、粉料缸装置5、工字架6、设置在框架正前方底部的屏幕7和操作板8。

[0022] 如图2所示，所述的成型缸装置2包括电机一2.1，联轴器一2.2，小带轮2.3，同步带一2.4，大带轮2.5，滚珠丝杠2.6，滚珠丝母2.7，机架一2.8，成型缸2.9，活塞2.10。机架一2.8与成型缸2.9二者之间的滚珠丝杠2.6通过同步带一2.4和联轴器2.2与电机一2.1连接；
大带轮2.5与滚珠丝母2.7通过螺钉连接；活塞2.10采用隔热材料；电机一2.1通过联轴器一
2.2带动小带轮2.3转动，大带轮2.5通过滚珠丝母2.7带动滚珠丝杠2.6沿Z轴移动，滚珠丝杠2.6通过弹性挡圈带动活塞2.10沿Z轴移动；即成型缸内部的活塞2.10可在Z轴自由移动。

[0023] 如图3所示，所述的铺粉及喷墨装置3包括机架二3.3和固定在机架二3.3上的挖斗翻转轴3.4和粉料倾斜台3.5，铺粉辊3.8、Y轴导轨二3.9、同步带三3.10两端分别嵌入配件一3.2和配件二3.11之间；配件一3.2用于固定电机3.1和同步带二3.12，可沿X轴导轨3.13自由移动；配件二3.11用于固定同步带二3.12，可沿X轴导轨3.13自由移动；配件三3.6用于固定墨盒3.7和同步带三3.10，可沿Y轴导轨3.9自由移动；电机二3.15通过同步带二3.12和同步带四3.14带动配件一3.2、配件二3.11沿X轴导轨3.13自由移动；即完成铺粉辊3.8沿X轴的铺粉工作和墨盒3.7沿X轴的喷墨工作；电机三3.1通过同步带三3.10带动配件三3.6沿Y轴导轨3.9自由移动；墨盒3.7和配件三3.6通过螺钉连接；即完成墨盒3.7沿Y轴的喷墨工作。

[0024] 如图4所示，所述的垂直送料装置4包括挖斗4.6、挖斗座4.5和，链条4.1上的传送板和挖斗座4.5通过螺钉配合，旋转机构扭力弹簧4.7套在挖斗4.6的旋转轴上，一端嵌入挖斗座4.5，另一端嵌入挖斗4.6；旋转电机4.4通过联轴器4.3带动链轮4.2转动；链条4.1带动挖斗底座4.5沿Z轴自由移动；挖斗4.6的旋转轴两端嵌入挖斗座4.5；挖斗4.6可以沿Y轴自由转动，完成翻料工作。

[0025] 如图5所示，所述的粉料缸装置5包括粉料缸5.8和拨料辊5.3；粉料缸上板5.9和粉料缸5.8通过螺钉连接，密封圈5.4和推力轴承5.5嵌入在粉料缸5.8两侧，圆盘5.1和拨料辊5.3通过螺钉连接，拨料片5.2和圆盘5.1通过螺钉连接；电机四5.7通过联轴器二5.6驱动拨料辊5.3沿Y轴自由转动；拨料辊转动带动拨料片沿Y轴自由转动；即完成粉料缸装置的拨料工作。

[0026] 工作流程:

[0027] 如图7所示，粉料缸5.8的拨料辊5.3将粉料拨入处在最低位置的挖斗4.6内，链传动带动挖斗4.6沿Z轴上移，到达指定位置后，挖斗前部焊接的挡板与机架二3.3上的挖斗翻转轴3.4配合，粉料从挖斗4.6翻出，经过粉料倾倒台3.5到机架二3.3，铺粉辊3.8沿X轴移动完成铺粉工作，墨盒3.7沿X轴和Y轴移动完成喷墨工作，成型缸2.9内的活塞2.10下降一个层厚的距离，完成一层打印工作。如此循环工作，直至将整个模型打印完毕。

[0028] 综上所述：本发明的一种垂直送料的彩色三维打印机将粉料缸装置5安装在成型缸装置2的底部，垂直送料装置4布置在侧面，完成拨料、送料和翻料工作，满足三维打印机的铺粉要求，可以节约三维打印机的整体尺寸，墨盒内部装有彩色墨水和粘结剂，彩色墨水先在制定区域均匀喷洒，粘结剂后在该区域喷接需要粘接的粉末，形成截面，然后不断重复铺粉、喷涂、粘接的过程，满足日常生产生活中桌面级彩色三维打印机的要求。

[0029] 对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而 且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其它的具体形式实现本发 明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性 的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要 求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的 任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

[0030] 以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡是依据本发 明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在 本发明技术方案的保护范围之内。