一种基于隔离碗的高分子材料3D打印机铺粉机构

摘要

本发明属于3D打印技术领域，公开了一种基于隔离碗的高分子材料3D打印机铺粉机构，包括X‑Y平面滑台、隔离碗驱动部件，所述隔离碗驱动部件上配合安装有用于铺粉的隔离碗部件，所述隔离碗部件包括碗主体与设置于所述碗主体顶部的转动头，所述碗主体内开设有中空腔室，所述隔离碗驱动部件上安装有与所述中空腔室顶部相匹配的密封围挡，所述密封围挡上周向安装有至少两个气管接头。本发明可对碗主体内由铺粉导致的不断堆高的粉粒进行收集，提高铺粉的铺平效率，还可大幅减少中空腔室发生堵塞的几率，此外还能避免烟雾中夹杂的粉粒对负压发生器的损坏。

权利要求

1.一种基于隔离碗的高分子材料3D打印机铺粉机构，包括X‑Y平面滑台(1)、隔离碗驱动部件(2)，所述隔离碗驱动部件(2)上配合安装有用于铺粉的隔离碗部件(3)，其特征在于：所述隔离碗部件(3)包括碗主体(31)与设置于所述碗主体(31)顶部的转动头(32)，所述碗主体(31)内开设有中空腔室(311)，所述隔离碗驱动部件(2)上安装有与所述中空腔室(311)顶部相匹配的密封围挡(33)，所述密封围挡(33)上周向安装有至少两个气管接头(34)；

所述碗主体(31)内壁上自上而下依次开设有通孔(312)与环切口(313)，且所述通孔(312)与所述环切口(313)均与所述中空腔室(311)连通设置；

所述中空腔室(311)内设置有隔存组件(36)，所述中空腔室(311)通过所述隔存组件(36)分隔成靠上设置的烟雾外排区(311a)与靠下设置的粉粒沉积区(311b)，所述烟雾外排区(311a)内安装有多级阻断罩(35)，所述碗主体(31)外部嵌装有与所述粉粒沉积区(311b)相匹配的可拆堵块(37)；

所述隔存组件(36)包括分隔环(361)与多个甩送件(362)，多个所述甩送件(362)均插设于所述分隔环(361)的边缘上，所述甩送件(362)可在所述碗主体(31)被高速甩转后，将所述烟雾外排区(311a)内积存的粉粒顺势送入所述粉粒沉积区(311b)内；

且所述粉粒沉积区(311b)内壁上依次开设有与多个所述甩送件(362)相匹配的漏孔(311b‑1)。

2.根据权利要求1所述的基于隔离碗的高分子材料3D打印机铺粉机构，其特征在于：所述隔离碗驱动部件(2)包括第一安装板(21)、滑轮(22)、变频电机(23)、主动轮(24)、传动带(25)以及第二安装板(26)，所述滑轮(22)设置多个且均匀安装于所述第一安装板(21)与所述第二安装板(26)之间，所述变频电机(23)固定安装在所述第一安装板(21)侧面，所述主动轮(24)固定套接在所述变频电机(23)的输出端上，所述主动轮(24)与所述转动头(32)之间通过所述传动带(25)传动连接，且所述转动头(32)转动安装于所述第二安装板(26)之内。

3.根据权利要求2所述的基于隔离碗的高分子材料3D打印机铺粉机构，其特征在于：所述分隔环(361)的顶部开设有环凹槽(361a)，所述甩送件(362)包括插块(362a)、固定片(362c)、支撑弹簧(362d)以及配重块(362e)，所述插块(362a)内开设有贯通口(362b)，且所述贯通口(362b)呈“Z”形结构设置，所述漏孔(311b‑1)呈“L”形结构设置，所述贯通口(362b)的末端与所述漏孔(311b‑1)的首端适配设置；

所述插块(362a)滑动插设于所述分隔环(361)的边缘上，所述固定片(362c)固定安装在所述粉粒沉积区(311b)的内壁上，所述配重块(362e)呈“T”形结构设置，且所述配重块(362e)滑动插设于所述固定片(362c)之中，所述配重块(362e)的上端与所述插块(362a)的底侧固定连接，且所述支撑弹簧(362d)套设于所述配重块(362e)之外。

4.根据权利要求3所述的基于隔离碗的高分子材料3D打印机铺粉机构，其特征在于：所述贯通口(362b)的首端正对所述环凹槽(361a)设置，所述贯通口(362b)的首端与末端的高度比为2:1，且所述贯通口(362b)的末端与所述漏孔(311b‑1)的首端的高度比为1:1。

5.根据权利要求1‑4任一所述的基于隔离碗的高分子材料3D打印机铺粉机构，其特征在于：所述多级阻断罩(35)由多个交错设置的不锈钢环片共同组成，且每个所述不锈钢环片的横截面均设置为弯弧形。

6.根据权利要求1所述的基于隔离碗的高分子材料3D打印机铺粉机构，其特征在于：所述通孔(312)的数量设置为两到三组，且每相邻的两组所述通孔(312)之间等距设置。

7.根据权利要求1所述的基于隔离碗的高分子材料3D打印机铺粉机构，其特征在于：所述环切口(313)内周向安装有至少四个垫柱(314)，每个所述垫柱(314)的两端均分别与所述环切口(313)内两相对的内侧壁固定连接。

说明书

一种基于隔离碗的高分子材料3D打印机铺粉机构

技术领域

[0001] 本发明属于3D打印技术领域，更具体地说，涉及一种基于隔离碗的高分子材料3D打印机铺粉机构。

背景技术

[0002] 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。

[0003] 参照专利公告号为“CN109808176B”的专利文件，其“公开了一种基于隔离碗的粉末型3D打印机铺粉机构，本发明主要由X‑Y平面滑台与隔离碗铺粉装置组成。其中隔离碗铺粉装置由……达到压实粉末颗粒的作用。通过对隔离碗内边缘倒角，能够将进入隔离碗内部的粉末重新压入粉床，以保证粉床的平整度”；

[0004] 通过对上述援引的专利文件的分析发现，其中碗主体内壁开设的通孔设置较矮，碗主体内由于铺粉作业导致的堆积粉粒易进入到通孔内，长久以往，极易造成碗主体内部中空腔室的堵塞，另外，部分粉粒还会在负压吸力的作用下，进入到负压发生器中，造成负压发生器的故障。

发明内容

[0005] 本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

[0006] 鉴于当前碗主体内由于铺粉作业导致的堆积粉粒，极易通过通孔进入到碗主体内部中空腔室中的问题，提出了一种基于隔离碗的高分子材料3D打印机铺粉机构。

[0007] 为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种基于隔离碗的高分子材料3D打印机铺粉机构，包括X‑Y平面滑台、隔离碗驱动部件，所述隔离碗驱动部件上配合安装有用于铺粉的隔离碗部件，所述隔离碗部件包括碗主体与设置于所述碗主体顶部的转动头，所述碗主体内开设有中空腔室，所述隔离碗驱动部件上安装有与所述中空腔室顶部相匹配的密封围挡，所述密封围挡上周向安装有至少两个气管接头；所述碗主体内壁上自上而下依次开设有通孔与环切口，且所述通孔与所述环切口均与所述中空腔室连通设置；所述中空腔室内设置有隔存组件，所述中空腔室通过所述隔存组件分隔成靠上设置的烟雾外排区与靠下设置的粉粒沉积区，所述烟雾外排区内安装有多级阻断罩，所述碗主体外部嵌装有与所述粉粒沉积区相匹配的可拆堵块；所述隔存组件包括分隔环与多个甩送件，多个所述甩送件均插设于所述分隔环的边缘上，所述甩送件可在所述碗主体被高速甩转后，将所述烟雾外排区内积存的粉粒顺势送入所述粉粒沉积区内；且所述粉粒沉积区内壁上依次开设有与多个所述甩送件相匹配的漏孔。

[0008] 作为本发明所述基于隔离碗的高分子材料3D打印机铺粉机构的一种优选方案，其中：所述隔离碗驱动部件包括第一安装板、滑轮、变频电机、主动轮、传动带以及第二安装板，所述滑轮设置多个且均匀安装于所述第一安装板与所述第二安装板之间，所述变频电机固定安装在所述第一安装板侧面，所述主动轮固定套接在所述变频电机的输出端上，所述主动轮与所述转动头之间通过所述传动带传动连接，且所述转动头转动安装于所述第二安装板之内。

[0009] 作为本发明所述基于隔离碗的高分子材料3D打印机铺粉机构的一种优选方案，其中：所述分隔环的顶部开设有环凹槽，所述甩送件包括插块、固定片、支撑弹簧以及配重块，所述插块内开设有贯通口，且所述贯通口呈“Z”形结构设置，所述漏孔呈“L”形结构设置，所述贯通口的末端与所述漏孔的首端适配设置；所述插块滑动插设于所述分隔环的边缘上，所述固定片固定安装在所述粉粒沉积区的内壁上，所述配重块呈“T”形结构设置，且所述配重块滑动插设于所述固定片之中，所述配重块的上端与所述插块的底侧固定连接，且所述支撑弹簧套设于所述配重块之外。

[0010] 作为本发明所述基于隔离碗的高分子材料3D打印机铺粉机构的一种优选方案，其中：所述贯通口的首端正对所述环凹槽设置，所述贯通口的首端与末端的高度比为2:1，且所述贯通口的末端与所述漏孔的首端的高度比为1:1。

[0011] 作为本发明所述基于隔离碗的高分子材料3D打印机铺粉机构的一种优选方案，其中：所述多级阻断罩由多个交错设置的不锈钢环片共同组成，且每个所述不锈钢环片的横截面均设置为弯弧形。

[0012] 作为本发明所述基于隔离碗的高分子材料3D打印机铺粉机构的一种优选方案，其中：所述通孔的数量设置为两到三组，且每相邻的两组所述通孔之间等距设置。

[0013] 作为本发明所述基于隔离碗的高分子材料3D打印机铺粉机构的一种优选方案，其中：所述环切口内周向安装有至少四个垫柱，每个所述垫柱的两端均分别与所述环切口内两相对的内侧壁固定连接。

[0014] 综上所述，本发明包括以下至少一个有益技术效果：

[0015] 1、将中空腔室分为上下依次设置的烟雾外排区与粉粒沉积区，并在通孔与碗主体底侧之间增加一个供碗主体内堆积粉粒通过的环切口，可对碗主体内由铺粉导致的不断堆高的粉粒进行收集，提高铺粉的铺平效率，另外，通过定期清理粉粒沉积区内的粉粒，可大幅减少中空腔室发生堵塞的几率；

[0016] 2、多级阻断罩与隔存组件的配合设置，可将烟雾中的夹杂粉粒截落后，收存在隔存组件上，之后可配合高速转动的碗主体产生的离心力，将隔存组件上的粉粒送入粉粒沉积区中进行合并，方便后续集中处理，从而避免烟雾中夹杂的粉粒对负压发生器的意外损坏，保证负压发生器的持续、正常运行；

[0017] 3、变频电机可对碗主体的转速进行适应性调整，当碗主体在配合铺粉时，碗主体低速旋转即可，可保证铺粉效果，而当碗主体结束铺粉升高后，其可高速旋转，产生足够甩送件动作的离心力，从而实现将分隔环上收存的粉粒下送入粉粒沉积区内的目的。

附图说明

[0018] 图1为本发明的整体结构示意图；

[0019] 图2为本发明隔离碗驱动部件、隔离碗部件的结构示意图；

[0020] 图3为本发明中隔离碗部件的第一剖视图；

[0021] 图4为本发明中隔离碗部件的第二剖视图；

[0022] 图5为本发明中隔离碗部件的局部剖视图一；

[0023] 图6为本发明中隔离碗部件的局部剖视图二；

[0024] 图7为图6中A处的放大图；

[0025] 图8为本发明中分隔环上甩送件的分布示意图；

[0026] 图9为本发明中分隔环的横截面示意图。

[0027] 图中标号说明：

[0028] 1、X‑Y平面滑台；

[0029] 2、隔离碗驱动部件；

[0030] 21、第一安装板；22、滑轮；23、变频电机；24、主动轮；25、传动带；26、第二安装板；

[0031] 3、隔离碗部件；

[0032] 31、碗主体；311、中空腔室；311a、烟雾外排区；311b、粉粒沉积区；311b‑1、漏孔；312、通孔；313、环切口；314、垫柱；

[0033] 32、转动头；

[0034] 33、密封围挡；

[0035] 34、气管接头；

[0036] 35、多级阻断罩；

[0037] 36、隔存组件；

[0038] 361、分隔环；361a、环凹槽；

[0039] 362、甩送件；362a、插块；362b、贯通口；362c、固定片；362d、支撑弹簧；362e、配重块；

[0040] 37、可拆堵块。

具体实施方式

[0041] 为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

[0042] 在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

[0043] 实施例1

[0044] 参照图1‑图9，该实施例提供了一种基于隔离碗的高分子材料3D打印机铺粉机构，包括X‑Y平面滑台1、隔离碗驱动部件2，隔离碗驱动部件2在X‑Y平面滑台1上多维移动，X‑Y平面滑台1为具有成熟技术的现有产品，应用广泛，隔离碗驱动部件2上配合安装有用于铺粉的隔离碗部件3，隔离碗部件3可在铺粉时进行低速旋转，这样可实现边铺粉边激光烧结扫描的目的，此为现有的成熟技术，故在此处不再赘述，隔离碗部件3包括碗主体31与设置于碗主体31顶部的转动头32，碗主体31、转动头32可通过M5螺钉进行固定连接；进一步的，碗主体31下边缘内外都可做倒角处理，外部倒角能够保证在铺粉过程中碗主体31产生对粉末颗粒竖直向下的作用力，以达到压实粉末颗粒的作用；内部倒角能够将进入碗主体31内的粉末重新压入粉床，保证粉床的平整度；

[0045] 碗主体31内开设有中空腔室311，隔离碗驱动部件2上安装有与中空腔室311顶部相匹配的密封围挡33，密封围挡33固定安装在第二安装板26的底侧，密封围挡33上周向安装有至少两个气管接头34，气管接头34与外部的负压发生器相连，将碗主体31内激光烧结扫描产生的烟雾经过通孔312、烟雾外排区311a后，经由气管接头34排送出去；

[0046] 碗主体31内壁上自上而下依次开设有通孔312与环切口313，且通孔312与环切口313均与中空腔室311连通设置，通孔312可借助与气管接头34相连的外部负压发生器，将碗主体31内激光烧结扫描产生的烟雾往碗主体31外部排送，环切口313可对碗主体31内由铺粉导致的不断堆高的粉粒进行收集，提高铺粉的铺平效率；

[0047] 中空腔室311内设置有隔存组件36，中空腔室311通过隔存组件36分隔成靠上设置的烟雾外排区311a与靠下设置的粉粒沉积区311b，具体的，烟雾外排区311a用于烟雾的排送中转空间，粉粒沉积区311b用于碗主体31内堆积的粉粒的收储目的，且通孔312与烟雾外排区311a正对设置，环切口313与粉粒沉积区311b正对设置，烟雾外排区311a内安装有多级阻断罩35，多级阻断罩35可对烟雾外排区311a中烟雾内夹杂的粉粒进行截阻，使得夹杂的粉粒沉积在分隔环361上，不会经由气管接头34外排，且可适时排送入粉粒沉积区311b之内，进一步减少了烟雾外排区311a的堵塞几率，还不会对外部的负压发生器造成损坏，碗主体31外部嵌装有与粉粒沉积区311b相匹配的可拆堵块37，可拆堵块37卸下后，可用于将粉粒沉积区311b内的粉粒进行集中收集，这样通过卸下可拆堵块37，定期清理粉粒沉积区311b内的粉粒，可进一步大幅减少粉粒沉积区311b发生堵塞的几率；

[0048] 隔存组件36包括分隔环361与多个甩送件362，多个甩送件362均插设于分隔环361的边缘上，甩送件362可在碗主体31被高速甩转后，将烟雾外排区311a内积存的粉粒顺势送入粉粒沉积区311b内；

[0049] 且粉粒沉积区311b内壁上依次开设有与多个甩送件362相匹配的漏孔311b‑1，漏孔311b‑1可作为烟雾外排区311a内积存粉粒，得以顺利下放入粉粒沉积区311b内的可靠通道。

[0050] 参照图2，隔离碗驱动部件2包括第一安装板21、滑轮22、变频电机23、主动轮24、传动带25以及第二安装板26，滑轮22配合安装在X‑Y平面滑台1上，从而辅助整个隔离碗驱动部件2移动，变频电机23调速容易,而且节能，可以实现软启动和快速制动，滑轮22设置多个且均匀安装于第一安装板21与第二安装板26之间，变频电机23固定安装在第一安装板21侧面，主动轮24固定套接在变频电机23的输出端上，主动轮24与转动头32之间通过传动带25传动连接，且转动头32转动安装于第二安装板26之内；具体的，变频电机23的输出端转速可调，这样通过变频电机23带动主动轮24与传动带25以及转动头32转动时，碗主体31的旋转速度便可适时获得调整，即碗主体31低速旋转时，碗主体31可配合进行铺粉与激光烧结扫描作业，而当碗主体31高速旋转时，便会产生足够甩送件362动作的离心力，从而促使分隔环361中收存的粉粒可顺利下落入粉粒沉积区311b之中。

[0051] 参照图5‑图9，为了在碗主体31升起后，将烟雾外排区311a内环凹槽361a中的粉粒送入粉粒沉积区311b之中，特作出如下的具体设置：分隔环361的顶部开设有环凹槽361a，烟雾外排区311a内截阻后沉积落下的粉粒可收存在环凹槽361a中，，甩送件362包括插块362a、固定片362c、支撑弹簧362d以及配重块362e，插块362a内开设有贯通口362b，贯通口
362b的首端两侧可做倒角处理，方便环凹槽361a中的粉粒进入其中，且贯通口362b呈“Z”形结构设置，漏孔311b‑1呈“L”形结构设置，贯通口362b的末端与漏孔311b‑1的首端适配设置；

[0052] 具体的工作原理如下：在碗主体31升起后，变频电机23的输出端转速大幅提高，转动头32的转速大幅提高，碗主体31的转速获得提升，配重块362e在高转速带来的强大离心力作用下被甩开，带动插块362a滑动往下侧移，促使贯通口362b末端与漏孔311b‑1的首端对应连通，从而可将环凹槽361a中沉积的粉粒经由插块362a、漏孔311b‑1送入粉粒沉积区311b内；

[0053] 需要特别说明的是，当变频电机23的输出端转速低时，碗主体31低速旋转，仅仅是满足扫描铺粉作业需要时，低转速下，产生的离心力无法甩动配重块362e，因而甩送件362也就不会移动，烟雾外排区311a内沉积的粉粒还是会正常收存在环凹槽361a中的，同时贯通口362b也可短轴存储一定量的粉粒，但是由于此时，贯通口362b末端并不与漏孔311b‑1的首端连通，故贯通口362b中的粉粒也不会进入到漏孔311b‑1之中；

[0054] 插块362a滑动插设于分隔环361的边缘上，固定片362c固定安装在粉粒沉积区311b的内壁上，配重块362e呈“T”形结构设置，且配重块362e滑动插设于固定片362c之中，配重块362e的上端与插块362a的底侧固定连接，且支撑弹簧362d套设于配重块362e之外；
这样在碗主体31停转或者转速低时，支撑弹簧362d能给予配重块362e与插块362a一个倾斜向上的作用力，保持二者的相对稳定，只有当碗主体31的转速大幅提升，才会在离心力作用下，打破这个平衡。

[0055] 参照图3与图4，通孔312的数量设置为两到三组，且每相邻的两组通孔312之间等距设置，通孔312的多组设置，能保证通孔312对烟雾的抽吸效果。

[0056] 参照图5与图6，为了避免环切口313的开设，对碗主体31整体结构强度的影响，环切口313内周向安装有至少四个垫柱314，每个垫柱314的两端均分别与环切口313内两相对的内侧壁固定连接，这样碗主体31的结构强度可得以保证，不会出现坍塌情况。

[0057] 实施例2

[0058] 参照图3、图4，以及图7，在实施例1的基础之上，该实施例不同于第一个实施例的是：贯通口362b的首端正对环凹槽361a设置，确保环凹槽361a中的沉积粉粒可通过贯通口362b进行输送，贯通口362b的首端与末端的高度比为2:1，且贯通口362b的末端与漏孔
311b‑1的首端的高度比为1:1；这样甩移后的插块362a中的贯通口362b的末端可与漏孔
311b‑1的首端对接连通，贯通口362b的首端在降低后还可保留一半的进粉能力，并且还足够支撑漏孔311b‑1的粉粒输送流量要求。

[0059] 多级阻断罩35由多个交错设置的不锈钢环片共同组成，交错设置能保证多级阻断罩35对烟雾中夹杂的粉粒良好的截阻效果，且每个不锈钢环片的横截面均设置为弯弧形，弯弧形方便截阻下的粉粒的顺势滑落与沉积。

[0060] 其余结构均与实施例1相同。

[0061] 重要的是，应注意，在多个不同示例性实施方案中示出的本申请的构造和布置仅是例示性的。尽管在此公开内容中仅详细描述了几个实施方案，但参阅此公开内容的人员应容易理解，在实质上不偏离该申请中所描述的主题的新颖教导和优点的前提下，许多改型是可能的(例如，各种元件的尺寸、尺度、结构、形状和比例、以及参数值(例如，温度、压力等)、安装布置、材料的使用、颜色、定向的变化等)。因此，凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。