成型缸组件及具有其的成型设备制造技术

本发明专利技术涉及一种成型缸组件及具有其的成型设备，该成型缸组件能够根据成型零件的截面尺寸大小，适应性地调节铺粉动作所形成粉床幅面大小，提高新粉末一次利用率。

【技术实现步骤摘要】
成型缸组件及具有其的成型设备
本专利技术涉及3D打印
，特别是涉及一种成型缸组件及具有其的成型设备。
技术介绍
粉末床三维成形方法是增材制造领域重要技术门类之一，目前已发展为包括粉末床烧结成形、粉末床熔融成形、粉末床粘接成形等多个分支，分别对应激光选区烧结(SLS)、激光选区熔融(SLM)、微喷融合(3DP)等三维成形工艺与装备。这类成型装备的工作过程通常为：通过供粉装置在成形缸内铺粉形成粉末薄层；然后对该粉末薄层选定区域进行加热或喷射粘结剂的成型操作，以使被选定区域粉末颗粒结合为片状，形成单层的打印片层；随后，使成形缸内的打印基板逐层下降，且打印基板每下降一次，在已完成铺粉成形面上重复一次铺粉和成型的操作，使得片状结合物逐层累积，最终得到完整的三维成形实体。这种基于逐层铺粉、区域选择性结合的三维成形原理，使得粉末床3D打印机具有成形自由度高、尺寸精度高、表面质量好、支撑结构依赖性低，以及后处理简单等优势。近些年，随着大功率激光器、扫描振镜等核心部件价格的进一步下降，粉末床三维成形装备开始从少数高端应用，走向批量制造领域，如低成本SLM打印机被用于制造家居用品，SLS打印机被用于量产新型运动鞋等。而这类批量制造应用也刺激粉末床三维成形装备向更高性能、更优效率方向持续升级。在影响使用成本的诸多因素中，新粉末一次利用率低、成形缸回粉比例高的问题，一直是困扰粉末床3D打印机的主要难题之一。究其原因，造成新粉末一次利用率低的主因在于：粉末床3D打印机的单次完整建造过程，需要通过铺粉单元将整个成形缸填满，以避免零件边缘粉末发生坍塌，而不仅仅是铺设成型零件所需粉末。当所建造零件的三维尺寸相对成形缸容积较小时，成形缸中未固化的粉末量会显著超过已固化部分，从而产生大量的回收粉末，这就大幅拉低新粉一次利用率，严重影响高价值粉末的使用效能。
技术实现思路
基于此，有必要针对上述问题，提供一种成型缸组件及具有其的成型设备，该成型缸组件能够根据成型零件的截面尺寸大小，适应性地调节铺粉动作所形成粉床幅面大小，提高新粉末一次利用率。本专利技术的实施例首先提供一种成型缸组件，包括至少两个成型缸、中央基板及离合装置，其中：全部的所述成型缸内外嵌套设置，所述中央基板嵌设于最内侧的所述成型缸内；内外相邻的所述成型缸通过所述离合装置连接，且中央基板和最内侧的所述成型缸通过所述离合装置连接；每个所述离合装置均具有锁定工位和分离工位，并且，所述中央基板能够与相邻的至少一个所述成型缸通过处于锁定工位的所述离合装置联合动作，以共同拼接形成打印基板面；或者，当与所述中央基板连接的所述离合装置处于所述分离工位时，所述中央基板能够单独动作，以单独形成所述打印基板面。在其中一个实施例中，所述成型缸组件还包括驱动装置，所述驱动装置连接至所述中央基板并用于驱动所述中央基板单独伸缩或与相邻的至少一个所述成型缸联合动作。在其中一个实施例中，所述成型缸具有内腔，内外相邻的两个所述成型缸中，内侧的所述成型缸的外侧壁与外侧的所述成型缸的所述内腔侧壁滑动密封配合。在其中一个实施例中，所述中央基板的外侧壁与最内侧所述成型缸的所述内腔侧壁滑动密封配合。本专利技术的实施例还提供一种成型设备，所述成型设备包括上述的成型缸组件，以及，成型仓，具有成型腔室，所述成型缸组件形成的所述打印基板面位于所述成型腔室的内底部；供粉组件和铺粉组件，相互配合以在所述打印基板面上形成待扫描的粉床；扫描组件，用于对所述粉床进行选区扫描。在其中一个实施例中，所述供粉组件包括多个落粉单元，沿垂直于所述铺粉组件的铺粉方向，全部的所述落粉单元并排布置；所述供粉组件还包括落粉控制单元，所述落粉控制单元用于控制全部的所述落粉单元中向外落粉工作的数量，以适应所述打印基板面的幅面。在其中一个实施例中，所述落粉控制单元的数量对应于所述落粉单元的数量设置，并对应装设于每个所述落粉单元，以单独控制对应的所述落粉单元向外落粉工作/停止落粉。在其中一个实施例中，所述落粉控制单元包括沿单个所述落粉单元的延伸方向上下间隔布置的进口控制阀和出口控制阀，且所述进口控制阀和所述出口控制阀均具有开启工位和闭合工位，所述进口控制阀和所述出口控制阀之间的落粉单元具有相同的内部容积。在其中一个实施例中，所述供粉组件还包括用于盛放粉末的料仓，全部所述落粉单元的进口均连通至所述料仓。在其中一个实施例中，所述落粉单元设置为柔性的落粉管，每个所述落粉管的结构均相同。上述成型缸组件及成型设备中，成型缸组件可以进行幅面尺寸的变化，以适应大小尺寸的三维物体的3D打印成型，当待成型的三维物体尺寸梯度较多时，可以通过增加内外嵌套的成型缸数量，从而使得打印基板面的幅面具有更多的尺寸系列可供选择。在使用该成型缸组件的成型设备中，配合供粉组件上多个落粉单元的落粉控制时，可以使供粉环节即适应粉床尺寸需要而增加或减小粉堆的宽度，从而进一步提高粉末的一次利用率。附图说明图1为一种实施方式的成型设备的外部结构示意图；图2为图1中所示成型设备的半剖视图；图3为图1中所示成型设备工作于宽幅工况时的结构示意图；图4为图3中所示成型设备的另方向的剖面示意图；图5为图3中所示的成型设备中，打印基板面下降一层并通过供粉组件形成粉堆后的结构示意图；图6为图5中所示的成型设备中，通过铺粉组件将粉堆铺平后的结构示意图；图7为图1中所示成型设备工作于窄幅工况时的结构示意图；图8为图7中所示的成型设备中，通过铺粉组件将粉堆在中央基板的上表面铺平后的结构示意图；图9为图8中所示的成型设备中，中央基板下降一层并通过供粉组件形成粉堆后的结构示意图；图10为图9中所示的成型设备中，通过铺粉组件将粉堆在中央基板的上表面铺平后的结构示意图。图中：100、成型缸组件；11、内成型缸；12、外成型缸；13、中央基板；14、离合装置；15、驱动装置；151、驱动源；152、升降机构；200、成型仓；21、内底面；300、供粉组件；31、落粉单元；32、落粉控制单元；321、进口控制阀；322、出口控制阀；33、料仓；400、铺粉组件；500、扫描组件；600、打印基板面；700、余料仓；800、机架。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种成型缸组件，其特征在于，包括至少两个成型缸、中央基板(13)及离合装置(14)，其中：/n全部的所述成型缸内外嵌套设置，所述中央基板(13)嵌设于最内侧的所述成型缸内；/n内外相邻的所述成型缸通过所述离合装置(14)连接，且中央基板(13)和最内侧的所述成型缸通过所述离合装置(14)连接；/n每个所述离合装置(14)均具有锁定工位和分离工位，并且，所述中央基板(13)能够与相邻的至少一个所述成型缸通过处于锁定工位的所述离合装置(14)联合动作，以共同拼接形成打印基板面(600)；或者，/n当与所述中央基板(13)连接的所述离合装置(14)处于所述分离工位时，所述中央基板(13)能够单独动作，以单独形成所述打印基板面。/n

【技术特征摘要】
1.一种成型缸组件，其特征在于，包括至少两个成型缸、中央基板(13)及离合装置(14)，其中：
全部的所述成型缸内外嵌套设置，所述中央基板(13)嵌设于最内侧的所述成型缸内；
内外相邻的所述成型缸通过所述离合装置(14)连接，且中央基板(13)和最内侧的所述成型缸通过所述离合装置(14)连接；
每个所述离合装置(14)均具有锁定工位和分离工位，并且，所述中央基板(13)能够与相邻的至少一个所述成型缸通过处于锁定工位的所述离合装置(14)联合动作，以共同拼接形成打印基板面(600)；或者，
当与所述中央基板(13)连接的所述离合装置(14)处于所述分离工位时，所述中央基板(13)能够单独动作，以单独形成所述打印基板面。


2.根据权利要求1所述的成型缸组件，其特征在于，所述成型缸组件(100)还包括驱动装置(15)，所述驱动装置(15)连接至所述中央基板(13)并用于驱动所述中央基板(13)单独伸缩或与相邻的至少一个所述成型缸联合动作。


3.根据权利要求1或2所述的成型缸组件，其特征在于，所述成型缸具有内腔，内外相邻的两个所述成型缸中，内侧的所述成型缸的外侧壁与外侧的所述成型缸的所述内腔侧壁滑动密封配合。


4.根据权利要求3所述的成型缸组件，其特征在于，所述中央基板(13)的外侧壁与最内侧所述成型缸的所述内腔侧壁滑动密封配合。


5.一种成型设备，其特征在于，所述成型设备包括权利要求1-4中任意一项所述的成型缸组件(100)，以及，
成型仓(200)，具有成型腔室，所述成型缸组件(100)形成的所述打印基板面位于所述成型...

【专利技术属性】
技术研发人员：俞红祥，庞伟，董胜男，
申请(专利权)人：杭州德迪智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33