一种激光3D打印设备的供料装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术公开了一种激光3D打印设备的供料装置，缸体端盖安装于缸体底端，缸体端盖上设置有容Z轴驱动机构穿过的空间，Z轴驱动机构固定于缸体端盖上，并从缸体端盖预留的空间延伸进缸体内部；底盘垂直连接于Z轴驱动机构延伸进缸体内的端部；Z轴驱动机构包括Z轴伺服电机、电机安装座、侧板、底板、光杆、丝杠轴、丝杠螺母、光杆底部固定板、第一同步机构和第二同步机构，光杆、丝杠轴两端分别连接底板和光杆底部固定板，光杆穿过设置于底板和缸体端盖间的直线轴承固定座中的双衬型直线轴承，Z轴伺服电机轴侧的第二同步机构通过第一同步机构，与设置于丝杠轴上的丝杠螺母保持同步传动关系。本设计可精简装置结构，提高装置紧凑性，降低摩擦损耗。

【技术实现步骤摘要】
一种激光3D打印设备的供料装置
本技术涉及一种3D打印机组件，尤其是一种激光3D打印设备的供料装置。
技术介绍
3D打印装置对于结构类产品的制作而言，具有成型快速、制作精度高、原材料成本较低等特点。其运用粉末状原材料，通过逐层打印的方式来实现对产品的制造。根据材料的种类及其使用，现已被研发并使用的有熔融沉积造型术、激光立体印刷术和选择型激光烧结术等细分类型的3D打印装置。其中，采用选择型激光烧结术来实现的3D打印装置较为常见。常见的类型包括采用SLS选择性激光烧结术和采用SLM选择性激光熔化术的3D打印装置，两种类型均属于使用激光作为能量介质的3D打印技术。两种类型中，相较于SLS选择性激光烧结术而言，SLM在增材制造的过程中用激光使粉体完全熔化，不需要黏结剂，成型的精度和力学性能都比SLS要好，因此，较SLS选择性激光烧结术而言，在某些领域的应用前景要好，例如在医疗、汽车、航天等领域都有极大应用前景。以牙科领域为例，现阶段主要的SLM型3D打印机激光频率主要在200w到500w之间，根据工作时实际激光光斑能量和对应粉层的熔融温度，粉末的工艺层厚多在0.02mm到0.05mm之间。由于打印过程中需要供料和逐层成型，相应缸体内的底盘需要使用到驱动装置来驱动。常见的驱动装置结构采用丝杠传动方式，通常的，采用丝杠转动，传动丝杠螺母平移，再配合导轨和滑块，实现竖轴上对底盘的驱动。例如CN110722790A所公开的一种3D增材运动系统及其方法中所采用的驱动结构。该种类型的驱动结构的丝杠轴的位置是固定的，即在设计和安装时，需要为丝杠轴及其相连的设备预留较大的安装空间，使得装置整体结构松散，空间利用率不高。同时，该种传动方式只能通过与丝杠轴并排的侧边(而不能直接从轴向)对底盘进行传动，因此，要求丝杠轴贯穿底盘的整个活动空间，底盘与丝杠轴并排设置，并还需配置相匹配的滑块和导轨来实现传动和方向的固定，结构复杂，摩擦损耗大。此外，丝杠轴转动进行传动的精度不高，对铺粉层厚有极大影响，难以满足高精度打印的要求。
技术实现思路
本技术的专利技术目的在于：针对上述存在的问题，提供一种激光3D打印设备的供料装置。以从轴向直接驱动底盘，提高装置紧凑性，精简装置结构，降低摩擦损耗，提高装置控制精度。本技术采用的技术方案如下：一种激光3D打印设备的供料装置，其包括缸体、缸体端盖、底盘和Z轴驱动机构；缸体端盖安装于缸体底端，缸体端盖上设置有容Z轴驱动机构穿过的空间，Z轴驱动机构固定于缸体端盖上，并从缸体端盖预留的空间延伸进缸体内部；底盘垂直连接于Z轴驱动机构延伸进缸体内的端部；Z轴驱动机构包括Z轴伺服电机、电机安装座、侧板、底板、光杆、丝杠轴、丝杠螺母、光杆底部固定板、第一同步机构和第二同步机构；底板固定于侧板的一端，侧板的另一端安装到缸体端盖上远离底盘一侧；Z轴伺服电机通过电机安装座与侧板保持相对静止关系，第二同步机构安装于Z轴伺服电机轴端；丝杠轴垂直贯穿底板，在底板与缸体端盖之间，围绕丝杠轴均匀设置有至少一个直线轴承固定座，各直线轴承固定座均平行于丝杠轴；至少一直线轴承固定座内部设有双衬型直线轴承，至少一个双衬型直线轴承内贯穿设置光杆；底板上开有供光杆、丝杠轴通过的过孔；光杆、丝杠轴顶部均连接于底盘，光杆、丝杠轴底部均与光杆底部固定板连接；丝杠螺母设置于丝杠轴上，丝杠螺母与第一同步机构连接并保持相对静止关系，Z轴伺服电机轴侧的第二同步机构通过第一同步机构与丝杠螺母保持同步传动关系。上述设计的激光3D打印设备的供料装置，Z轴伺服电机驱动第二同步机构活动，进而带动第一同步机构转动，第一同步机构带动同步机构连接件转动，进而带动丝杠螺母转动，由此驱动丝杠轴平移，从而驱动底盘沿轴向做往复运动。Z轴驱动机构直接安装于底盘轴向下方的运动空间内，螺母转动、丝杠轴平移的方式，实现了从轴向直接驱动的效果，丝杠轴不必贯穿整个底盘的活动空间，具有移动性，与底盘公用一部分空间，无需为驱动机构预留独立的安装区域，从而可以在其活动空间进行器件集成安装，提高装置的紧凑性。驱动机构对底盘直接进行轴向驱动，无需安装导轨和滑块，采用直线轴承导向的方式，可以精简装置结构，大幅降低摩擦损耗，同时提高控制精度(直线轴承便于精确控制)。进一步的，Z轴驱动机构还包括同步机构连接件、止推球轴承固定座、直线轴承固定座、止推球轴承和轴承挡盘；同步机构连接件套设于丝杠轴上，与丝杠螺母固定连接，止推球轴承安装于同步机构连接件上，止推球轴承固定于止推球轴承固定座上，止推球轴承固定座与缸体端盖保持相对静止关系；在止推球轴承固定座上设置有轴承挡盘，轴承挡盘与止推球轴承相邻设置，轴承挡盘限制止推球轴承相对于止推球轴承固定座运动；第一同步机构固定于同步机构连接件上，第二同步机构与第一同步机构保持同步传动关系。上述实现第一同步机构和丝杠螺母保持同步传动关系的结构，可以有效防止在丝杠轴平移的过程中，第一同步机构与第二同步机构之间的位置发生偏移，即确保驱动部分结构的稳定性。进一步的，在同步机构连接件靠端部方向、与第一同步机构相邻的位置，设置有同步机构锁紧机构。该设计可以有效防止第一同步机构因长久运行发生松动而脱离同步机构连接件。进一步的，电机安装座包括Z轴电机安装座横板和Z轴电机安装座竖板，Z轴电机安装座横板垂直于Z轴电机安装座竖板；Z轴电机安装座竖板垂直安装在缸体端盖或底板上；Z轴伺服电机安装于Z轴电机安装座竖板上。进一步的，在Z轴电机安装座横板远离Z轴电机安装座竖板一端，设置有杆状支座，杆状支座连接于缸体端盖或底板上。该设计可以进一步提高Z轴伺服电机运行过程中的稳定性。进一步的，第一同步机构和第二同步机构分别由至少两个同步带轮构成。该设计是出于负载考虑的，一个常规的同步带轮可能无法很好地满足负载的需求。进一步的，底盘包括底盘本体、羊毛毡和密封圈，底盘本体的尺寸与缸体适配，底盘本体侧面，自上而下设置有第一凹槽和第二凹槽，羊毛毡设置于第一凹槽内，密封圈设置于第二凹槽内。羊毛毡可以防止粉料下落，同时避免出现拉缸现象，密封圈起到气密作用。进一步的，丝杠轴的两端分别设置有第一轴承支座、第一轴衬、第二轴承支座和第二轴衬；第一轴衬设置于第一轴承支座的内圈，第一轴衬内圈连接丝杠轴的一端；第二轴衬设置于第二轴承支座的内圈，第二轴衬内圈连接丝杠轴的另一端；第一轴承支座安装于光杆底部固定板中心，第二轴承支座安装于底盘中心。上述设计采用轴衬的方式连接丝杠轴，可以先将支座部分固定到底盘上，再安装丝杠轴。常规的采用螺栓安装丝杠轴的方式，需要直接将丝杠轴安装到底盘，操作不便。相较于此，本设计具有方便、快捷安装丝杠轴的特点。进一步的，光杆的一端连接有热熔螺母，通过热熔螺母连接到光杆底部固定板；另一端通过插销结构连接有一光杆支座。光杆需要连接到底盘底部，如果采用螺栓进行连接，需要直接固定光杆，操作不便。本设计采用插销连接的方式，只需先安装光杆支座(体积尺寸较小)，即可以方便、快捷得完成光杆的安装。进一本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种激光3D打印设备的供料装置，其特征在于，包括缸体(101)、缸体端盖(102)、底盘(103)和Z轴驱动机构；缸体端盖(102)安装于缸体(101)底端，缸体端盖(102)上设置有容Z轴驱动机构穿过的空间，Z轴驱动机构固定于缸体端盖(102)上，并从缸体端盖(102)预留的空间延伸进缸体(101)内部；底盘(103)垂直连接于Z轴驱动机构延伸进缸体(101)内的端部；/n所述Z轴驱动机构包括Z轴伺服电机(111)、电机安装座、侧板(104)、底板(107)、光杆(108)、丝杠轴(110)、丝杠螺母(120)、光杆底部固定板(109)、第一同步机构和第二同步机构；底板(107)固定于侧板(104)的一端，侧板(104)的另一端安装到缸体端盖(102)上远离底盘(103)一侧；Z轴伺服电机(111)通过电机安装座与侧板(104)保持相对静止关系，第二同步机构安装于Z轴伺服电机(111)轴端；丝杠轴(110)垂直贯穿底板(107)，在底板(107)与缸体端盖(102)之间，围绕丝杠轴(110)均匀设置有至少一个直线轴承固定座(106)，各直线轴承固定座(106)均平行于丝杠轴(110)；至少一直线轴承固定座(106)内部设有双衬型直线轴承(128)，至少一个双衬型直线轴承(128)内贯穿设置光杆(108)；底板(107)上开有供光杆(108)、丝杠轴(110)通过的过孔；光杆(108)、丝杠轴(110)顶部均连接于底盘(103)，光杆(108)、丝杠轴(110)底部均与光杆底部固定板(109)连接；丝杠螺母(120)设置于丝杠轴(110)上，丝杠螺母(120)与第一同步机构连接并保持相对静止关系，Z轴伺服电机(111)轴侧的第二同步机构通过第一同步机构与丝杠螺母(120)保持同步传动关系。/n...

【技术特征摘要】
1.一种激光3D打印设备的供料装置，其特征在于，包括缸体(101)、缸体端盖(102)、底盘(103)和Z轴驱动机构；缸体端盖(102)安装于缸体(101)底端，缸体端盖(102)上设置有容Z轴驱动机构穿过的空间，Z轴驱动机构固定于缸体端盖(102)上，并从缸体端盖(102)预留的空间延伸进缸体(101)内部；底盘(103)垂直连接于Z轴驱动机构延伸进缸体(101)内的端部；
所述Z轴驱动机构包括Z轴伺服电机(111)、电机安装座、侧板(104)、底板(107)、光杆(108)、丝杠轴(110)、丝杠螺母(120)、光杆底部固定板(109)、第一同步机构和第二同步机构；底板(107)固定于侧板(104)的一端，侧板(104)的另一端安装到缸体端盖(102)上远离底盘(103)一侧；Z轴伺服电机(111)通过电机安装座与侧板(104)保持相对静止关系，第二同步机构安装于Z轴伺服电机(111)轴端；丝杠轴(110)垂直贯穿底板(107)，在底板(107)与缸体端盖(102)之间，围绕丝杠轴(110)均匀设置有至少一个直线轴承固定座(106)，各直线轴承固定座(106)均平行于丝杠轴(110)；至少一直线轴承固定座(106)内部设有双衬型直线轴承(128)，至少一个双衬型直线轴承(128)内贯穿设置光杆(108)；底板(107)上开有供光杆(108)、丝杠轴(110)通过的过孔；光杆(108)、丝杠轴(110)顶部均连接于底盘(103)，光杆(108)、丝杠轴(110)底部均与光杆底部固定板(109)连接；丝杠螺母(120)设置于丝杠轴(110)上，丝杠螺母(120)与第一同步机构连接并保持相对静止关系，Z轴伺服电机(111)轴侧的第二同步机构通过第一同步机构与丝杠螺母(120)保持同步传动关系。


2.如权利要求1所述的激光3D打印设备的供料装置，其特征在于，所述Z轴驱动机构还包括同步机构连接件(119)、止推球轴承固定座(105)、直线轴承固定座(106)、止推球轴承(127)和轴承挡盘(118)；所述同步机构连接件(119)套设于丝杠轴(110)上，与丝杠螺母(120)固定连接，止推球轴承(127)安装于同步机构连接件(119)上，止推球轴承(127)固定于止推球轴承固定座(105)上，止推球轴承固定座(105)与缸体端盖(102)保持相对静止关系；在止推球轴承固定座(105)上设置有轴承挡盘(118)，轴承挡盘(118)与止推球轴承(127)相邻设置，轴承挡盘(118)限制止推球轴承(127)相对于止推球轴承固定座(105)运动；所述第一同步机构固定于同步机构连接件...

【专利技术属性】
技术研发人员：霍兰田，杨加兴，
申请(专利权)人：四川天府珞埔三维科技有限公司，
类型：新型
国别省市：四川;51