一种同时具有水平梯度和垂直梯度功能的3D打印机制造技术

本实用新型专利技术公开了一种同时具有水平梯度和垂直梯度功能的3D打印机，包括机架，机架上固定有铺粉平台板；下密封箱体固定在铺粉平台板的底面，且内部安装与铺粉平台板底面固定的供料缸和成型缸；上密封箱体固定在铺粉平台板的顶面，且内部安装有混合供料机构和铺粉小车；补料罐组与混合供料机构连接；激光扫描振镜的激光发射端能够进入上密封箱体内部；循环过滤机构安装在机架上，且与下密封箱体和上密封箱体连通。本实用新型专利技术具有水平梯度和垂直梯度材料的3D打印功能，优化了供粉结构，增加了供料缸体及排布方式，克服了市场现有3D梯度打印机技术功能上的不足。印机技术功能上的不足。印机技术功能上的不足。

【技术实现步骤摘要】
一种同时具有水平梯度和垂直梯度功能的3D打印机


[0001]本技术涉及增材制造
，更具体的说是涉及一种同时具有水平梯度和垂直梯度功能的3D打印机。

技术介绍

[0002]功能梯度材料是指材料的组成、结构沿长度方向呈梯度变化的一种材料设计思想，通过对材料的组成和结构的变化，使其性能随着缓慢变化，这一理念一经提出，立即引起各国材料科研人员对其展开研究，而以打印这种连续材料变化的梯度材料3D打印机将是实现研究功能梯度材料领域的一种创新，开发出效率高且结构简单，操作简单且成本低廉的梯度材料3D打印机具有广大的市场空间，极具发展潜力。
[0003]随着SLM增材制造技术的飞速发展，用先进的3D打印方法进行梯度材料的研究在市场上也取得了一定的进展。例如中国专利CN106735214A一种功能梯度材料零件的3D打印装置及3D打印成形方法，采用上侧两个及以上供料装置，打印成型时可任意切换供料材料，实现材料的变化，这种方式实现了两种材料的梯度变化，但没有实现料粉的混合装置，没有成份的连续比例变化，在对梯度变化分析中有一定的不完全性。
[0004]在中国技术专利CN104923787A一种梯度材料结构的3D打印方法，采用的是水平铺粉装置和喷头铺粉的组合方法实现两种材料的分层铺粉，利用激光烧结的方式使粉末材料成形。这种方式的打印成型的梯度材料同中国专利CN106735214A一种功能梯度材料零件的3D打印装置及3D打印成形方法打印成型的梯度材料基本一致，只具有同样的梯度材料性能；同时这种打印成型过程中铺粉喷头采用气体送粉，在喷粉时会对成形平台上已有的粉末产生力的作用，导致成形平台上的粉末被吹散，影响下一层的铺粉，最终影响零件的成分梯度控制和尺寸控制。
[0005]在中国技术专利CN109047765A带有梯度供粉系统的3D打印机，采用的是上供粉方式，其供料料斗可实现两种及两种以上材料的分隔，材料组成比例可实现任意比例连续变化，供料时由水平推板将不同组分的料粉推入铺粉小车内，由铺粉小车将料平铺到成型缸内，由激光烧结成型，这种方式实现了水平梯度的打印设想，但在实际使用过程中，推板水平推入铺粉小车内的料粉在铺入成型缸时很难保证混合均匀，造成材料成份不均匀，从而造成在材料性能分析时达不到理想的状态，使设想的水平连续梯度难以实现。不过这已经使梯度材料打印的方法取得了很大的进步。
[0006]目前还有一些利用喷粉的方式实现梯度打印，通过控制送粉器中的粉末组分比例，达到控制梯度打印的目的。例如中国技术专利CN104439243A一种金属梯度材料的激光3D打印制备方法中所介绍，但是这种金属喷粉熔覆式打印方法制备的零件尺寸精度差，没有SLM激光烧结方式精度好。且喷设出的未成形的粉末为混合粉末，无法回收再利用。
[0007]因此，如何提供一种同时具有水平梯度和垂直梯度功能的3D打印机，是本领域技术人员亟需解决的问题。

技术实现思路

[0008]有鉴于此，本技术提供了一种同时具有水平梯度和垂直梯度功能的3D打印机，旨在解决上述技术问题。
[0009]为了实现上述目的，本技术采用如下技术方案：
[0010]一种同时具有水平梯度和垂直梯度功能的3D打印机，包括：
[0011]机架；所述机架上水平固定有铺粉平台板，所述铺粉平台板表面开设有供料缸安装口和成型缸安装口；
[0012]下密封箱体；所述下密封箱体固定在所述铺粉平台板的底面，且内部安装与所述铺粉平台板底面固定的供料缸和成型缸；所述供料缸的顶部供料口与所述供料缸安装口对应，所述成型缸的顶部成型口与所述成型缸安装口对应；
[0013]上密封箱体；所述上密封箱体固定在所述铺粉平台板的顶面，且内部安装有混合供料机构和铺粉小车；所述混合供料机构固定在所述上密封箱体的内顶面，且能够向所述铺粉平台板表面供给混合后的粉料；所述铺粉小车与所述铺粉平台板顶面滑动连接，且能够将所述混合供料机构和/或所述供料缸供给的料粉推入所述成型缸内；
[0014]补料罐组；所述补料罐组安装在所述上密封箱体的外顶面，且与所述混合供料机构连接；
[0015]激光扫描振镜；所述激光扫描振镜安装在所述上密封箱体的外顶面，且其激光发射端能够进入所述上密封箱体内部，且与所述成型缸安装口对应；
[0016]循环过滤机构；所述循环过滤机构安装在所述机架上，且与所述下密封箱体和上密封箱体连通。
[0017]通过上述技术方案，本技术提供的梯度供粉系统可以保证两种或两种以上粉体材料始终按要求连续比例精确地供料，也可以保证两种或两种以上粉体材料按垂直梯度材料实现等比例供料，再通过混粉、铺粉、激光烧结制备出连续比例变化的梯度材料和等比例变化的梯度材料，具有水平梯度和垂直梯度材料的3D打印功能，优化了供粉结构，增加了供料缸体及排布方式，克服了市场现有3D梯度打印机技术功能上的不足。
[0018]优选的，在上述一种同时具有水平梯度和垂直梯度功能的3D打印机中，所述混合供料机构包括：
[0019]安装基座；所述安装基座通过立架与所述上密封箱体的内顶面固定；
[0020]出料对接件；所述出料对接件固定在所述安装基座顶面，且与所述安装基座顶面之间形成活动间隙；所述出料对接件表面开设有通料槽口；
[0021]储料仓；所述储料仓可拆卸连接在所述出料对接件顶面，且底部具有与所述通料槽口对接的出料口；所述储料仓内部由至少一块分仓隔板将其内部腔体分割为多个分别与所述出料口连通的单元腔室；
[0022]水平混料器；所述水平混料器固定在所述安装基座的一侧壁上，并由混料驱动组件驱动工作；
[0023]供料活塞推板；所述供料活塞推板滑动连接在所述活动间隙内，且与所述安装基座顶面贴合；所述供料活塞推板表面开设有与所述通料槽口尺寸相同的移料槽口，所述移料槽口内具有与所述分仓隔板对应布置的分料隔板；所述供料活塞推板由往复推动组件驱动，并能够在所述通料槽口正下方和所述水平混料器的上方进料口之间往复运动；
[0024]挡板组件；所述挡板组件包括挡板驱动构件、供料挡板和出料挡板；所述挡板驱动构件固定在所述安装基座的侧壁上；所述供料挡板与所述挡板驱动构件连接，且滑动连接在所述活动间隙内，并位于所述出料对接件底面和所述供料活塞推板顶面之间，所述供料挡板表面开设有与所述通料槽口尺寸相同的供料槽口；所述出料挡板与所述挡板驱动构件连接，且滑动连接在所述水平混料器的下方出料口，所述出料挡板表面开设有出料槽口。
[0025]通过上述技术方案，本技术可通过改变供料活塞推板上的移料槽口的大小实现料粉的供料多少控制，通过供料挡板开合控制各种材料的精准配比，通过水平混料器对料粉进行充分混合，确保供料成分精确、材料配比稳定、均匀可靠。
[0026]优选的，在上述一种同时具有水平梯度和垂直梯度功能的3D打印机中，所述储料仓顶面具有仓盖，所述仓盖与所述上密封箱体的内顶面贴合，所述仓盖上开设有与多个所述单元腔室对应的供料口；所述补料本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种同时具有水平梯度和垂直梯度功能的3D打印机，其特征在于，包括：机架(1)；所述机架(1)上水平固定有铺粉平台板(11)，所述铺粉平台板(11)表面开设有供料缸安装口和成型缸安装口；下密封箱体(2)；所述下密封箱体(2)固定在所述铺粉平台板(11)的底面，且内部安装与所述铺粉平台板(11)底面固定的供料缸(7)和成型缸(8)；所述供料缸(7)的顶部供料口与所述供料缸安装口对应，所述成型缸(8)的顶部成型口与所述成型缸安装口对应；上密封箱体(3)；所述上密封箱体(3)固定在所述铺粉平台板(11)的顶面，且内部安装有混合供料机构(9)和铺粉小车(10)；所述混合供料机构(9)固定在所述上密封箱体(3)的内顶面，且能够向所述铺粉平台板(11)表面供给混合后的粉料；所述铺粉小车(10)与所述铺粉平台板(11)顶面滑动连接，且能够将所述混合供料机构(9)和/或所述供料缸(7)供给的料粉推入所述成型缸(8)内；补料罐组(4)；所述补料罐组(4)安装在所述上密封箱体(3)的外顶面，且与所述混合供料机构(9)连接；激光扫描振镜(5)；所述激光扫描振镜(5)安装在所述上密封箱体(3)的外顶面，且其激光发射端能够进入所述上密封箱体(3)内部，且与所述成型缸安装口对应；循环过滤机构(6)；所述循环过滤机构(6)安装在所述机架(1)上，且与所述下密封箱体(2)和上密封箱体(3)连通。2.根据权利要求1所述的一种同时具有水平梯度和垂直梯度功能的3D打印机，其特征在于，所述混合供料机构(9)包括：安装基座(91)；所述安装基座(91)通过立架与所述上密封箱体(3)的内顶面固定；出料对接件(92)；所述出料对接件(92)固定在所述安装基座(91)顶面，且与所述安装基座(91)顶面之间形成活动间隙；所述出料对接件(92)表面开设有通料槽口(921)；储料仓(93)；所述储料仓(93)可拆卸连接在所述出料对接件(92)顶面，且底部具有与所述通料槽口(921)对接的出料口(931)；所述储料仓(93)内部由至少一块分仓隔板(932)将其内部腔体分割为多个分别与所述出料口(931)连通的单元腔室；水平混料器(94)；所述水平混料器(94)固定在所述安装基座(91)的一侧壁上，并由混料驱动组件(97)驱动工作；供料活塞推板(95)；所述供料活塞推板(95)滑动连接在所述活动间隙内，且与所述安装基座(91)顶面贴合；所述供料活塞推板(95)表面开设有与所述通料槽口(921)尺寸相同的移料槽口(951)，所述移料槽口(951)内具有与所述分仓隔板(932)对应布置的分料隔板(952)；所述供料活塞推板(95)由往复推动组件(98)驱动，并能够在所述通料槽口(921)正下方和所述水平混料器(94)的上方进料口之间往复运动；挡板组件(96)；所述挡板组件(96)包括挡板驱动构件(961)、供料挡板(962)和出料挡板(963)；所述挡板驱动构件(961)固定在所述安装基座(91)的侧壁上；所述供料挡板(962)与所述挡板驱动构件(961)连接，且滑动连接在所述活动间隙内，并位于所述出料对接件(92)底面和所述供料活塞推板(95)顶面之间，所述供料挡板(962)表面开设有与所述通料槽口(921)尺寸相同的供料槽口(9621)；所述出料挡板(963)与所述挡板驱动构件(961)连接，且滑动连接在所述水平混料器(94)的下方出料口，所述出料挡板(963)表面开设有出料槽口(9631)。
3.根据权利要求2所述的一种同时具有水平梯度和垂直梯度功能的3D打印机，其特征在于，所述储料仓(93)顶面具有仓盖(933)，所述仓盖(933)与所述上密封箱体(3)的内顶面贴合，所述仓盖(933)上开设有与多个所述单元腔室对应的供料口(9331)；所述补料罐组(4)与所述供料口(9331)连接；所述储料仓(93)的侧壁具有与多个所述单元腔...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵志刚，陈庆文，赵浩，曹学文，
申请(专利权)人：江苏三帝康复科技有限公司，
类型：新型
国别省市：