本实用新型专利技术公开了一种3D打印成型装置，包括Z轴升降平台和位于Z轴升降平台上方的喷头装置；喷头装置包括粘结剂喷嘴、粉末喷嘴、紫外固化灯、粘结剂供给料箱和粉末供给料箱；粘结剂喷嘴和粉末喷嘴，分别由对应的管路连接粘结剂供给料箱和粉末供给料箱；喷头装置由X轴丝杆导轨机构搭载，完成在X轴方向的运动；Z轴升降平台上设置有沿Y轴方向运动的成型基板；紫外固化灯用于对喷射在成型基板上的打印层进行照射，使其固化。本实用新型专利技术喷头采用连续喷射方式，避免粘结剂固化，提高了成型精度和表面质量，与现有的DIW技术相比，无需预先将粉末与粘结剂混合形成浆料，减少成型工序，成型材料便于储存，有效地节约了材料，提高了成型效率。率。率。
【技术实现步骤摘要】
一种3D打印成型装置
[0001]本技术涉及快速成型
，尤其涉及一种3D打印成型装置。
技术介绍
[0002]3D打印技术是将CAD模型沿一个方向，离散成一系列二维截面图，然后根据截面轮廓信息，逐层打印堆积成型的快速成型方法。
[0003]传统的3D打印技术是利用高能束(激光束、电子束等)将材料以球形粉末状或者丝材的形式逐层熔融沉积成构件，主要的成型方式包括：SLS、SLM和EBM。目前存在以下缺点：1)高能束3D打印设备及其维护成本相当高；
[0004]2)材料方面受到了限制，对于铜这类对激光具有高反射率的金属，激光能量的有效利用率非常小；3)打印周期长，生产效率低；4)表面质量较差，由于通过激光熔融，使得成形件表面有很明显的熔接痕迹，需要后处理。
[0005]近年兴起的流体选择性沉积方案并未使用高能束作为加工能量源，而是利用流体流动性，外形及体积较容易在外来约束下发生变化的特性。将流体从细小的孔径中挤出或喷出，选择性的沉积在空白平面或粉末表面进而成形。使用该方案的技术也有很多种，常见的有FDM、3DP、DIW。FDM技术是通过将丝材送入挤压头，在挤压头中加热后，随着挤压头的运动将熔融材料挤出，利用材料的热熔性、粘结性固化成形。
[0006]3DP技术通过喷头将液体选择性沉积到粉床表面，依靠液体与固体粉末间的物理或化学反应固化成形。
[0007]DIW是将金属粉末与粘结剂按比例均匀混合制备成金属浆料，利用气动式挤出打印机打印成型得到制件。
[0008]FDM技术成形精度低、打印周期长、生产效率低。
[0009]3DP技术成型精度不高，粘结剂粘结粉床内的多余粉末，使成型件存在边缘模糊等缺陷。
[0010]DIW需要预先将金属粉末与粘结剂按比例混合均匀，工序复杂，剩余的金属浆料不方便储存。
[0011]因此，如何改变现有技术中，3D打印成型技术中存在的缺点，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。
技术实现思路
[0012]本技术提供一种3D打印成型装置，目的在于减少设备的复杂性，降低3D打印成型的能耗和造价，提高3D打印成型精度和效率。
[0013]本技术通过下述技术方案实现：
[0014]一种3D打印成型装置，包括Z轴升降平台1和位于Z轴升降平台1上方的喷头装置2；
[0015]喷头装置2包括粘结剂喷嘴3、粉末喷嘴4、紫外固化灯5、粘结剂供给料箱6和粉末供给料箱7；
[0016]粘结剂喷嘴3和粉末喷嘴4，分别由对应的管路连接粘结剂供给料箱6和粉末供给料箱7；
[0017]喷头装置2由X轴丝杆导轨机构搭载，完成在X轴方向的运动；
[0018]Z轴升降平台1上设置有沿Y轴方向运动的成型基板8；
[0019]成型基板8位于喷嘴下方；
[0020]紫外固化灯5位于粘结剂喷嘴3或者粉末喷嘴4的一侧，用于对喷射在成型基板8上的打印层14进行照射，使其固化。
[0021]粘结剂喷嘴3和粉末喷嘴4的喷射位置、以及紫外固化灯5的照射位置，均在成型基板8上重叠。
[0022]Z轴升降平台1上设置有丝杠滑块机构，包括滚珠丝杆9、导轨滑块10以及步进电机11；成型基板8位于滚珠丝杆9和导轨滑块10上；
[0023]滚珠丝杆9的一端连接步进电机11，由其提供成型基板8Y轴运动输出。
[0024]喷头装置2固定在支撑架12上，支撑架12固定在丝杆导轨机构的X轴横梁13上，沿X轴方向运行。
[0025]支撑架12为框型结构架；喷头装置2的粘结剂喷嘴3、粉末喷嘴4和紫外固化灯5，均活动安装在框型结构架内侧。
[0026]粘结剂喷嘴3和粉末喷嘴4的喷射角度可调；紫外固化灯5的照射角度可调。
[0027]打印层14是指粘结剂和粉末的混合层。
[0028]本技术相对于现有技术，具有如下的优点及效果：
[0029]本技术的3D打印成型装置，打印喷头喷射粉末和粘结剂，粘合粉末材料层，零件成型所用粉末由喷头喷射，与现有技术中的供粉缸相比，减少了设备的复杂性，提高了粉末的利用率，同时克服了现有技术平铺粉末，使粉末与空气长期大比表面积接触导致的粉末回潮氧化，导致成型工件质量下降的现象。
[0030]本技术喷头可采用连续喷射方式，避免粘结剂固化，提高了成型精度和表面质量，与现有的DIW技术相比，无需预先将粉末与粘结剂混合形成浆料，减少成型工序，成型材料便于储存，有效地节约了材料，提高了成型效率。
附图说明
[0031]图1为本技术3D打印成型装置整体结构示意图。
[0032]图2为粘结剂和粉末喷射成型过程示意图。
具体实施方式
[0033]下面结合具体实施例对本技术作进一步具体详细描述。
[0034]如图1
‑
2所示。本技术公开了一种3D打印成型装置，包括Z轴升降平台1和位于Z轴升降平台1上方的喷头装置2；
[0035]喷头装置2包括粘结剂喷嘴3、粉末喷嘴4、紫外固化灯5、粘结剂供给料箱6和粉末供给料箱7；
[0036]粘结剂喷嘴3和粉末喷嘴4，分别由对应的管路连接粘结剂供给料箱6和粉末供给料箱7；
[0037]喷头装置2由X轴丝杆导轨机构搭载，完成在X轴方向的运动；
[0038]Z轴升降平台1上设置有沿Y轴方向运动的成型基板8；成型基板8位于喷嘴下方；
[0039]紫外固化灯5位于粘结剂喷嘴3或者粉末喷嘴4的一侧，用于对喷射在成型基板8上的打印层14进行照射，使其固化。
[0040]粘结剂喷嘴3和粉末喷嘴4的喷射位置、以及紫外固化灯5的照射位置，均在成型基板8上重叠(成型基板同一位置)。
[0041]Z轴升降平台1上设置有丝杠滑块机构，包括滚珠丝杆9、导轨滑块10以及步进电机11；成型基板8位于滚珠丝杆9和导轨滑块10上；
[0042]滚珠丝杆9的一端连接步进电机11，由其提供成型基板8Y轴运动输出。
[0043]喷头装置2固定在支撑架12上，支撑架12固定在丝杆导轨机构的X轴横梁13上，沿X轴方向运行。
[0044]支撑架12为框型结构架；喷头装置2的粘结剂喷嘴3、粉末喷嘴4和紫外固化灯5，均活动安装在框型结构架内侧。
[0045]粘结剂喷嘴3和粉末喷嘴4的喷射角度可调；紫外固化灯5的照射角度可调。
[0046]打印层14是指粘结剂和粉末的混合层。
[0047]本技术如常规打印一样，第一层喷射完成后，紫外固化灯照射一段时间，完成一层的固化，Z轴升降平台带动成型基板8下降一层粉层的厚度，并重复上述操作，直至工件加工成型。
[0048]本技术采用先后喷射粘结剂与粉末叠加成型，并且加工过程成型基板8和喷头装置2为运动部件，成型设备无需成型缸，也无需提前铺设粉末，这种方式简单实用。克服了现有技术中，粉缸内粉末易回潮，导致粉床流动性差，成型件表面粗糙，必本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种3D打印成型装置，包括Z轴升降平台（1）和位于Z轴升降平台（1）上方的喷头装置（2）；其特征在于：喷头装置（2）包括粘结剂喷嘴（3）、粉末喷嘴（4）、紫外固化灯（5）、粘结剂供给料箱（6）和粉末供给料箱（7）；粘结剂喷嘴（3）和粉末喷嘴（4），分别由对应的管路连接粘结剂供给料箱（6）和粉末供给料箱（7）；喷头装置（2）由X轴丝杆导轨机构搭载，完成在X轴方向的运动；Z轴升降平台（1）上设置有沿Y轴方向运动的成型基板（8）；成型基板（8）位于喷嘴下方；紫外固化灯（5）位于粘结剂喷嘴（3）或者粉末喷嘴（4）的一侧，用于对喷射在成型基板（8）上的打印层（14）进行照射，使其固化。2.根据权利要求1所述3D打印成型装置，其特征在于：粘结剂喷嘴（3）和粉末喷嘴（4）的喷射位置、以及紫外固化灯（5）的照射位置，均在成型基板（8）上重叠。3.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：黄延禄，陈致伊，邓鸿信，杨永强，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：新型
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。