一种3D打印系统的制作方法

一种3d打印系统
技术领域
[0001]
本实用新型属于增材制造技术领域，具体涉及一种选区激光烧结(sls)/选区激光熔化(slm)的3d打印系统。


背景技术：

[0002]
3d打印技术又称为增材制造，是一种基于三维数字模型、运用加热或光固化的方式将材料逐层成型的新兴制造技术。选区激光烧结(sls)和选区激光熔化(slm)是增材制造技术的重要分支，两者都是利用粉末在激光束的热作用下熔化或部分熔化经冷却凝固而成型的一种技术，在成形复杂结构件、缩短零件加工时间和降低成本等方面展现出巨大优势。
[0003]
现有选区激光烧结(sls)/选区激光熔化(slm)成形设备采用上送粉或下送粉方式，用刮刀进行刮平粉末，然后逐层按照预制程序进行激光烧结/熔化，直至堆叠成型需要的零件。其中上送粉结构的选区激光烧结(sls)/选区激光熔化(slm)的3d打印设备是在机器上方安装一个粉筒作为整机的粉末供料，使用前需要将要打印的粉末装入粉筒中，然后由人工将粉筒安装于设备上方为设备供料，打印过程中若出现缺料的情况，需要人工进行重体力搬运，操作复杂，效率低。下送粉结构的选区激光烧结(sls)/选区激光熔化(slm)的3d打印设备是采用真空上料机来传送粉末状物料，但是真空上料机体积庞大，设备集成化效果差，运行时噪音较大，整机功耗高，运输效率低，并且适配这样的输送设备价格也相当的昂贵。


技术实现要素：

[0004]
本实用新型的目的是提供一种安装有转盘式送粉器的选区激光烧结(sls)/选区激光熔化(slm)的3d打印系统，解决sls/slm 3d打印设备粉末供料耗费人力或设备昂贵、集成效果差等问题。
[0005]
为解决上述问题，本实用新型提供了一种3d打印系统，包括sls/slm 3d打印机，所述sls/slm 3d打印机包括铺粉装置，所述铺粉装置主要由铺粉器和刮刀组成；所述3d打印系统还包括转盘式送粉器和储粉罐，所述转盘式送粉器与所述储粉罐相连；所述储粉罐设置有储粉罐粉料出口，所述储粉罐粉料出口与所述铺粉器相连。
[0006]
优选地，所述转盘式送粉器包括粉筒、粉盘和送粉管，所述粉盘连接所述粉筒和所述送粉管。
[0007]
优选地，所述转盘式送粉器还包括吸粉嘴和转轴，所述粉盘上设有凹槽，所述吸粉嘴设置在所述粉盘上且与所述凹槽位置对应，所述送粉管连接吸粉嘴，所述粉筒的出料口对应所述凹槽位置设置，所述转轴设置在所述粉盘中部，所述转轴上设置有转轴电机。
[0008]
优选地，所述转盘式送粉器还包括搅拌电机，所述搅拌电机位于所述粉筒上部。
[0009]
优选地，所述储粉罐包括储粉腔、外壳、储粉罐粉料入口管、储粉罐粉料出口、储粉罐气体出口；所述储粉腔呈漏斗形，所述储粉腔上部与所述外壳密封连接，所述储粉腔的下部设置有所述储粉罐粉料出口，所述外壳上部设置有所述储粉罐气体出口，所述储粉罐粉
料入口管与所述送粉管密封连接。
[0010]
优选地，所述储粉罐粉料入口管至少为两个，并且沿所述储粉罐的轴向对称分布。
[0011]
优选地，所述外壳侧面的上部设置有第一粉料传感器，所述第一粉料传感器的测量端位于所述外壳内。
[0012]
优选地，所述外壳侧面的下部设置有第二粉料传感器，所述第二粉料传感器的测量端位于所述储粉腔内。
[0013]
优选地，还包括过滤器，所述过滤器与所述储粉罐通过第一管路相连，所述第一管路设置有第一阀门。
[0014]
本实用新型相比于现有技术的有益效果在于：本实用新型通过使用转盘式送粉器，有效解决了现有选区激光烧结(sls)/选区激光熔化(slm)打印设备的粉末供料问题，可实现一次装料，自动输送、自动添加，减少了人工搬运上料，人工需长时间看护的问题，亦省去了购买庞大复杂真空上料机的问题，节省了设备成本，形成较好的集成化与自动化。
附图说明
[0015]
图1是本实用新型的3d打印系统的结构示意图；
[0016]
图2是本实用新型的转盘式送粉器的结构示意图。
[0017]
附图标号：
[0018]
1.转盘式铺粉器；11.粉筒；12.粉盘；13.吸粉嘴；14.凹槽；15.送粉管；16.转轴；17.转轴电机；18.搅拌电机；2.储粉罐；21.储粉腔；22.外壳；23.储粉罐粉料入口管；24.储粉罐粉料出口；25.储粉罐气体出口；26.第一粉料传感器；27.第二粉料传感器；3.3d打印机；31.铺粉器；32.打印平台；4.过滤器；41.排气口；5.第一管路；51.第一阀门；6.第二管路；62.第二阀门。
具体实施方式
[0019]
以下结合附图，对本实用新型上述的和此外的技术特征和优点进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的部分实施例，而不是全部实施例。
[0020]
如图1所示，本实用新型提供了一种3d打印系统，所述系统包括转盘式送粉器1、储粉罐2和sls/slm 3d打印机3，转盘式送粉器1与储粉罐2相连，储粉罐2与sls/slm3d打印机3相连。
[0021]
转盘式送粉器1的具体结构如图2所示，转盘式送粉器1主要由粉筒11、粉盘12、吸粉嘴13、凹槽14、送粉管15和转轴16组成。粉盘2上带有凹槽14，粉筒11的出料口对应凹槽14位置设置，吸粉嘴13设置在粉盘12上且与凹槽14位置对应，送粉管15连接吸粉嘴13，粉盘12中部设置有转轴16，转轴16上设置有转轴电机17。整个转盘式送粉器1为密闭式结构，粉料由粉筒11通过自身重力落入转盘凹槽14，并且转轴电机17带动粉盘12转动将粉料运至吸粉嘴13，密闭的转盘式送粉器1中充入保护性气体，通过气体压力将粉料从吸粉嘴13处送出，然后再经过送粉管15进入储粉罐2。为了增强粉筒11内粉料的流动性，防止粉料板结，在粉筒11上部设置有搅拌电机18。通过使用转盘式送粉器1，既能实现上料的自动化，又因为转盘式送粉器1体积小能够更好地减少设备体积，有利于实现3d打印系统的集成化。
[0022]
储粉罐2主要由储粉腔21、外壳22、储粉罐粉料入口管23、储粉罐粉料出口24、储粉
罐气体出口25组成。储粉腔21呈漏斗形，便于落粉。储粉腔21的上部与外壳22密封连接，储粉腔21的下部设置有储粉罐粉料出口24，外壳22上部设置有储粉罐气体出口25。粉储罐粉料入口管23与送粉管15密封连接，送粉管15穿过外壳22并与外壳22密封连接。粉储罐粉料入口管23可以为1个或多个。为了减少粉料的势能，降低气流的扰动，储粉罐粉料入口管23设置为2个或多个，并且沿储粉罐2的轴向对称分布，储粉罐粉料入口管23的管口对应储粉腔21的内壁。当气体携带粉料通过粉储粉罐粉料入口管23后粉料会撞击到储粉腔21的内壁以消除大部分能量，随即往下掉落，经过储粉罐粉料出口24排出储粉腔21。气体向上通过储粉罐气体出口25排出。储粉罐2的功能除了储存粉末原料外，还可以实现粉末原料和气体的分离。
[0023]
外壳22侧面的上部设置有第一粉料传感器26，其测量端位于外壳22内并且高于储粉罐粉料入口管23，用于检测储粉腔21内的粉料是否达到了设计容量，如果第一粉料传感器26检测到信号，则停止转盘式送粉器1送粉。
[0024]
外壳22侧面的下部设置有第二粉料传感器27，其测量端位于储粉腔21内下部靠近储粉罐粉料出口24位置，用于检测是否有粉料通过储粉罐粉料出口24排出，如果检测到有信号，可以执行打印工序，如果没有检测到信号，则启动转盘式送粉器1进行送粉。
[0025]
为了防止储粉罐气体出口25排出的气体夹带有粉料，对环境造成污染，本实用新型的3d打印系统设置有过滤器4，过滤器4的入口与储粉罐气体出口25通过第一管路5相连，第一管路5上设置有第一阀门51，第一阀门51为蝶阀、闸阀等，用于开关气路。从储粉罐2出来的气体通过第一管路5然后进入过滤器4进行过滤后，气体通过过滤器的排气口41排入大气。通过设置过滤器4减少了粉料对环境的污染。
[0026]
sls/slm 3d打印机3包括铺粉装置，铺粉装置主要由铺粉器31、刮刀组成。铺粉器31为倒置的漏斗形。铺粉器31位于sls/slm 3d打印机3的打印平台32的上方，刮刀能够在打印平台32上沿x轴和/或y轴运动。sls/slm 3d打印机3其它的结构与市面常见的3d打印机类似。
[0027]
储粉罐粉料出口24通过第二管路6与sls/slm 3d打印机的铺粉器31相连。第二管路6上设置有第二阀门61，第二阀门为蝶阀、闸阀等，用于控制储粉罐2的出料。当进行3d打印时，打开第二阀门61，使粉料通过储粉罐粉料出口24进入第二管路6，再进入铺粉器31。开启铺粉器31，使其中的粉料落在打印平台32上，用刮刀刮平，激光按照既定的轨迹进行烧结/熔化，然后开启第二阀门61在铺粉器31内装入粉料继续铺粉、烧结/熔化，直至完成整个打印过程。
[0028]
实施例一：
[0029]
在粉筒11中加入打印粉料，开启搅拌电机18，粉料由粉筒11通过自身重力落入转盘凹槽14，并且转轴电机17带动粉盘2转动将粉料运至吸粉嘴13，密闭的转盘式送粉器1中充入保护性气体，通过气体压力将粉料从吸粉嘴13处送出，然后再经过送粉管15和储粉罐粉料入口管23进入储粉腔21。在转盘式送粉器1输送粉料的过程中打开第一阀门51，同步开启过滤器4，经过过滤后的气体排入大气。
[0030]
当第一粉料传感器26检测到信号，则停止转盘式送粉器1送粉。关闭第一阀门51和过滤器4，开启第二阀门61。储粉腔21内的粉料通过储粉罐粉料出口24进入第二管路6，然后进入铺粉器31。开启铺粉器31，使其中的粉料落在打印平台32上，用刮刀刮平，激光按照既
定的轨迹进行烧结/熔化，然后开启第二阀门61在铺粉器31内装入粉料继续铺粉、烧结/熔化，直至完成整个打印过程，取出成型制件。在sls/slm 3d打印机工作的过程中，如果第二粉料传感器27检测不到信号，则需要启动转盘式送粉器1继续送粉，重复前面的操作。
[0031]
通过本实用新型的技术方案，可获得以下技术效果：本实用新型通过使用转盘式送粉器，有效解决了现有选区激光烧结(sls)/选区激光熔化(slm)打印设备的粉末供料问题，可实现一次装料，自动输送、自动添加，减少了人工搬运上料，人工需长时间看护的问题，亦省去了购买庞大复杂真空上料机的问题，节省设备成本，形成较好的集成化与自动化。
[0032]
以上所述的具体实施例，对本实用新型的目的、技术方案和有益效果进行了进一步的详细说明，应当理解，以上所述的仅为本实用新型的具体实施例而已，并不用于限定本实用新型的保护范围。特别指出，对于本领域技术人员来说，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

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