滑芯送粉式3d打印机供粉装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及增材制造领域，尤其是“分层制造、逐层叠加”而形成工件的3D打印机。
【背景技术】
[0002]采用不同的材料、或不同的成型工艺，3D打印机的结构和原理也有所不同，逐层铺粉烧结成型、或逐层铺粉固化成型的3D打印机，是目前结构较为成熟的3D打印机之一，包括金属粉和非金属粉3D打印机。图1、图2是3D打印机示意图，通常其主要结构由供粉装置1、铺粉刮刀装置7、成型腔系统6、烧结、或固化装置8、收粉腔5以及控制系统、冷却和气循环系统等构成；打印零件的步骤主要有三步，第一步:送粉；供粉装置I将粉料送到铺粉刮刀装置7的刮刀前面。第二步:铺粉；铺粉刮刀装置7的刮刀水平移动，将待用粉2铺平。第三步:烧结、或固化；烧结、或固化装置8工作，将实用粉料烧结、或固化。实际中，这三步是机器长时间重复循环的工作过程，在这一过程中，任意一次出现问题，所打印的零件就会报废；关键步骤是供粉，要求供粉必须按时按量，若供粉时间出现偏差，会直接影响下一步刮刀的正常运行，若供粉数量出现偏差，就会影响铺粉质量或浪费粉材。当前公知的供粉装置结构复杂、占用空间较大，还存有供粉不可靠等问题。
【发明内容】
[0003]为了解决供粉装置结构复杂、供粉不可靠的问题，本发明提供一种滑芯送粉式3D打印机供粉装置，该装置有上送粉、下送粉和两侧双送粉等多种形式，其特点是通过滑芯的往复运动将每次所需的粉料定量、并运送到铺粉刮刀装置所需的位置。
[0004]本发明采取的技术方案是:在粉箱的下方，设有空腔，空腔内有滑芯，滑芯内有腹腔；空腔上方与进粉口相通，空腔内的滑芯能够在空腔中前后滑动，当滑芯后退、其腹腔与进粉口接通时，待用粉进入腹腔中，当滑芯前进、其腹腔与出粉口接通时，待用粉从腹腔中经出粉口吐出，即供粉装置为铺粉刮刀装置供粉，滑芯每完成一次往复运动，供粉装置就完成了一次供粉循环；供粉量的多少由腹腔的容积控制。
[0005]本发明的有益效果是，通过滑芯的往复运动，实现供粉循环，在控制系统统控制下，供粉时间、供粉量都能够精确保证，结构简单，装粉方便。
【附图说明】
[0006]图1是3D打印机主机剖视示意图。
[0007]图2是图1的A-A剖视示意图。
[0008]图3是板式滑芯送粉结构示意图。
[0009]图4是图3的另一状态示意图。
[0010]图5是图4的B-B剖视示意图。
[0011]图6是图4的C-C剖视示意图。
[0012]图7是传动结构三维示意图。
[0013]图8是板式滑芯倾斜送粉结构示意图。
[0014]图9是滑块式滑芯送粉结构示意图。
[0015]图10是图9的另一状态结构示意图。
[0016]图11是滑块式滑芯双送粉结构示意图。
[0017]图12是滑块式滑芯双送粉、收粉结构示意图。
[0018]图13是图9的D-D剖视示意图。
[0019]图中:1.供粉装置，2.待用粉，3.成型缸活塞，4.工件，5.收粉腔，6.成型腔系统，7.铺粉刮刀装置，8.烧结、或固化装置，101.粉箱，102.滑芯，103.底盖，104.进粉口，105.腹腔，106.出粉口，107.空腔，108.天窗，110.齿轮，111.密封条，112.螺旋条，113.轴，114.联轴器，115.减速机，116.电机，117.活舌板，118.限位销，119.齿条，201.粉箱B，202.滑芯 B，203.导轨 B，204.进粉口 B，205.腹腔 B，206.出粉口 B，207.空腔 B，221.小活塞B，222.收粉槽B，301.粉箱C，302.滑芯C，303.导轨C，304.进粉口 C，305.腹腔C，306.出粉口 C，307.空腔C，321.小活塞C，322.收粉槽C，402.滑芯D，410.齿轮D，413.轴D，414.联轴器D，415.减速机D，416.电机D，419.齿条D，421.小活塞D，423.曲轴D，424.联轴器E，425.减速机E，427.连杆D。
【具体实施方式】
[0020]如图3?图13所示，是3D打印机供粉装置实施例，在粉箱(101)的下方，设有空腔，空腔内有滑芯，滑芯内有腹腔；空腔上方与进粉口相通，空腔内的滑芯能够在空腔中前后滑动，当滑芯后退、其腹腔与进粉口接通时，待用粉(2)进入腹腔中，当滑芯前进、其腹腔与出粉口接通时，待用粉(2)从腹腔中经出粉口吐出，即供粉装置(I)为铺粉刮刀装置(7)供粉，滑芯每完成一次往复运动，供粉装置(I)就完成了一次供粉循环；供粉量的多少由腹腔的容积控制。
[0021]如图3、图4所示，粉箱(101)下部与底盖(103)构成空腔(107)，空腔(107)上方与进粉口(104)相通，空腔(107) —端的下方是出粉口(106);滑芯(102)的形状为板状，滑芯(102)内设有腹腔(105)，滑芯(102)能够在空腔(107)中前后滑动；当滑芯(102)后退、其腹腔(105)与进粉口(104)接通时，待用粉(2)就会进入腹腔(105)中，当滑芯(102)前进、其腹腔(105)与出粉口( 106)接通时，待用粉(2)就从腹腔(105)中经出粉口( 106)吐出。即供粉装置(I)为铺粉刮刀装置(7)供粉；滑芯(102)后退时，其后退距离的大小决定了腹腔(105)与进粉口(104)过粉面积的大小，过粉面积大、供粉量就大，过粉面积小、供粉量就小，滑芯(102)后退、前进的距离能够精确控制，所以，供粉量也能够精确保证。
[0022]如图8所示，粉箱(101)的下部、底盖(103)、空腔(107)、滑芯(102)和腹腔(105)为倾斜式结构；该结构更适于粉料流动性较差的3D打印机。
[0023]如图7所示，为了保证供粉量更为精确，在滑芯(102)的前端设置一个活舌板(117)，活舌板(117)嵌装在滑芯(102)上，利用滑芯(102)与活舌板(117)的摩擦力拖动活舌板(I 17)前后运动，活舌板(117)与滑芯(102)的本体构成可变容积的腹腔(105)，滑芯(102)借用后退、前进的位置托动控制腹腔(105)的容积变化；腹腔(105)的容积是用于运载粉料的量具，腹腔(105)的容积能够精确控制，所以，供粉计量更为精确。
[0024]如图5、图6、图7所示，滑芯(102)上设有齿条(119);电机(116)通过减速机(115)、联轴器(114)、轴(113)、齿轮(110)和齿条(119)驱动滑芯(102)前后往复运动；电机(116)可以是伺服电机、步进电机、或其它马达；滑芯(102)的驱动也可以由打印机自身的其它辅助动力实现，如借用铺粉刮刀装置(7)的往复动力等等。
[0025]如图5、图6、图7所示，轴(113)置于进粉口(104)处，轴(113)上套装着螺旋条(112)，螺旋条(112)类似于弹簧，螺旋条(112)的两端与轴(113)固定；当轴(113)旋转时，也带动螺旋条(112)旋转、局部旋转、或轴向窜动，通过螺旋条(112)的蠕动动力浮动搅拌待用粉(2)，使待用粉(2)增加了流动性。
[0026]如图7所示，活舌板(117)上设有限位销(118);限位销(118)的作用是限制活舌板(117)的极限位置。
[0027]如图3、图4、图5所示，在粉箱(101)的底板上开有天窗(108)，天窗(108)与出粉口(106)上下对应；以便减少粉料的下流阻力。
[0028]如图6所示，进粉口( 104 )周边开有环形槽，环形槽内装有环形密封条(111)。
[0029]如图9、图10所示，在粉箱B (201)的下方，有空腔B (207)，空腔B (207)内有滑芯B (202);滑芯B (202)是一个小箱型结构，滑芯B (202)能够沿导轨B203前后移动，滑芯B (202)内有腹腔B (205)，腹腔B (205)内有小活塞B (221)，小活塞B (221)能够上下运动；当滑芯B (202)后退、其腹腔B (205)与进粉口 B (204)接通时，小活塞B (221)下行，待用粉(2)进入腹腔B (205)中，滑芯B (202)的前端始终堵住出粉口 B (206)，当滑芯B (202)前进、其腹腔B (205)与出粉口 B (206)接通时，小活塞B (221)上行，将待用粉
(2)从腹腔B (205)中经出粉口 B (206)推出，即供粉装置(I)为铺粉刮刀装置(7)供粉，滑芯B (202)每完成一次往复运动，供粉装置(I)就完成了一次供粉循环；供粉量由小活塞(221)的行程控制。
[0030]如图11所示，为了节约时间，提高效率，在成型腔左右两侧各设置一套送粉机构，铺粉刮刀装置(7)到左侧时，左侧送粉，铺粉刮刀装置(7)到右侧时，右侧送粉；右端有粉箱B (201)、粉箱B (201)下方有空腔B (207)、空腔B (207)内有滑芯B (202)、滑芯B (202)内有腹腔B (205)、腹腔B (205)内有小活塞B (221)，左端也有粉箱C (301)、粉箱C (301)下方有空腔C (307)、空腔C (307)内有滑芯C (302)、滑芯C (302)内有腹腔C (305)、腹腔C (305)内有小活塞C (321);滑芯B (202)能够沿导轨B (203)前后移动，小活塞B(221)能够上下运动，当滑芯B (202)后