本发明涉及一种3D打印技术领域，特别是一种陶瓷3D打印机的上料装置、上料方法及陶瓷3D打印机。
背景技术：
传统的上照式面曝光3D陶瓷打印机可以分为投影装置、刮刀、供料装置、Z方向进给(成型或者打印)平台。将陶瓷打印材料按预先设计的三维模型在Z方向(垂直方向)上分层打印出来，生成剖面层，同时用特定频率的光波进行照射使之快速固化，将每个剖面层堆积并且粘合在一起，最终形成3D模型。目前，传统的陶瓷3D打印机中，其陶瓷打印材料在供料装置驱动下堆积在工作平台上，然后在刮刀的作用下被铺平，最后进行面投影固化，且每次固化完成后成型平台需要向下下降一定高度。如此循环，通过逐层曝光来生成三维实体。
其中供料装置与刮刀是其中的关键，供料是否均匀充分，刮平表面是否平整，直接影响到每一层的打印质量。传统的上料机构有着许多缺陷：
由于陶瓷材料是非牛顿流体中的塑性流体，粘度比较大。传统供料上使用的大都为料斗、蠕动泵，送料缸，由于陶瓷打印材料粘度比较大，在重力的作用下也不会轻易流动，因此料斗式的上料方式存在着流量不均匀，甚至出不了料的问题，可能会面临着驱动力不足或者是流量不够，产生空气层、流量不均匀等问题，影响打印精度。
若使用蠕动泵的话，仅能驱动那些粘度较低，流动性较好的流体，遇到高粘度流体也会存在上述问题。
料缸类的上料机构这种上料方式利用机械力解决了由于高粘度产生的驱动力不足的问题，使其能顺畅出料，但是在后续刮刀进行刮平的时候，如果打印层厚过大，材料的高粘度可能会使材料不能完美地充满型腔，产生气体层的问题。部分打印机限于结构，上料被分为出料，刮平两个步骤，并且刮刀刮完之后需要复位，走了一段空行程，因此效率较低。
因此，需要一种能很好适应于陶瓷材料打印并且能够往复上料以提高打印速度和精度的陶瓷光固化3D打印机来克服上述的缺陷。
在背景技术部分中公开的上述信息仅仅用于增强对本发明背景的理解，因此可能包含不构成在本国中本领域普通技术人员公知的现有技术的信息。
技术实现要素：
为了克服背景技术中提及的缺陷，本发明公开一种陶瓷3D打印机的上料装置、上料方法及陶瓷3D打印机，其利用机械力供料，出料与刮平同时进行的往复上料机构解决了陶瓷3D打印机供料驱动力不足，效率低下等问题。
本发明的目的是通过以下技术方案予以实现。
本发明的一个方面，一种陶瓷3D打印机的上料装置包括用于驱动循环供料缸的直线运动机构、连续向刮刀机构输送陶瓷打印材料的循环供料缸和连续出料且同时刮平的刮刀机构，循环供料缸包括：
料箱，其容纳陶瓷3D打印机的陶瓷打印材料，
可移动活塞缸体，连接所述直线运动机构的可移动活塞缸体相对于活塞移动，可移动活塞缸体包括容纳活塞的活塞腔，
活塞，其经由第一密封盖和第二密封盖密封布置在所述活塞腔内，
第一导向杆，与所述可移动活塞缸体同轴装配的第一导向杆连接所述活塞以固定所述活塞，
第一单向阀，其一端经由第一进料软管连接料箱，另一端连接活塞腔的左端上侧，
第二单向阀，其一端经由第一出料软管连接汇流器，另一端连接活塞腔的右端下侧，
第三单向阀，其一端经由第二进料软管连接料箱，另一端连接活塞腔的右端上侧，
第四单向阀，其一端经由第二出料软管连接汇流器，另一端连接活塞腔的左端下侧，
其中，当可移动活塞缸体相对于活塞向左移动时，料箱中的陶瓷打印材料经由第一进料软管通过第一单向阀进入活塞腔，以及经由第二单向阀进入第一出料软管以到达汇流器，当可移动活塞缸体相对于活塞向右移动时，料箱中的陶瓷打印材料经由第二进料软管通过第三单向阀进入活塞腔，以及经由第四单向阀进入第二出料软管以到达汇流器；
刮刀机构包括：
刮刀体，其连接循环供料缸且随着所述可移动活塞缸体移动而移动，刮刀体包括设在其顶端的进料口、容纳来自进料口的陶瓷打印材料的容纳腔和设在刮刀体底端的多个出料口，
汇流器，用于汇集陶瓷打印材料的汇流器一端连接第一和第二出料软管，另一端连接所述进料口，
第二导向杆，其连接设在刮刀体上的导向孔使得刮刀体保持水平移动，
第一刮刀和第二刮刀，其分别固定在刮刀体的两侧，所述第一刮刀和第二刮刀的底端分别比所述刮刀体的底端低预定距离。
在所述的陶瓷3D打印机的上料装置中，所述陶瓷打印材料为高粘度塑性流体材料。
在所述的陶瓷3D打印机的上料装置中，所述进料口位于刮刀体顶端的中心位置处，多个出料口均匀分布在所述容纳腔的底部。
在所述的陶瓷3D打印机的上料装置中，刮刀体其经由定位座连接循环供料缸，所述刮刀体与用于承载陶瓷打印材料的工作平台的投影距离不大于1毫米。
在所述的陶瓷3D打印机的上料装置中，所述直线运动机构为滚珠丝杠机构，其包括提供驱动力的步进电机、滚珠丝杠和用于连接循环供料缸的移动滑块。
在所述的陶瓷3D打印机的上料装置中，所述活塞腔的容积减去活塞占用的容积后大于等于形成最大打印层厚所需的陶瓷打印材料体积。
在所述的陶瓷3D打印机的上料装置中，所述刮刀体设有溢流口，溢流减压阀连接所述溢流口。
在所述的陶瓷3D打印机的上料装置中，所述工作平台包括容纳刮平后多余的陶瓷打印材料的回收缸，所述回收缸的宽度大于等于第一刮刀和第二刮刀的水平宽度。
根据本发明的另一方面，一种利用所述的陶瓷3D打印机的上料装置的上料方法步骤包括：
第一步骤中，可移动活塞缸体相对于活塞向右移动时，料箱中的陶瓷打印材料经由第二进料软管通过第三单向阀进入活塞腔，以及经由第四单向阀进入第二出料软管以到达汇流器，陶瓷打印材料经由汇流器通过进料口进入容纳腔，然后经由出料口平铺在工作平台上，随着可移动活塞缸体的向右移动，刮刀体同步向右移动，使得陶瓷打印材料经由出料口平铺在工作平台的同时经由第一刮刀和第二刮刀刮平，多余的陶瓷打印材料收集在回收缸中；
第二步骤中，可移动活塞缸体相对于活塞向左移动时，料箱中的陶瓷打印材料经由第一进料软管通过第一单向阀进入活塞腔，以及经由第二单向阀进入第一出料软管以到达汇流器，陶瓷打印材料经由汇流器通过进料口进入容纳腔，然后经由出料口平铺在工作平台上，随着可移动活塞缸体的向左移动，刮刀体同步向左移动，使得陶瓷打印材料经由出料口平铺在工作平台的同时经由第一刮刀和第二刮刀刮平，多余的陶瓷打印材料收集在回收缸中；
第三步骤中，重复第一步骤和第二步骤以往复移动且同时上料刮平直到结束。
根据本发明的又一方面，一种陶瓷3D打印机包括所述的上料装置。
本发明具有以下有益效果：
本发明的方案是采用纯机械结构，利用机械力出料，同时将出料与刮刀运动联结在一起，能够有效减少驱动源，往复上料。具有高效率，可靠性高的优点。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够使得本发明的技术手段更加清楚明白，达到本领域技术人员可依照说明书的内容予以实施的程度，并且为了能够让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，下面以本发明的具体实施方式进行举例说明。
附图说明
通过阅读下文优选的具体实施方式中的详细描述，本发明各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。说明书附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。显而易见地，下面描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。而且在整个附图中，用相同的附图标记表示相同的部件。
在附图中：
图1是根据本发明一个实施例的陶瓷3D打印机的上料装置的结构示意图；
图2是根据本发明一个实施例的陶瓷3D打印机的上料装置的循环供料缸的工作示意图；
图3是根据本发明一个实施例的陶瓷3D打印机的上料装置的刮刀机构的结构示意图；
图4是根据本发明一个实施例的陶瓷3D打印机的上料装置的刮刀机构在A-A方向的截面示意图；
图5是根据本发明一个实施例的陶瓷3D打印机的上料装置的刮刀机构在B-B方向的截面示意图；
图6是根据本发明一个实施例的陶瓷3D打印机的上料装置的刮刀机构在C-C方向的截面示意图；
图7是根据本发明一个实施例的陶瓷3D打印机的上料装置的刮刀机构向右移动的工作示意图；
图8是根据本发明一个实施例的使用陶瓷3D打印机的上料装置的上料方法的步骤示意图。
以下结合附图和实施例对本发明作进一步的解释。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本发明的具体实施例。虽然附图中显示了本发明的具体实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本发明而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本发明，并且能够将本发明的范围完整的传达给本领域的技术人员。
需要说明的是，在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可以理解，技术人员可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名词的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”或“包括”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。说明书后续描述为实施本发明的较佳实施方式，然所述描述乃以说明书的一般原则为目的，并非用以限定本发明的范围。本发明的保护范围当视所附权利要求所界定者为准。
为便于对本发明实施例的理解，下面将结合附图以具体实施例为例做进一步的解释说明，且各个附图并不构成对本发明实施例的限定。
为了更好地理解，图1是根据本发明一个实施例的陶瓷3D打印机的上料装置的结构示意图，如图1所示，一种陶瓷3D打印机的上料装置包括用于驱动循环供料缸的直线运动机构1、连续向刮刀机构3输送陶瓷打印材料的循环供料缸2和连续出料且同时刮平的刮刀机构3。
图2是根据本发明一个实施例的陶瓷3D打印机的上料装置的循环供料缸的工作示意图，循环供料缸2包括：
料箱4，其容纳陶瓷3D打印机的陶瓷打印材料，
可移动活塞缸体5，连接所述直线运动机构1的可移动活塞缸体5相对于活塞6移动，可移动活塞缸体5包括容纳活塞6的活塞腔7，
活塞6，其经由第一密封盖33和第二密封盖34密封布置在所述活塞腔7内，
第一导向杆8，与所述可移动活塞缸体5同轴装配的第一导向杆8连接所述活塞6以固定所述活塞6，
第一单向阀9，其一端经由第一进料软管10连接料箱4，另一端连接活塞腔7的左端上侧，
第二单向阀31，其一端经由第一出料软管32连接汇流器11，另一端连接活塞腔7的右端下侧，
第三单向阀12，其一端经由第二进料软管35连接料箱4，另一端连接活塞腔7的右端上侧，
第四单向阀13，其一端经由第二出料软管14连接汇流器11，另一端连接活塞腔7的左端下侧，
其中，当可移动活塞缸体5相对于活塞6向左移动时，料箱4中的陶瓷打印材料经由第一进料软管10通过第一单向阀9进入活塞腔7，以及经由第二单向阀31进入第一出料软管32以到达汇流器11，当可移动活塞缸体5相对于活塞6向右移动时，料箱4中的陶瓷打印材料经由第二进料软管35通过第三单向阀12进入活塞腔7，以及经由第四单向阀13进入第二出料软管14以到达汇流器11；
图3是根据本发明一个实施例的陶瓷3D打印机的上料装置的刮刀机构的结构示意图，刮刀机构3包括：
刮刀体15，其连接循环供料缸2且随着所述可移动活塞缸体5移动而移动，刮刀体15包括设在其顶端的进料口16、容纳来自进料口16的陶瓷打印材料的容纳腔17和设在刮刀体15底端的多个出料口18，
汇流器11，用于汇集陶瓷打印材料的汇流器11一端连接第一和第二出料软管，另一端连接所述进料口16，
第二导向杆19，其连接设在刮刀体15上的导向孔20使得刮刀体15保持水平移动，
第一刮刀21和第二刮刀22，其分别固定在刮刀体15的两侧，所述第一刮刀21和第二刮刀22的底端分别比所述刮刀体15的底端低预定距离。
为了进一步理解本发明，在一个实施例中，陶瓷3D打印机的上料装置用于将高粘度塑性流体的打印材料平整地铺在工作平台上，为后续固化做准备。陶瓷3D打印机的上料装置包括，
循环供料缸2：其连续不断向刮刀机构3输送打印材料，
刮刀机构3：连续出料与刮平同时进行，为后续固化作准备，
直线运动机构1：为循环供料缸2提供机械驱动力。
所述循环供料缸2包括料缸4，活塞6，导向杆8，密封盖，入料软管，单向阀，出料软管。其中导向杆8与活塞6连接，在保证同轴度的要求下与料缸装配；密封盖与两类单向阀；在螺钉的连接下，将两个密封盖与料缸装配起来；其中出料软管与第二单向阀连接，进料软管与第一单向阀连接；其中进料软管与装有打印材料的料箱连接，出料软管与刮刀结构的汇流器11连接。
所述刮刀机构3包括刮刀，定位座，刮刀座，汇流器，溢流阀和导向杆。汇流器11位于刮刀体15中心，与刮刀体进料口连接；溢流阀与刮刀体的溢流口连接；刮刀体通过轴孔与导向杆装配，其中刮刀机构与工作平台的投影距离不大于1mm，但不直接接触。刮刀通过螺钉固定在刮刀体上，刮刀机构3通过定位座与循环供料缸2连接，其运动跟随循环供料缸2。
所述直线运动机构1包括步进电机，滚珠丝杠，移动滑块。直线运动机构通过滑块与循环供料缸连接；驱动源采用步进电机，通过联轴器连接。
液压阀都为适用于非牛顿流体的阀。
在一个实施例中，进料通过直线运动机构带动循环供料缸2与活塞6相对运动产生的内外压力差，在大气压的作用下，将料箱4中的打印材料通过软管和单向阀挤进料缸；出料通过直线运动机构1带动循环供料缸2与活塞相对运动，活塞将打印材料通过单向阀挤出料缸，通过出料软管进入刮刀机构，实现左室进料的同时右室在出料，右室进料的同时左室在出料。值得注意的是：料缸的容积除去活塞占用的容积因该大于等于最大打印层厚，以保证打印要求。多余的料后续可以通过刮刀刮进回收缸进行回收。
在一个实施例中，图6是根据本发明一个实施例的陶瓷3D打印机的上料装置的刮刀机构在C-C方向的截面示意图，循环供料缸2的左右两室的出料口通过软管与汇流器11连接；刮刀体15为了保持受力平衡，不产生倾斜，保证与成型平台的平行度，使用导向杆19轴孔配合；刮刀体15配合定位座与循环供料缸连接在一起。
在一个实施例中，刮刀体15与供料缸2连接之后，刮刀部分会随着供料缸运动而运动，同时不断有打印材料通过活塞被挤出来，进入刮刀体内部；然后通过多个分流口出料，铺在成型工作平台上；因此出料与刮料是同时进行的。
本发明优选实施例中，所述陶瓷打印材料为高粘度塑性流体材料。
图4是根据本发明一个实施例的陶瓷3D打印机的上料装置的刮刀机构在A-A方向的截面示意图，本发明优选实施例中，所述进料口16位于刮刀体15顶端的中心位置处，图5是根据本发明一个实施例的陶瓷3D打印机的上料装置的刮刀机构在B-B方向的截面示意图，多个出料口18均匀分布在所述容纳腔17的底部。
本发明优选实施例中，刮刀体15其经由定位座23连接循环供料缸2，所述刮刀体15与用于承载陶瓷打印材料的工作平台24的投影距离不大于1毫米。
本发明优选实施例中，所述直线运动机构1为滚珠丝杠机构，其包括提供驱动力的步进电机25、滚珠丝杠26和用于连接循环供料缸2的移动滑块27。
本发明优选实施例中，所述活塞腔7的容积减去活塞6占用的容积后大于等于形成最大打印层厚所需的陶瓷打印材料体积。
本发明优选实施例中，所述刮刀体15设有溢流口28，溢流减压阀29连接所述溢流口28。当发生堵塞的时候，流体有其他通道可以出来，以防设备发生损坏，起了一道保险的作用。
图7是根据本发明一个实施例的陶瓷3D打印机的上料装置的刮刀机构向右移动的工作示意图，本发明优选实施例中，所述工作平台24包括容纳刮平后多余的陶瓷打印材料的回收缸30，所述回收缸30的宽度大于等于第一刮刀21和第二刮刀22的水平宽度以便材料能够全部刮入回收缸。刮刀的行程应与活塞的行程一致，以保证供料与刮料准确配合。
图8是根据本发明一个实施例的使用陶瓷3D打印机的上料装置的上料方法的步骤示意图，一种利用所述的陶瓷3D打印机的上料装置的上料方法步骤包括：
第一步骤S1中，可移动活塞缸体5相对于活塞6向右移动时，料箱4中的陶瓷打印材料经由第二进料软管35通过第三单向阀12进入活塞腔7，以及经由第四单向阀13进入第二出料软管14以到达汇流器11，陶瓷打印材料经由汇流器11通过进料口16进入容纳腔17，然后经由出料口18平铺在工作平台24上，随着可移动活塞缸体5的向右移动，刮刀体15同步向右移动，使得陶瓷打印材料经由出料口18平铺在工作平台24的同时经由第一刮刀21和第二刮刀22刮平，多余的陶瓷打印材料收集在回收缸30中；
第二步骤S2中，可移动活塞缸体5相对于活塞6向左移动时，料箱4中的陶瓷打印材料经由第一进料软管10通过第一单向阀9进入活塞腔7，以及经由第二单向阀31进入第一出料软管32以到达汇流器11，陶瓷打印材料经由汇流器11通过进料口16进入容纳腔17，然后经由出料口18平铺在工作平台24上，随着可移动活塞缸体5的向左移动，刮刀体15同步向左移动，使得陶瓷打印材料经由出料口18平铺在工作平台24的同时经由第一刮刀21和第二刮刀22刮平，多余的陶瓷打印材料收集在回收缸30中；
第三步骤S3中，重复第一步骤和第二步骤以往复移动且同时上料刮平直到结束。
一种陶瓷3D打印机包括所述的上料装置。
尽管以上结合附图对本发明的实施方案进行了描述，但本发明并不局限于上述的具体实施方案和应用领域，上述的具体实施方案仅仅是示意性的、指导性的，而不是限制性的。本领域的普通技术人员在本说明书的启示下和在不脱离本发明权利要求所保护的范围的情况下，还可以做出很多种的形式，这些均属于本发明保护之列。