一种3D打印方法、可变高度套缸及3D打印机与流程

本发明涉及3d打印技术，特别是一种3d打印方法、可变高度套缸及3d打印机。

背景技术：

1、选择性激光融化金属3d打印技术是将铺好的一层层金属粉末融化得到成形件的过程。每熔融一层，熔融平台下降，新的粉末铺满此层重复上述熔融过程，反复此过程得到成形件。

2、目前打印小型成型件是通过设置精密套缸，在密套缸上设置刮粉机构，通过刮粉机构来回转动将供粉缸内的粉末刮至成型缸中。并利用大型3d金属打印设备中的激光等构件在精密套缸中打印小型成型件。由于精密套缸的高度和大小均是固定的，如要打印细高形的成型件，需要增加精密套缸的高度，以及为了节约打印粉末而缩小精密套缸的成型缸成型空间。不同大小结构的成型件均要定制对应的精密套缸，由于精密套缸的结构复杂，零部件多，生产成本高，导致打印成型件的成本高。且精密套缸会占用3d金属打印机较大的空间，导致精密套缸的通用性不高。为此，需要进行改进。

技术实现思路

1、本发明的第一目的就是针对现有打印方式在利用大型打印机打印小型成型件时需要专门配套的精密套缸，不适宜打印细高形成型件的不足，提供一种3d打印方法，该方法在打印件的逐层打印过程中，在打印件外周打印一封闭围墙，围墙随打印件高度增加而等厚度升高。以在围墙不断升高的条件下，利用围墙形成套缸的一部分，从而使套缸形成随打印件高度变化的可变高度套缸。本发明的第二目的就是提供一种可变高度套缸。

2、为实现第一目的，本发明采用如下技术方案。

3、一种3d打印方法，包括打印件的逐层打印，在所述打印件的逐层打印过程中，还包括在打印件外周打印一环形封闭的围墙，所述围墙随打印件高度的增加而等厚度增高。

4、采用前述技术方案的3d打印方法，由于打印件在逐层打印的高度增加过程中，还在打印件外周打印一环形封闭的围墙，该围墙随打印件高度同步增加，从而形成与所打印的打印件相同的高度。从而可利用围墙作为用于大型打印机打印小型成型件的套缸的一部分，使套缸形成随打印件高度变化的可变高度套缸，并使这种结构的套缸具有通用性，无需根据不同高度打印件配置专用套缸，可有效节省打印成本。

5、为实现第二目的，本发明采用如下技术方案。

6、一种可变高度套缸，用于在实施实现第一目的的3d打印方法的打印过程中，对打印区域密封；包括底座、连接圈和顶板，所述连接圈的顶部与顶板固定连接，底部与底座伸缩密封连接，并能够在打印出围墙后与围墙外壁伸缩密封连接；所述顶板上形成有打印孔，所述底座顶部与连接圈的内腔构成所述打印区域。

7、采用前述技术方案的可变高度套缸，通过设置底座、连接圈和顶板，将连接圈的顶部与顶板固定连接，底部与底座伸缩密封连接，并在顶板上形成打印孔，底座顶部与连接圈的内腔构成打印区域，以在打印区域进行打印件打印。使用时，将顶板固定连接在打印机的成型室底部，将底座固定连接在打印机的机架底部形成打印机的成型缸，利用打印机的打印和铺粉构件。打印件的首层打印在底座上，并在打印首层打印件的同一工作循环中，在打印区域最外围打印一堵包围打印件并与打印件高度相等的围墙，在随着打印高度的不断增加，与底座伸缩密封连接的连接圈在成型室上升的过程中渐渐地脱离底座，并与打印出的围墙形成伸缩密封连接，保证打印区域的密封效果。从而使成型缸能够用于打印不同高度的成型件，而不受所打印的成型件的高度限制，使其具有了通用性。本可变高度套缸结构简单，零部件的结构也简单，生产成本低，并可替代仅高度差异的多个精密套缸，提高通用性，降低了套缸的使用成本。并继承了精密套缸具有的可根据打印成型件的大小定制，降低打印成型件的成本，避免浪费金属粉末等优点，可显著提升竞争力。

8、优选的，所述连接圈的截面整体呈椭圆形环或圆形环。

9、这样，通过将连接圈设置呈椭圆形或圆形便于最大化利用连接圈内的空间，进一步避免粉末浪费。

10、优选的，所述底座的顶部形成有凸台，所述凸台与所述连接圈内侧滑动密封连接；所述围墙外壁面与所述凸台的外壁面共面。

11、通过在底座设置凸台，并由凸台与连接圈连接，便于打印初期，连接圈能够与底座形成良好密封。围墙外壁面与凸台的外壁面共面可在连接圈脱离凸台后利用围墙的密封过程中，保持套缸的密封性能不发生改变。

12、优选的，所述连接圈与凸台相配合的内侧设有密封槽，所述密封槽内并排安装有羊毛毡密封和密封圈；所述凸台的外壁面和所述围墙的外壁面均能通过所述羊毛毡密封和密封圈与所述连接圈形成动密封连接。

13、这样，通过在连接圈内侧设置密封槽，在密封槽内并排安装羊毛毡密封和密封圈后，羊毛毡密封和密封圈共同作用形成密封元件，确保打印区域的密封性。

14、优选的，所述底座上形成有支耳，所述支耳上形成有安装孔，底座锁紧螺钉穿过所述安装孔与打印机机架底板固定连接。

15、这样，通过在底座上形成有支耳，并在支耳上形成有安装孔，便于将底座固定连接在打印机机架底板上，并能保证连接点的强度和刚度。

16、优选的，所述顶板的外周形成有顶板连接法兰，所述顶板连接法兰用于将所述顶板连接在打印机的成型室底部。

17、这样，在顶板的外周形成有顶板连接法兰，通过螺栓使顶板连接法兰与成型室的底部固定连接，保证连接点的强度和刚度。

18、优选的，所述顶板凸出于所述顶板连接法兰，所述顶板用于嵌设在打印机成型室的底部。

19、这样，通过将顶板凸出于顶板连接法兰，使顶板嵌设在成型室的底部，对顶板进行定位，保证与顶板连接的连接圈的位置精度，便于激光能顺利进入打印区，保证成型件的成型质量。

20、优选的，所述打印孔小于连接圈的内侧直径。

21、通过将打印孔小于连接圈的内侧直径，便于安装连接圈。

22、本发明的还提供了一种3d打印机，包括上述可变高度套缸。

23、本发明的有益效果是，打印方法使打印件外周形成一围墙，该围墙随打印件高度的增加而等厚度增高；可利用围墙将套缸设置为可变高度的结构。可变高度套缸可替代仅高度差异的多个精密套缸，降低了套缸的使用成本。并继承了精密套缸具有的可根据打印成型件的大小定制，降低打印成型件的成本，避免浪费金属粉末等优点，可显著提升竞争力。打印机具有前述套缸相同的优点。

技术特征：

1.一种3d打印方法，包括打印件的逐层打印，其特征在于，在所述打印件的逐层打印过程中，还包括在打印件外周打印一环形封闭的围墙，所述围墙随打印件高度的增加而等厚度增高。

2.一种可变高度套缸，其特征在于，用于在实施权利要求1的所述的3d打印方法的打印过程中，对打印区域密封；包括底座(1)、连接圈(3)和顶板(5)，所述连接圈(3)的顶部与顶板(5)固定连接，底部与底座(1)伸缩密封连接，并能够在打印出围墙后与围墙外壁伸缩密封连接；所述顶板(5)上形成有打印孔(51)，所述底座(1)顶部与连接圈(3)的内腔构成所述打印区域。

3.根据权利要求2所述的可变高度套缸，其特征在于，所述连接圈(3)的截面整体呈椭圆形环或圆形环。

4.根据权利要求2所述的可变高度套缸，其特征在于，所述底座(1)的顶部形成有凸台(2)，所述凸台(2)与所述连接圈(3)内侧滑动密封连接；所述围墙外壁面与所述凸台(2)的外壁面共面。

5.根据权利要求4所述的可变高度套缸，其特征在于，所述连接圈(3)与凸台(2)相配合的内侧设有密封槽，所述密封槽内并排安装有羊毛毡密封(6)和密封圈(7)；所述凸台(2)的外壁面和所述围墙的外壁面均能通过所述羊毛毡密封(6)和密封圈(7)与所述连接圈(3)形成动密封连接。

6.根据权利要求2所述的可变高度套缸，其特征在于，所述底座(1)上形成有支耳(11)，所述支耳(11)上形成有安装孔，底座锁紧螺钉(8)穿过所述安装孔与3d打印机机架底板固定连接。

7.根据权利要求2所述的可变高度套缸，其特征在于，所述顶板(5)的外周形成有顶板连接法兰(4)，所述顶板连接法兰(4)用于将所述顶板(5)连接在打印机的成型室底部。

8.根据权利要求7所述的可变高度套缸，其特征在于，所述顶板(5)凸出于所述顶板连接法兰(4)，所述顶板(5)用于嵌设在打印机的成型室底部。

9.根据权利要求2～8任一所述的可变高度套缸，其特征在于，所述打印孔(51)小于连接圈(3)的内侧直径。

10.一种3d打印机，其特征在于，包括权利要求2～9任一项所述的可变高度套缸。

技术总结
本发明公开了一种3D打印方法、可变高度套缸及3D打印机，3D打印方法可变高度套缸包括打印件的逐层打印，在所述打印件的逐层打印过程中，还包括在打印件外周打印一环形封闭的围墙，所述围墙随打印件高度的增加而等厚度增高。可变高度套缸包括底座、连接圈和顶板，所述连接圈的顶部与顶板固定连接，底部与底座伸缩密封连接，并能够在打印出围墙后与围墙外壁伸缩密封连接；所述顶板上形成有打印孔，所述底座顶部与连接圈的内腔构成所述打印区域。3D打印机包括可变高度套缸。本发明的有益效果是，利用围墙作为用于大型打印机打印小型成型件的套缸的一部分，使套缸形成随打印件高度变化的可变高度套缸，并使这种结构的套缸具有通用性，节省打印成本。

技术研发人员：赵建岗,夏贞波,邓春滔,袁满,何贵平
受保护的技术使用者：杭州德迪智能科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16