一种3D打印机的落粉分配器及其落粉分配方法与流程

本发明涉及3D打印技术领域，更具体地说，涉及一种3D打印机的落粉分配器及其落粉分配方法。

背景技术：

目前，3D打印技术正在迅速兴起，激光粉末快速成形是一种比较成熟的3D打印方法。其中，3D打印机的铺粉过程是激光粉末快速成形技术中的关键过程，粉末层的厚度及均匀性对成形工艺和整个零件的成形效果有着重大影响。

在成形过程中，实际铺粉层厚必须与零件模型计算机剖分得到的粉层层厚相一致，铺粉粉量对粉层层厚有决定性影响。目前常用的刮板/片式铺粉方法中，采用圆柱体的落粉器将粉料落入铺粉平台上，再采用铺粉机构的刮片将在铺粉平台上的粉料进行均匀铺粉。但是由于通过圆柱体落粉器下的粉料会集中堆积于落粉口，容易出现远离落粉口的铺粉区域铺粉的粉量过小或铺粉不全的现象，导致铺粉平台铺粉不均匀，会造成零件成形尺寸的误差，严重时会造成零件成形失败。

特别对于目前的铺粉机构需要将粉料在铺粉平台上全部铺满的情况，铺粉面积大，需要铺粉量多，若采用现有圆柱体落粉器小料铺粉的方式会使得铺粉的面积越大导致其铺粉精度越低，成品的成形精度也越低。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种结构简单和实用性强的3D打印机的落粉分配器，该落粉分配器能有效将粉料均匀分配于铺粉平台上，从而提高铺粉的均匀度和精度。同时，本发明还提供一种可将粉料均匀分配下料的3D打印机的落粉分配方法，从而提高铺粉的精度和成品成形的精度。

为了达到上述目的，本发明通过下述技术方案予以实现：一种3D打印机的落粉分配器，其特征在于：包括设置有进料口的本体和分流座；所述分流座设置在本体内部，分流座顶部与进料口相对，分流座与本体之间设置有出料口一；所述分流座的两侧壁均设置有分流口，分流座底部设置有与分流口连通的出料口二，出料口一与出料口二在同一水平线上；所述进料口、分流口、出料口一和出料口二呈树叉型结构分布。

在上述方案中，本发明的进料口、分流口、出料口一和出料口二呈树叉型结构分布，使得从进料口进入的粉料通过分流口均匀分流至出料口一和出料口二，即将一份粉料平均分为几份量小的粉料，使得每份量小的粉料堆积高度降低，从而实现有效将粉料均匀分配于铺粉平台上，便于铺粉机构的铺粉工序。由于出料口一和出料口二在同一水平线上，因此均匀分配到出料口一和出料口二的粉料位于铺粉平台的同一水平线上，在长条形区域中均匀分布，所以不会存在现有技术中粉料只集中堆积于某个点，而不存在远离该粉料堆积点的区域铺粉粉量过小或铺粉不全的现象。

在3D打印机的铺粉方法中，通过本发明的落粉分配器均匀平分粉料，使得采用铺粉机构的刮片将长条形区域中的各堆粉料在铺粉平台上进行均匀铺粉，实现粉料在铺粉平台全部均匀铺满，从而提高铺粉的精度和成品成形的精度。

所述分流座两侧壁与本体内侧之间形成落粉通道，落粉通道一端与进料口连通，另一端与出料口一连通。

所述分流口沿分流座侧壁的厚度方向开设。

所述分流口开设的深度为分流座侧壁宽度的一半。该设计可将从进料口进入的粉料平均分配至分流口和出料口一，从而使得出料口一和与分流口连通的出料口二的粉料量一致。

所述分流口与出料口二之间形成分流通道；所述分流通道包括相互连通的倾斜通道和竖直通道，倾斜通道与分流口连通，竖直通道与出料口二连通。

所述倾斜通道的内壁与竖直方向形成倾斜角度β，倾斜角度β的范围为：0°≤β≤60°。本发明倾斜角度β设定了一定范围，可保证进入分流口处的粉料不会出现积存残留的现象。若该倾斜角度β过大，则倾斜通道的内壁较平缓，会容易产生粉料积存残留在内壁的现象，粉料不能完全从分流口落入到出料口二，从而大大降低粉料平均分配的效果。

所述分流座的顶部为设置有尖角的顶部，顶部尖角的尖角位与进料口中部相对。本发明分流座顶部的尖角位与进料口相对，可使得从进料口进入的粉料不会积存于分流座顶部，从而进一步达到粉料平均分配的作用。

一种3D打印机的落粉分配方法，其特征在于：从上至下依次设置有一个进料口、与进料口连通的n层分流单元和2ⁿ⁺¹个出料口；每层所述分流单元均设置有分流口，从上至下分流单元的分流口的数量呈2^m递增数列排列；所述出料口与分流口或进料口连通；

通过将进料口、n层分流单元、2ⁿ⁺¹个出料口呈树叉型结构分布，并将2ⁿ⁺¹个出料口设置在同一水平线上，实现粉料从进料口均匀分配至2ⁿ⁺¹个出料口；其中，n≥1且为自然数，1≤m≤n且为自然数。

在上述方案中，通过本发明的落粉分配方法，可将一个进料口的粉料均匀分配为2ⁿ⁺¹堆粉料，而且2ⁿ⁺¹堆粉料在同一水平线上，便于后续铺粉的均匀性和全面性。若n比较大则可形成一条具有粉料的直线，适用于铺粉面积大和用量多的3D打印工序中。

从上至下依次设置有一个进料口、与进料口连通的两个分流口和四个出料口；所述出料口包括与进料口连通的两个出料口一，以及分别与相对分流口连通的两个出料口二；

通过将进料口、分流口、出料口一和出料口二呈树叉型结构分布，并将出两个料口一和两个出料口二设置在同一水平线上，实现粉料从进料口均匀分配至出料口一和出料口二。

本发明的进料口、分流口、出料口一和出料口二呈树叉型结构分布，使得从进料口进入的粉料通过分流口均匀分流至出料口一和出料口二，从而实现有效将粉料均匀分配于铺粉平台上。由于出料口一和出料口二设置在同一水平线上，因此均匀分配到出料口一和出料口二的粉料位于铺粉平台的同一水平线上，在长条形区域中均有分布，使得采用铺粉机构的刮片将长条形区域中的各堆粉料在铺粉平台上进行均匀铺粉，实现粉料在铺粉平台全部均匀铺满，从而提高铺粉的精度和成品成形的精度。

设置用于粉料均匀分配的分流座和顶部设置进料口的本体；所述分流座的顶部为设置有尖角的顶部，且顶部尖角的尖角位与进料口中部相对；两个所述分流口分别在分流座的两侧壁开设，出料口二设置在分流座的底部，出料口一设置在分流座与本体之间；

将分流口与出料口二连通的通道设置为倾斜通道，倾斜通道的内壁与竖直方向形成倾斜角度β，倾斜角度β的范围为：0°≤β≤60°。

本发明倾斜角度β设定了一定范围，可保证进入分流口处的粉料不会出现积存残留的现象。同样，顶部尖角的尖角位与进料口中部相对可有效避免从进料口进入的粉料会积存于分流座顶部的现象。

与现有技术相比，本发明具有如下优点与有益效果：

1、本发明的3D打印机的落粉分配器结构简单和实用性强，该落粉分配器能有效将粉料均匀分配于铺粉平台上，从而提高铺粉的均匀度和精度。

2、本发明3D打印机的落粉分配方法可将粉料均匀分配下料的，从而提高铺粉的精度和成品成形的精度。

附图说明

图1是本发明3D打印机的落粉分配器的示意图；

图2是本发明3D打印机的落粉分配器的内部示意图；

图3是本发明3D打印机的落粉分配器的内部截面示意图；

其中，1为进料口、2为本体、3为分流座、4为出料口一、5为分流口、6为出料口二。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细的描述。

实施例一

本实施例以落粉分配器设置一个进料口、两个分流口、两个出料口一和两个出料口二为例对下面进行说明。

如图1至图3所示，本发明3D打印机的落粉分配器包括设置有进料口1的三角形形状的本体2和三角形形状的分流座3，其中，分流座3设置在本体2内部，分流座3的顶部为设置有尖角的顶部，顶部尖角的尖角位与进料口1中部相对。分流座3与本体2之间设置有出料口一4，分流座3的两侧壁均设置有分流口5，分流座3底部设置有与分流口5连通的出料口二6，出料口一4与出料口二6在同一水平线上。而进料口1、分流口5、出料口一4和出料口二6呈树叉型结构分布。

本发明的分流座3两侧壁与本体2内侧之间形成落粉通道，落粉通道一端与进料口1连通，另一端与出料口一4连通。而分流口5沿分流座3侧壁的厚度方向开设，为了提高粉料分配的均匀性，分流口5开设的深度为分流座3侧壁宽度的一半。

本发明的分流口5与出料口二6之间形成分流通道，分流通道包括相互连通的倾斜通道和竖直通道，倾斜通道与分流口5连通，竖直通道与出料口二6连通。倾斜通道的内壁与竖直方向形成倾斜角度β，倾斜角度β的范围为：0°≤β≤60°。本发明倾斜角度β设定了一定范围，可保证进入分流口5处的粉料不会出现积存残留的现象。同样，分流座3顶部尖角的尖角位与进料口1中部相对可有效避免从进料口1进入的粉料会积存于分流座3顶部的现象。

本发明3D打印机的落粉分配方法是这样的：从上至下依次设置有一个进料口1、与进料口1连通的两个分流口5和四个出料口，出料口包括与进料口1连通的两个出料口一4，以及分别与相对分流口5连通的两个出料口二6。该方法通过将进料口1、分流口5、出料口一4和出料口二6呈树叉型结构分布，并将出两个料口一4和两个出料口二6设置在同一水平线上，实现粉料从进料口1均匀分配至出料口一4和出料口二6。

本发明的方法还设置用于粉料均匀分配的分流座3和顶部设置进料口1的本体2，分流座3的顶部为设置有尖角的顶部，且顶部尖角的尖角位与进料口1中部相对。而两个分流口5分别在分流座3的两侧壁开设，出料口二6设置在分流座3的底部，出料口一4设置在分流座3与本体2之间。

本发明的方法将分流口5与出料口二6连通的通道设置为倾斜通道，倾斜通道的内壁与竖直方向形成倾斜角度β，倾斜角度β的范围为：0°≤β≤60°。

实施例二

本实施例与实施例一不同之处仅在于：该该实施例的落粉分配方法不限于将一个进料口的粉料平均分配为四堆粉料。该实施例的分配方法是这样的：从上至下依次设置有一个进料口、与进料口连通的两层分流单元和八个出料口；每层分流单元均设置有分流口，从上至下分流单元的分流口的数量呈2^m递增数列排列，即第一层分流单元设有两个分流口，第二层分流单元设有四个分流口；出料口与分流口或进料口连通；

通过将进料口、两层分流单元、八个出料口呈树叉型结构分布，并将八个出料口设置在同一水平线上，实现粉料从进料口均匀分配至八个出料口。

因此，该实施例的方法可将一个进料口的粉料平均分配为八堆粉料，而且八堆粉料在同一水平线上，便于后续铺粉的均匀性和全面性。

实施例三

本实施例与实施例一不同之处仅在于：该实施例的落粉分配方法不限于将一个进料口的粉料平均分配为四堆粉料。该实施例的分配方法是这样的：从上至下依次设置有一个进料口、与进料口连通的n层分流单元和2ⁿ⁺¹个出料口；每层分流单元均设置有分流口，从上至下分流单元的分流口的数量呈2^m递增数列排列，出料口与分流口或进料口连通；

通过将进料口、n层分流单元、2ⁿ⁺¹个出料口呈树叉型结构分布，并将2ⁿ⁺¹个出料口设置在同一水平线上，实现粉料从进料口均匀分配至2ⁿ⁺¹个出料口；其中，n≥1且为自然数，1≤m≤n且为自然数。

因此，该实施例的方法可将一个进料口的粉料平均分配为2ⁿ⁺¹堆粉料，而且2ⁿ⁺¹堆粉料在同一水平线上，便于后续铺粉的均匀性和全面性。若n比较大则可形成一条具有粉料的直线，适用于铺粉面积大和用量多的3D打印工序中。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。