一种3D打印设备及送粉系统的制作方法

本实用新型涉及3D打印设备制造技术领域，具体涉及一种3D打印设备及送粉系统。

背景技术：

3D打印(3DP)即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工 (AEC)、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。

现有3D打印设备配有一套送粉装置。外置的粉仓通过管道给3D打印舱室输送粉末原材料。然而随着科技的进步，物品的丰富，出现了一些使用多种不同材质的3D产品。因此，在打印这些多材质产品的过程中，需要换材，即把设备里残留的之前使用的粉末清理干净，再换进新材料到设备送粉系统。但是由于设备结构复杂，管道较多，管道内以及设备存储空间内存在死角，死角处的粉末很难清除干净，造成了换材过程清理时间过长；若之前使用的材料没有清理干净，则影响产品的品质。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于，解决现有技术中3D打印设备换料时，由于送料装置设备结构复杂、管道多、死角多，造成的前料难清理的技术难题。

为实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：

本实用新型实施例提供一种送粉系统，包括至少两套送粉装置，所述至少两套送粉装置由控制系统控制，相互独立运行；每一所述送粉装置设有一合格颗粒出口；经所述控制系统控制，由所述至少两套送粉装置的合格颗粒出口中择一为3D打印设备输送粉末原材料。

本实用新型公开的送粉装置的具体结构，包括旋风分离器、料位传感器；所述料位传感器感知所述旋风分离器内的原材料位置，并将感知的原材料位置信息发送给所述控制系统；所述旋风分离器的出口为所述合格颗粒出口；所述控制系统根据所述原材料位置信息控制所述旋风分离器的入口开关。

旋风分离器将原材料粉末在气流的作用下做分选，将颗粒小的粉末输送给 3D打印设备。设置了料位传感器，控制系统可由料位传感器发的料位信息，实时监控旋风分离器中粉末原材料的位置，当原材料过多，则控制加料机构停止给旋风分离器加料。

为了严格控制进入3D打印设备的原材料粉末的粒度，使之符合打印要求，本实用新型的送粉装置，在上一实施例的基础上，还做了进一步改进，改进后的送粉装置包括：旋风分离器、料位传感器、筛分套件；所述料位传感器感知所述旋风分离器内的原材料位置，并将感知的原材料位置信息发送给所述控制系统；所述旋风分离器的出口连接所述筛分套件，所述筛分套件设有所述合格颗粒出口；所述控制系统根据所述原材料位置信息控制所述旋风分离器的入口的开关。

为了处理超大颗粒粉末，本实用新型送粉装置还包括超大颗粒粉末容器；所述筛分套件设有超大颗粒出口；所述超大颗粒粉末容器位于所述超大颗粒出口下方；或者，所述超大颗粒出口通过密封管道与所述超大颗粒粉末容器连接。

为了回收筛分套件中的原材料粉末，本实用新型送粉装置还包括顺序连接的减压阀和超压过滤器；所述减压阀与所述旋风分离器的入口连接，所述超压过滤器与所述筛分套件连接。减压阀和超压过滤器用于稳定筛分系统的压力稳定。

本实用新型送粉装置的所有上述硬件设备，包括所述旋风分离器、所述筛分套件、所述减压阀和所述超压过滤器，均由所述控制系统统一控制，能够做到自由切换各送粉装置，操作方便、快捷、准确。

本实用新型的另一目的还在于，本实用新型公开一种包括上述任意送粉系统的3D打印设备。3D打印设备配有至少两套送粉装置，将固定的原材料粉末由固定的送粉装置提供给打印舱，在控制系统的的控制下，能够自由切换供应原材料粉末的送粉装置，避免换料的设备清理苦难，耗时的难题，同时提高了工作效率。

本实用新型引入至少两套送粉装置为3D打印设备输送打印原料粉末，每一套送粉装置输送固定材质的原材料，控制系统根据打印的需求，在多套送粉装置中选择输送下一程序所需原材料的一送粉装置，启动，由其合格颗粒出口为 3D打印设备提供打印原料。本实用新型可根据打印的需要，自由切换各送粉装置，借此，避免了使用一套送粉设备输送多种原料粉末造成的在换料时出现的清理难、以及清理不净造成影响产品质的问题；同时，各套送粉装置由控制系统统一管理，换料切换方便、快捷，提高了3D打印的生产效率。

附图说明

图1是本实用新型提供的送粉系统框图；

图2是本实用新型一实施例送粉装置的结构示意图。

图中：

1、减压阀；2、超压过滤器；3、筛分单元的控制点；5、筛分单元的总开关；6、金属粉末输送的真空软管；7、旋风分离器；8、料位传感器；10、筛分套件；11、合格颗粒的出口；12、超大颗粒出口；超大颗粒金属粉末容器。

具体实施方式

下面结合附图，对本实用新型的送粉系统以及带有该送粉系统的3D打印设备做具体的说明。

如图1所示，本实用新型一实施例提供一种送粉系统，包括至少两套送粉装置，每套送粉装置均由控制系统控制，彼此相互独立运行。图中的虚线表示送粉装置与控制系统电连接和/或信号连接，输送的是电能和/或控制信号。每一送粉装置均设有一合格颗粒出口。每一合格颗粒出口通过单独的管道与3D打印设备的打印舱密封连接，保证送粉装置中的原材料粉末可不与其他材料混合的进入到打印舱内。图中的实线表示送粉装置与3D打印设备实际连接。控制系统控制至少两套送粉装置，从中选择输送下一程序打印所需原料种类的送粉装置启动，由其合格颗粒出口将所需原材料粉末输出给3D打印设备。通过控制系统，本实用新型可实现自动切换原材料种类的供应。

当3D打印过程中需要更换原材料时，控制系统控制输送前料(前料，也就是更换动作之前使用的原材料)的送粉装置停止工作，然后开启输送后料(后料，也就是更换动作之后使用的原材料)的送粉装置，使之为打印舱提供另一种打印原材料粉末。如此，完成了为打印舱输送两种原材料粉末的工作，避免了使用同一设备换料导致的清理前料难的问题。

举例说明，当使用3D打印技术加工一些航空零件，需要先用钛合金加工底部，再用镍合金加工上半部。在此加工过程中，使用本实用新型的送粉系统，可将钛合金粉末和镍合金粉末分别置于不同的送粉装置内，单独为打印舱供料，免去了换料清除前料的困难，也避免了因清理不净前料而造成在上半部混有钛合金导致产品瑕疵的产生。

需要说明的是，本实用新型所述的送粉装置，其结构在理论上是一致的，但是不排除因为输送的原料种类不同，而存在细微的差异。

本实用新型的送粉装置，可以是现有为3D打印设备配备的输送粉末的任意结构的原料送粉装置，也可以是特定的结构。图2为本实用新型送粉装置的一具体实施例的结构示意图。如图2所示，送粉装置包括旋风分离器7、料位传感器8。料位传感器8感知旋风分离器7内的原材料位置，并将感知的原材料位置信息发送给控制系统，方便控制系统实时监控旋风分离器中存有原材料的数量。当原材料过多，控制系统则控制加料机构停止给旋风分离器加料。

作为一实施例，旋风分离器的出口可以设为合格颗粒出口(非图2所示结构)，直接与3D打印设备的打印舱通过管道密封连接。在旋风分离器的出口和入口处均设置有开关，由控制系统控制开合或关闭。

或者，如图2所示的结构，旋风分离器的出口不是合格颗粒出口，而是在旋风分离器的出口处还还连接有筛分套件10，合格颗粒出口11设置在筛分套件 10上。筛分套件10对旋风分离器11送出的原材料粉末，进一步做振动筛选，这样尽可能地分离原材料中混杂的超大颗粒，使得送给打印舱的原材料粉末粒度更符合要求。同上个实施例，在合格颗粒出口11处设置开关，由控制系统控制该开关的打开和关闭状态。

本实用新型公开的送粉装置，还包括超大颗粒粉末容器13，筛分套件10上开设有超大颗粒出口12。超大颗粒出口12对应超大颗粒粉末容器13，将筛分套件10筛分出来的超大颗粒由超大颗粒出口12排出到超大颗粒粉末容器13。除了图2所示的将超大颗粒粉末容器13设置位于超大颗粒出口12下方的结构，也可以将超大颗粒粉末容器设置在合适的地方，在超大颗粒出口处以管子与超大颗粒粉末容器连接，输送超大颗粒粉末。

为了回收筛分套件中的原材料粉末，本实用新型送粉装置还包括顺序连接的减压阀1和超压过滤器2；减压阀1与旋风分离器7的入口连接，超压过滤器2 与筛分套件连接。

本实用新型的每一送粉装置的每一部件，如旋风分离器7、料位传感器8、筛分套件10、减压阀1和超压过滤器2的启动、停止，各开口、出口的开关，以及有工作档位(如旋风分离器可以将工作强度设置不同档位)的部件的档位选择，都由控制系统统一控制。控制系统统一控制，机械化程度高，工作效率高，原材料的切换更自由。当然，为了操作方便，也可以同时设置有手动开关，如图2中的筛分单元的控制点3、筛分单元的总开关5。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。