一种应用于粉末材料烧结3D打印技术的循环换料装置的制作方法

本实用新型涉及3D打印机技术领域，尤其涉及一种应用于粉末材料烧结3D打印技术的循环换料装置。

背景技术：

目前，粉末材料烧结3D打印机不具备循环自动换料的功能，打印多余的料材回收后再利用，可能会造成材料的污染和浪费。另外目前SLS打印机打印完成后只能通过人工方法将打印件和未利用的粉料从成型室内取出，然后用滤网筛选可利用的粉料，这种工作效率低下，且对环境造成严重影响，甚至影响打印机的打印精度。

技术实现要素：

本实用新型主要解决的技术问题是提供应用于粉末材料烧结3D打印技术的循环换料装置，可以自动回收粉末料材并实现换料的再生产，有效提高了材料的利用率，减少了人力成本。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的一个技术方案是：提供了一种应用于粉末材料烧结3D打印技术的循环换料装置，包括出料仓、成型仓和进料室，所述的出料仓和进料仓连通连接并分别设置在成型仓的两侧边，所述的出料仓包括储料室、垂直送料装置和步进电机，所述的储料室和步进电机分别设置在垂直送料装置的上下两端，所述的成型仓包括刮刀装置、打印室、打印平台和丝杆电机，所述的刮刀装置设置在打印室的上部，所述的打印平台横向设置在打印室内，所述的丝杆电机竖向设置在打印平台的底部并控制打印平台的上下升降，所述的进料室包括余料桶和送料装置，所述的送料装置设置在余料桶的底部并延伸至成型仓的下方。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述的垂直送料装置的数量为至少一个。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述的垂直送料装置的数量为两个。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述的垂直送料装置采用螺杆结构。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述的垂直送料装置包括螺杆外壳和垂直螺杆，所述的垂直螺杆竖向设置在螺杆外壳的内部，所述的垂直螺杆的底部与步进电机相连接。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述的螺杆外壳的顶端与底端均设置有分布4个方向的进出料口。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述的垂直螺杆采用螺纹螺杆。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述的储料室内还设置有料位传感器。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述的刮刀装置由皮带电机提供传动。

在本实用新型一个较佳实施例中，所述的送料装置采用斜向设置的传动皮带。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的应用于粉末材料烧结3D打印技术的循环换料装置，可以自动回收粉末料材并实现换料的再生产，有效提高了材料的利用率，减少了人力成本。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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它的附图，其中：

图1 是本实用新型应用于粉末材料烧结3D打印技术的循环换料装置的一较佳实施例的结构示意图；

图2是图1中出料仓的结构示意图；

图3是图2中垂直送料装置的剖视图；

附图中的标记为：1、出料仓，2、成型仓，3、进料仓，11、储料室，12、垂直送料装置，13、步进电机，21、刮刀装置，22、打印室，23、打印平台，24、丝杆电机，31、余料桶，32、送料装置，121、螺杆外壳，122、垂直螺杆，123、进出料口。

具体实施方式

下面将对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

如图1所示，本实用新型包括：

一种应用于粉末材料烧结3D打印技术的循环换料装置，包括用于3D粉末材料打印出料的出料仓1、用于3D粉末材料打印的成型仓2和用于3D粉末材料打印进料进料室3，所述的出料仓1和进料仓2连通连接并分别设置在成型仓3的两侧边。其中，所述的出料仓1包括储料室11、垂直送料装置12和步进电机13，所述的储料室11和步进电机13分别设置在垂直送料装置12的上下两端，所述的成型仓2包括刮刀装置21、打印室22、打印平台23和丝杆电机24，所述的刮刀装置21设置在打印室22的上部，所述的打印平台23横向设置在打印室22内，所述的丝杆电机24竖向设置在打印平台23的底部并控制打印平台23的上下升降，所述的进料室3包括余料桶31和送料装置32，所述的送料装置32斜向设置在余料桶31的底部并延伸至成型仓2的下方，用于将余料送至垂直送料装置12。

上述中，所述的垂直送料装置12的数量为至少一个。

同时，所述的储料室11内还设置有料位传感器（图未视），可监控粉末材料是否高于水平位，如未高于水平位，粉末材料会通过垂直送料装置12送至储料室11的平台。

所述的刮刀装置21由皮带电机提供传动，用于每层打印时完成铺粉工作。

再进一步的，所述的余料桶31用于收集铺料后剩余的粉末材料；所述进料仓3底部设有倾斜斜面，便于将粉末材料料材导向出料仓1。所述的送料装置32采用斜向设置的传动皮带，该送料装置32安装于一个斜坡之上，斜坡上安装传动皮带，可将粉末材料输送至垂直送料装置12。

粉末材料由进料仓3通过送料装置32送至垂直送料装置12后将粉末材料送至出料仓1的储料室11，储料室11中的粉末材料堆积至与成型仓2顶部齐平时即可开始打印。刮刀装置21由出料仓1起运行至成型仓2完成铺粉的步骤，再将多余的粉末材料带入进料仓3，进料仓3再通过通过送料装置32进入垂直送料装置12，完成粉末材料的循环利用。

通过采用上述技术方案，储料室11中的粉末材料料材，通过刮刀装置21于打印平台23上铺上一层料，多余的粉末材料料材掉入进料仓3内，激光选择性烧结固化一层后，丝杆电机24带动打印平台23下降一个层厚，出料仓1中垂直送料装置12转动，送一定量料材后，料位传感器检测到挤出高度达到额定值后垂直送料装置12停止转动，刮刀装置21再次启动将挤出的粉末材料料材铺平于打印平台23，激光再次选择性烧结固化一层，如此反复直至模型打印完成。

实施例：

一种应用于粉末材料烧结3D打印技术的循环换料装置，整体结构包括三个模块，进料仓3、出料仓1和成型仓2。

其一出料仓1包括储料室11、垂直送料装置12和步进电机13三个部分，如图2所示，所述的垂直送料装置12的数量为两个。所述垂直送料装置12为螺杆结构，其中，如图3所示，所述的垂直送料装置12包括螺杆外壳121和垂直螺杆122，所述的垂直螺杆122竖向设置在螺杆外壳121的内部，所述的垂直螺杆122的底部与步进电机13相连接，由步进电13提供旋转动力，步进电机13收到电信号后开始转动直至接收到料位传感器信号才停止。

进一步的，所述的螺杆外壳121的顶端与底端均设置有分布4个方向的进出料口123，可增加进出料的速度。所述的垂直螺杆122采用螺纹螺杆，垂直螺杆122位于螺杆外壳121内部，粉末材料进入垂直螺杆122的螺纹内部，通过旋转可到达顶部储料室11。

粉末材料由进料仓3进入出料仓1后再由垂直螺杆122将粉末材料料材送至出料仓1，出料仓1中的料份堆积至与成型仓2顶部齐平时即可开始打印。

其二成型仓2由刮刀装置21、打印室22、打印平台23和丝杆电机24构成。本实施例中，用于刮刀装置21中的刮板与皮带相连并固定于导轨之上，通过电机及同步带轮实现传动。用于储存料材的储料室11内设置有料位传感器料，当料材的高度达到料位传感器后，料位传感器料发送信号，垂直螺杆122停止转动，刮刀装置21中的刮板把多出的料材铺入打印平台23。

所述丝杆电机24安装于打印室22底部用于控制打印平台23的升降，所述丝杆电机24由丝杆通过联轴器与电机相连，所述打印平台23安装与丝杆电机24顶端，由丝杆电机24控制打印平台23的升降，打印完一层后，丝杆电机24会带动打印平台23往下移动一段距离。刮板由出料仓1起运行至成型仓完成铺粉的步骤，再将多余的粉末材料带入进料仓3，进料仓3通过斜面进入垂直送料装置12。

其三进料仓3包括用于储存余料的余料桶31，余料桶31内还设有检测装置。所述进料仓3底部设有送料装置32，送料装置32呈倾斜斜面，斜面上安装有传动皮带，传动皮带转动，便于将粉末料材粉末料材传输至垂直送料装置12，完成传输的循环。

实际打印过程中位于储料室中的粉末材料料材，通过刮板于打印平台上铺上一层料，多余的料掉入进料仓内，激光选择性烧结固化一层后，丝杆电机带动打印平台下降一个层厚，进料仓模块中垂直螺杆送料装置转动，送一定量料材后，检测设备检测到挤出高度达到额定值后螺杆停止转动，刮板再次启动将挤出的料材铺平于打印平台，激光再次选择性烧结固化一层，如此反复直至模型打印完成。

本实用新型的提供的应用于粉末材料烧结3D打印技术的循环换料装置具有如下优点：

1、正常工作下的打印机，螺杆装置挤出一部分粉末材料料材，刮刀将料材铺于成型平台之上，多余的料材掉入进料仓，形成循环，提高材料的利用率。

2、打印完成后，打印平台侧面开启，自动回收未使用的粉末材料料材。提高材料的利用率。

3、在螺杆加料的过程中，自动检测加料的高度，精准控制单次的挤出量，减少料材的消耗。

与现有技术相比，本实用新型更智能化，材料的利用率更高，利用该装置可实现料材的循环利用，自动分离料材与成型件，精准控制打印单次的挤出量，大大提高了打印机的工作效率，提高了材料的利用率，降低成本及对环境的危害，有效保护了操作人员的身体健康，因此也更有利于粉末材料烧结打印技术的推广与应用。

综上所述，本实用新型的应用于粉末材料烧结3D打印技术的循环换料装置，可以自动回收粉末料材并实现换料的再生产，有效提高了材料的利用率，减少了人力成本。

以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。