一种大型粉床喷液粘结式3D打印机的制作方法

本实用新型涉及3d打印设备技术领域，尤其涉及一种大型粉床喷液粘结式3d打印机。

背景技术：

随着3d打印技术的不断发展，各种形式的3d打印设备不断出现。这些3d打印设备大多为桌面级，只能打印尺寸较小的模型。而且3d打印机效率都较低，打印耗时长。打印材料价格昂贵。因此急需开发一种打印效率较高的大尺寸三维模型的3d打印设备，以满足人们对大尺寸模型的打印需求。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型的实施例提供了一种大型粉床喷液粘结式3d打印机，能够快速高效地完成大型三维模型的3d打印。

本实用新型的实施例提供一种大型粉床喷液粘结式3d打印机，包括可移动式粉床、双龙门机架、x轴运动机构、y轴运动机构、z轴运动机构、铺粉装置和助粘剂喷滴装置，所述可移动式粉床包括粉床驱动机构和粉床，所述粉床位于所述双龙门机架内部，所述粉床驱动机构连接所述粉床并可驱动所述粉床移动，所述y轴运动机构设置于所述双龙门机架上部，所述y轴运动机构垂直连接所述z轴运动机构，所述z轴运动机构下端垂直连接所述x轴运动机构，所述x轴运动机构连接所述铺粉装置和所述助粘剂喷滴装置，所述铺粉装置设置于所述粉床的上方，所述铺粉装置包括铺粉料仓、开合电机和t型开合挡板，所述铺粉料仓背面贴紧所述t型开合挡板，所述开合电机输出轴连接所述t型开合挡板，所述x轴运动机构、所述y轴运动机构和所述z轴运动机构用于移动所述铺粉装置至预设位置，所述开合电机驱动所述t型开合挡板向上移动打开所述铺粉料仓，所述开合电机驱动所述t型开合挡板向下移动关闭所述铺粉料仓，所述铺粉装置用于向所述粉床上铺设粉末材料，所述助粘剂喷滴装置用于在所述粉床上预设位置喷射助黏剂。

进一步地，所述粉床驱动机构包括粉床支撑架、粉床驱动电机、光轴导轨滑台、光轴导轨和粉床驱动丝杠，所述粉床驱动电机固定安装在所述粉床支撑架上，所述粉床驱动丝杠一端连接所述粉床驱动电机输出轴，所述粉床驱动丝杠另一端连接所述粉床，所述粉床支撑架上部两侧各设有一所述光轴导轨滑台，所述粉床底部两侧各设有一所述光轴导轨，每一所述光轴导轨穿过一所述光轴导轨滑台并可滑动，所述粉床设置在所述光轴导轨上，所述粉床驱动电机通过驱动所述粉床驱动丝杠带动所述粉床在所述光轴导轨上进行直线移动。

进一步地，所述铺粉料仓为直角三棱柱，所述铺粉料仓上端连接所述z轴运动机构，所述t型开合挡板上端固定在开合挡板滑块上，所述开合电机的输出轴连接所述开合挡板滑块，所述铺粉料仓用于存储3d打印粉末材料。

进一步地，所述助粘剂喷滴装置包括助粘剂储液箱、供液泵和供液泵安装块，所述助粘剂储液箱安装在所述双龙门机架一角，所述助粘剂储液箱通过助粘剂输送管与所述供液泵入口相连，所述供液泵出口设有助粘剂喷嘴，所述供液泵安装在所述供液泵安装块上，所述供液泵安装块固定在所述x轴运动机构上。

进一步地，所述x轴运动机构包括x轴电机、同步带轮、x轴直线导轨和x轴直线导轨滑块，所述x轴电机安装在所述铺粉料仓侧面，所述x轴电机输出轴连接所述同步带轮，所述同步带轮通过同步带连接所述x轴直线导轨滑块，所述x轴直线导轨固定安装在所述铺粉料仓上，所述x轴电机通过所述同步带驱动x轴导轨滑块在所述x轴直线导轨内沿x轴方向做直线运动。

进一步地，所述y轴运动机构包括y轴横梁、y轴丝杠和y轴电机，所述y轴横梁固定在所述双龙门架上，所述y轴横梁内设有y轴直线导轨，所述y轴直线导轨内设有y轴滑块，所述y轴横梁一侧设有y轴丝杠安装座，所述y轴横梁另一侧设有y轴电机安装座，所述y轴丝杠安装在所述y轴丝杠安装座上，所述y轴电机安装在所述y轴电机安装座上，所述y轴电机输出轴连接所述y轴丝杠，所述y轴电机通过所述y轴丝杠驱动所述y轴滑块在y轴方向上做直线运动。

进一步地，所述z轴运动机构包括z轴电机、z轴丝杠和两对称设置的z轴光轴导轨，两所述z轴光轴导轨一端连接所述铺粉料仓，另一端连接z轴电机安装板，所述z轴电机安装在所述z轴电机安装板上，所述z轴电机输出轴连接所述z轴丝杠，两所述z轴光轴导轨套设有十字滑块，所述十字滑块分别垂直连接所述y轴丝杠和z轴丝杠，所述十字滑块下端连接所述y轴滑块上端，所述z轴电机通过所述z轴丝杆带动所述铺粉装置和所述助粘剂喷滴装置沿z轴方向做直线运动。

进一步地，所述供液泵为蠕动泵。

本实用新型的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本实用新型一种大型粉床喷液粘结式3d打印机，采用粉末材料与粘结剂混合后铺设在粉床上，然后通过助粘剂喷滴装置喷射助粘剂，与粘结剂反应后固化成型，最终打印出三维实体，粉床可通过粉床驱动机构驱动进行移动，以扩展打印机的打印范围从而实现大尺寸模型的打印，本实用新型打印效率高，成本低廉，特别适宜于大型工业化模型的制作快速制作。可面向企业、学校等用户进行模型制造，又可满足个人个性化的需求。

附图说明

图1是一种大型粉床喷液式3d打印机整体示意图。

图2是图1中x轴运动机构3的结构示意图

图3是图1中铺粉装置6与助粘剂喷滴装置7的结构示意图。

图4是图1中铺粉装置6的背面示意图。

图中：1-可移动式粉床，11-粉床支撑架，12-粉床驱动电机，13-光轴导轨滑台，14-光轴导轨，15-粉床驱动丝杠，16-粉床，2-双龙门机架，3-x轴运动机构，31-x轴电机，32-同步带轮，33-同步带，34-x轴直线导轨，35-x轴直线导轨滑块，4-y轴运动机构，41-y轴横梁，42-y轴直线导轨，43-y轴丝杠安装座，44-y轴丝杠，45-y轴滑块，46-y轴电机，47-y轴电机安装座，5-z轴运动机构，51-十字滑块，52-z轴光轴导轨，53-z轴电机安装板，54-z轴电机，55-z轴丝杠，6-铺粉装置，61-铺粉料仓，62-开合电机，63-t型开合挡板，64-开合挡板滑块，65-粉末出口，7-助粘剂喷滴装置，71-助粘剂储液箱，72-助粘剂输送管，73-供液泵，74-助粘剂喷嘴，75-供液泵安装块。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地描述。

请参考图1和图2，本实用新型的实施例提供了一种大型粉床喷液粘结式3d打印机，包括可移动式粉床1、双龙门机架2、x轴运动机构3、y轴运动机构4和z轴运动机构5、铺粉装置6和助粘剂喷滴装置7。

所述可移动式粉床1包括粉床驱动机构和粉床16，所述粉床驱动机构包括粉床支撑架11、粉床驱动电机12、光轴导轨滑台13、光轴导轨14和粉床驱动丝杠15，所述粉床驱动电机12固定安装在所述粉床支撑架11上，所述粉床驱动丝杠15一端连接所述粉床驱动电机12输出轴，所述粉床驱动丝杠15另一端连接所述粉床16，所述粉床支撑装置11上部两侧各设有一光轴导轨滑台13，所述粉床16底部两侧各设有一所述光轴导轨14，每一所述光轴导轨14穿过一所述光轴导轨滑台13并可滑动，所述粉床16设置在所述光轴导轨14上，所述粉床驱动电机12通过驱动所述粉床驱动丝杠15带动所述粉床16沿着所述光轴导轨14上进行直线往复移动，从而扩展3d打印面积。

所述x轴运动3机构包括x轴电机31、同步带轮32、x轴直线导轨34和x轴直线导轨滑块35，所述x轴电机31安装在所述铺粉装置6一侧，所述x轴电机31输出轴连接所述同步带轮32，所述同步带轮32通过同步带33连接所述x轴直线导轨滑块35，所述x轴直线导轨34固定安装在所述铺粉装置6上，所述x轴电机31通过所述同步带33驱动所述x轴导轨滑块35在所述x轴直线导轨34内沿x轴方向做直线运动。

所述y轴运动机构4包括y轴横梁41、y轴丝杠44和y轴电机46，所述y轴横41梁固定在所述双龙门架2上，所述y轴横梁41内设有y轴直线导轨42，所述y轴直线导轨42内设有y轴滑块45，所述y轴横梁41一侧设有y轴丝杠安装座43，所述y轴横梁41另一侧设有y轴电机安装座47，所述y轴丝杠44安装在所述y轴丝杠安装座43上，所述y轴电机46安装在所述y轴电机安装座47上，所述y轴电机46输出轴连接所述y轴丝杠44，所述y轴电机46通过所述y轴丝杠44驱动所述y轴滑块45在y轴方向上做直线运动。

所述z轴运动机构5包括z轴电机54、z轴丝杠55和两对称设置的z轴光轴导轨53，两所述z轴光轴导轨53一端连接所述铺粉装置6，另一端连接z轴电机安装板53，所述z轴电机54安装在所述z轴电机安装板53上，所述z轴电机54输出轴连接所述z轴丝杠55，两所述z轴光轴导轨52套设有十字滑块51，所述十字滑块51分别垂直螺纹连接所述y轴丝杠44和z轴丝杠55，所述十字滑块51下端连接所述y轴滑块45上端，所述z轴电机54通过所述z轴丝杆55带动所述铺粉装置6和所述助粘剂喷滴装置7沿z轴方向做直线运动。

请参考图3和图4，所述铺粉装置6包括铺粉料仓61、开合电机62和t型开合挡板63，所述铺粉料仓61为直角三棱柱，所述铺粉料仓61上端连接所述z轴光轴导轨52，所述铺粉料仓61背面贴紧所述t型开合挡板63，所述铺粉料仓61下方设有粉末出口65，所述t型开合挡板63上端固定在开合挡板滑块64上，所述开合电机62的输出轴连接所述开合挡板滑块64，所述铺粉料仓61用于存储3d打印粉末材料，粉末材料包括基体材料和粘结剂，所述开合电机62控制所述开合挡板滑块64向上移动带动所述t型开合挡板63向上移动，从而露出所述粉末出口65使得打印粉末从所述粉末出口65均匀铺设在所述粉床16上，所述开合电机62通过控制所述开合挡板滑块64向下移动带动所述t型开合挡板63向下移动，从而关闭所述铺粉料仓61使得不再铺设打印粉末。

所述助粘剂喷滴装置7包括助粘剂储液箱71、供液泵73和供液泵安装块75，所述助粘剂储液箱71安装在所述双龙门机架2一角，所述助粘剂储液箱71中储存有助粘剂，所述助黏剂可与粉末材料中的粘结剂发生反应促进粉末材料的固化成型，所述助粘剂储液箱71通过助粘剂输送管72与所述供液泵73入口相连所，所述供液泵73为蠕动泵，所述供液泵73出口设有助粘剂喷嘴74，所述供液泵73安装在所述供液泵安装块75上，所述供液泵安装块75连接所述x轴直线导轨滑块35，随着所述x轴导轨滑块35在所述x轴直线导轨34内沿x轴方向做直线运动。

本实施例中在进行粉末材料3d打印时，先由所述铺粉装置6在所述粉床16上均匀铺设一层粉末材料，然后所述助粘剂喷滴装置7按预定轨迹进行喷射助粘剂，然后继续铺粉和喷射助粘剂，通过层层堆积粘结直至三维模型成型；当需要打印的大型三维模型超出所述x轴运动机构3、y轴运动机构4和z轴运动机构5的极限移动范围时，可通过移动所述粉床16分幅面进行打印，当完成单幅面打印后，所述粉床驱动电机12驱动所述粉床16移动一段距离，以扩展打印范围，然后继续铺粉完成下一幅面的打印，如此完成整个幅面的单层打印后，接着按相同的方法进行下一层的打印，通过层层堆积粘结形成大型三维模型。

本实用新型进行三维模型制造时的具体步骤为：

s1、3d打印前准备阶段：关闭所述铺粉料仓61，将粉末材料(包括基体材料和粘结剂)混合均匀后装入所述铺粉料仓61中，将助粘剂装入所述助粘剂储液箱71中，清洗所述助粘剂喷嘴74并确认没有堵塞；

s2、铺粉阶段：打开所述铺粉料仓61，所述y轴运动机构4开始运动，将预定面积的粉末材料均匀铺设在所述粉床16上后，关闭所述铺粉料仓61；

s3、粉层刮平阶段：通过所述y轴运动机构4和所述z轴运动机构5控制所述铺粉料仓61的下沿将所铺设粉末材料刮平；

s4、喷射助粘剂阶段：启动所述供液泵73，同时通过所述x轴运动机构3、所述y轴运动机构4和所述z轴运动机构5控制所述助粘剂喷嘴74按预定轨迹进行助粘剂的喷射，当助粘剂喷射完成后，关闭所述供液泵73；如需进行分幅面打印，则通过所述粉床驱动电机12控制所述粉床16移动一个幅面宽度，在新的幅面上继续执行铺粉、刮平和喷射助粘剂动作，直至完成单层打印。如进行的是多层打印，则在完成第一层扫描后，所述z轴运动机构5控制所述铺粉装置6和所述助粘剂喷滴装置7上升一层厚的高度，继续进行第二层铺粉、刮平和喷射助粘剂动作，如此循环，逐层粘结堆积直至完成三维模型，

s5、模型取出与材料回收阶段：当三维模型打印完成后，关闭打印机，将其周围未参与成型的粉末材料去除后，将模型取出，并对未参与成型的粉末材料进行回收。

在本文中，所涉及的前、后、上、下等方位词是以附图中零部件位于图中以及零部件相互之间的位置来定义的，只是为了表达技术方案的清楚及方便。应当理解，所述方位词的使用不应限制本申请请求保护的范围。

在不冲突的情况下，本文中上述实施例及实施例中的特征可以相互结合。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。