粉末回收装置及3D打印机的制作方法

粉末回收装置及3d打印机
技术领域
1.本技术涉及3d打印设备技术领域，具体而言，涉及一种粉末回收装置及3d打印机。


背景技术：

2.3d打印是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术，该技术在工业设计、汽车、航空航天、医疗产业等多个领域应用地越来越广泛。
3.由于3d打印使用的打印材料比较昂贵，对3d打印机内的粉末余料进行回收利用有利于降低打印成本。然而，现有的粉末材料回收过程多由人工完成，不仅效率低下，而且容易造成粉尘飞扬，污染生产环境。


技术实现要素：

4.本技术提供一种粉末回收装置及3d打印机，以解决上述技术问题。
5.本技术的实施例提供一种用于3d打印机的粉末回收装置，其包括：
6.储粉仓体，用于存储被回收的物料粉末；
7.进料管，设置于所述储粉仓体的顶部并连通所述储粉仓体；
8.回收管，可拆卸地连接所述进料管，用于连接3d打印机的打印仓；
9.驱动件，连接所述回收管，所述驱动件用于带动所述回收管沿竖直方向移动并对接所述进料管，所述回收管上还设有一节柔性管，所述柔性管用于在竖直方向上为所述回收管提供移动余量；
10.支撑架，所述储粉仓体设置于所述支撑架上，所述支撑架底部设有滚轮组件，用于移动所述支撑架。
11.如此，本技术的粉末回收装置通过驱动件对接回收管和进料管，使3d打印机的打印仓与储粉仓体连通，使打印仓内的多余物料粉末可以直接落入储粉仓体内，实现物料粉末的回收利用，且储粉仓体可通过支撑架和滚轮组件进行移动，方便操作，有效提升物料粉末回收的效率和安全性，减少人为误操作的问题。
12.在一种可能的实施方式中：所述进料管的直径大于所述回收管的直径；所述回收管对接所述进料管的一端还设有密封件，所述密封件的壁厚大于所述进料管的壁厚。
13.在一种可能的实施方式中：所述支撑架的侧边凸设有复合轴承，所述复合轴承用于抵持3d打印机的壳体侧壁，导向所述支撑架的移动方向。
14.在一种可能的实施方式中：还包括电磁阀，设置于所述回收管的端口处，所述电磁阀用于打开或关闭所述回收管。
15.在一种可能的实施方式中：所述储粉仓体内还设有阀门组件，用于打开或关闭所述进料管；所述阀门组件包括动力件、连杆机构和阀片，所述连杆机构连接于所述动力件与所述阀片之间，所述阀片设置于所述进料管与所述储粉仓体的连接处，所述动力件用于通过所述连杆机构带动所述阀片转动，以打开或关闭所述进料管。
16.在一种可能的实施方式中：还包括粉末处理组件，可拆卸地设于所述储粉仓体的下端，用于筛分净化所述储粉仓体内的物料粉末。
17.在一种可能的实施方式中：所述储粉仓体的侧壁上还间隔设有若干料位检测器，用于检测所述储粉仓体内的物料堆积高度；所述料位检测器通信连接所述电磁阀。
18.在一种可能的实施方式中：所述储粉仓体的顶部还设有进气口和出气口，所述进气口用于导入保护气体，所述出气口用于排出所述储粉仓体内的空气；所述储粉仓体内还设有氧浓度检测器，所述进气口和所述出气口根据所述氧浓度检测器的检测结构开启或关闭。
19.本技术的实施例还提供一种3d打印机，其包括：
20.主机壳体；
21.打印仓，设置于所述主机壳体内；
22.上述实施例所述的粉末回收装置，所述主机壳体内还设有收容腔，所述粉末回收装置可移动地设于所述收容腔内；
23.所述主机壳体的侧壁还设有对应所述粉末回收装置的位置传感器，用于检测所述粉末回收装置的储粉仓体是否到达预设位置。
24.在一种可能的实施方式中：所述收容腔的侧壁包括第一导向部和第二导向部，所述第二导向部相对于所述第一导向部倾斜设置；所述第一导向部用于抵持所述粉末回收装置上的复合轴承，以定位所述储粉仓体，所述第二导向部用于引导所述粉末回收装置进入所述收容腔。
25.本技术的粉末回收装置和3d打印机通过驱动件对接回收管和进料管，使3d打印机的打印仓与储粉仓体连通，使打印仓内的多余物料粉末可以直接落入储粉仓体内，实现物料粉末的回收利用，且储粉仓体可通过支撑架和滚轮组件进行移动，方便操作，有效提升物料粉末回收的效率和安全性，减少人为误操作的问题。
附图说明
26.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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他相关的附图。
27.图1为本技术一实施例的粉末回收装置的结构示意图。
28.图2为粉末回收装置在一实施例中的结构示意图。
29.图3为图2所示粉末回收装置在另一方向的结构示意图。
30.图4为3d打印机在一实施例中的结构示意图。
31.图5为粉末回收装置进入3d打印机的结构示意图。
32.主要元件符号说明：
33.[0034][0035]
具体实施方式
[0036]
下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术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技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
[0037]
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。当一个元件被认为是“设置于”另一个元件，它可以是直接设置在另一个元件上或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
[0038]
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本技术。本文所使用的术语“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
[0039]
本技术的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
[0040]
参见图1至图5，本实施例提供一种用于3d打印机200的粉末回收装置100，所述粉末回收装置100包括储粉仓体1、进料管2、回收管3、驱动件4和支撑架5。所述储粉仓体1用于存储被回收的物料粉末，且所述储粉仓体1设置于所述支撑架5上，所述支撑架5底部设有滚轮组件51，用于移动所述支撑架5，从而带动储粉仓体1进出3d打印机200。进料管2设置于所述储粉仓体1的顶部并连通所述储粉仓体1。回收管3可拆卸地连接所述进料管2，用于连接3d打印机200的打印仓。驱动件4连接所述回收管3，所述驱动件4用于带动所述回收管3沿竖直方向移动并对接所述进料管2。所述驱动件4包括但不限于驱动气缸。所述回收管3上还设有一节柔性管31，所述柔性管31用于在竖直方向上为所述回收管3提供移动余量。在本技术的实施例中，所述柔性管31的伸缩量为0-10mm，以便保证回收管3与进料管2的对接准确度，减少柔性管31造成的回收管3晃动。在其他实施例中，柔性管31的伸缩量也可以大于10mm，本技术不限定于此。
[0041]
上述粉末回收装置100通过驱动件4对接回收管3和进料管2，使3d打印机200的打印仓与储粉仓体1连通，使打印仓内的多余物料粉末可以直接落入储粉仓体1内，实现物料粉末的回收利用，且储粉仓体1可通过支撑架5和滚轮组件51进行移动，方便操作，有效提升物料粉末回收的效率和安全性，减少人为误操作的问题。
[0042]
进一步地，所述进料管2的直径d大于所述回收管3的直径d，在方便对接进料管2和回收管3的同时，可以使回收管3中的粉料能全部落入进料管2中，减少粉料漏撒的问题。所述回收管3对接所述进料管2的一端还设有密封件32，进料管2与回收管3对接时，密封件32用于封堵回收管3与进料管2的连接处，使二者之间形成密封连接，防止外部气体进入管道，或避免物料粉末从接口处泄露。密封件32由弹性材料制成，且所述密封件32的壁厚大于所述进料管2的壁厚，同时密封件32的外直径大于进料管2的端口直径，从而使驱动件4带动回收管3竖直移动并插入进料管2时，密封件32部分塞入进料管2，利用自身的弹性力实现管道接口处的密封，有利于实现管道的快速对接和拆分，提高管道对接的效率。
[0043]
请继续参阅图2和图3，在本技术的其中一实施例中，所述支撑架5的侧边凸设有复合轴承52，所述复合轴承52用于抵持3d打印机200的壳体侧壁，导向所述支撑架5的移动方向，有利于进料管2对接回收管3。进一步地，所述支撑架5的一侧还设有把手53，机械手臂等装置或工作人员可通过把手53推动支撑架5，实现储粉仓体1的转运。
[0044]
在本技术的实施例中，进料管2与回收管3的数量均为两个，且进料管2与回收管3一一对应设置，在其他实施例中，进料管2和回收管3的数量还可以更多，根据实际需求进行设定，本技术不限于此。粉末回收装置100还包括电磁阀33，每一回收管3的端口处均设有一电磁阀33，所述电磁阀33用于打开或关闭所述回收管3。所述驱动件4可以通信连接所述电磁阀33。
[0045]
进一步地，所述储粉仓体1的侧壁上还间隔设有若干料位检测器7，用于检测所述储粉仓体1内的物料堆积高度。所述料位检测器7通信连接所述电磁阀33，当料位检测器7检测储粉仓体1内的物料堆积高度达到高位时，电磁阀33根据料位检测器7的检测结果及时关闭回收管3，阻止物料粉末进一步落入储粉仓体1。
[0046]
在本技术的其中一实施例中，所述储粉仓体1的顶部还设有进气口11和出气口12，所述进气口11用于导入保护气体，所述出气口12用于排出所述储粉仓体1内的空气。所述储粉仓体1内还设有氧浓度检测器(图未示)，所述进气口11和所述出气口12根据所述氧浓度检测器的检测结构开启或关闭。当回收管3与进料管2对接时，电磁阀33暂时处于关闭状态，避免回收管3与进料管2连通时，储粉仓体1内的氧气进入到打印仓中，污染打印环境。此时，进气口11和出气口12打开，输气装置通过进气口11将保护气体输送至储粉仓体1内，储粉仓体1内的空气从出气口12排出。当氧浓度检测器检测储粉仓体1内的氧含量低于一预设值时，进气口11和出气口12关闭，电磁阀33打开回收管3，使回收管3通过进料管2连通储粉仓体1，打印仓内的物料粉末可以从回收管3落入到储粉仓体1中。输气装置可以自动与进气口11进行对接，或者通过操作人员进行手动对接，本技术不限定于此。
[0047]
进一步地，请参阅图5，所述储粉仓体1内还设有阀门组件6，用于打开或关闭所述进料管2。所述阀门组件6包括动力件61、连杆机构62和阀片63，所述连杆机构62连接于所述动力件61与所述阀片63之间，所述阀片63设置于所述进料管2与所述储粉仓体1的连接处，所述动力件61用于通过所述连杆机构62带动所述阀片63转动，以打开或关闭所述进料管2。具体地，动力件61包括但不限于气缸等装置，动力件61推动连杆机构62移动时，阀片63可以随连杆机构62的移动而摆动，阀片63摆动至与进料管2的端口重合位置时，进料管2被关闭，阀片63摆动至偏离进料管2的端口位置时，进料管2与储粉仓体1连通。所述动力件61也可以与料位检测器7通信连接，从而使阀门组件6根据料位检测器7的检测结果打开或关闭进料管2。
[0048]
请再次参阅图2和图3，所述储粉仓体1的底部还设有密封阀门8，用于开启或关闭储粉仓体1的底部。粉末回收装置100还可以包括粉末处理组件81，可拆卸地设于所述储粉仓体1的下端，并连接所述密封阀门8。当密封阀门8打开时，储粉仓体1内的物料粉末可落入粉末处理组件81中，粉末处理组件81用于筛分净化所述储粉仓体1内的物料粉末。进一步地，储粉仓体1的顶部仓盖上还设有端盖组件13，端盖组件13打开时，可以与粉末处理组件81连通，以将筛分净化后的物料送入储粉仓体1中。
[0049]
请参阅图4，本技术的实施例还提供一种3d打印机200，其包括主机壳体201、打印仓206和上述实施例所述的粉末回收装置100。打印仓206设置于所述主机壳体201内，粉末回收装置100的回收管3固定连接于所述打印仓206的下端，并连通打印仓206，粉末回收装置100的储粉仓体1、进料管2、支撑架5等为可移动结构，可以根据需要进出主机壳体201。所述主机壳体201内还设有收容腔202，所述粉末回收装置100可移动地设于所述收容腔202
内。所述主机壳体201的侧壁还设有对应所述粉末回收装置100的位置传感器205，用于检测所述粉末回收装置100的储粉仓体1是否到达预设位置。当储粉仓体1触发位置传感器205时，驱动件4带动回收管3竖直移动以对接进料管2。
[0050]
进一步地，请参阅图5，所述收容腔202的侧壁包括第一导向部203和第二导向部204，所述第二导向部204位于收容腔202的开口处，且相对于所述第一导向部203倾斜设置。两相对设置的第一导向部203之间的距离l1小于两相对设置的第二导向部204之间的距离l2，从而使所述第二导向部204可以引导所述粉末回收装置100进入所述收容腔202，降低储粉仓体1进入收容腔202的难度。储粉仓体1全部进入所述收容腔202时，所述第一导向部203用于抵持所述粉末回收装置100上的复合轴承52，以定位所述储粉仓体1，避免储粉仓体1在收容腔内晃动，保证进料管2与回收管3对位准确。
[0051]
在本技术的实施例中，3d打印机200还包括锁紧装置9，用于固定所述储粉仓体1与主机壳体201。锁紧装置9包括锁舌件91和锁扣件92，所述锁舌件91可转动地设置于储粉仓体1靠近把手53的一侧，所述锁扣件92安装于所述收容腔的开口端，储粉仓体1完全进入收容腔后，可转动锁舌件91，使至少部分锁舌件91扣接于锁扣件92中，从而进一步定位储粉仓体1，避免储粉仓体1在回收粉末的过程中从主机壳体201中滑出。
[0052]
下面将对粉末回收过程进行说明：
[0053]
当打印仓206中的物料粉末需要回收时，朝向收容腔202推动支撑架5，储粉仓体1在第一导向部203和第二导向部204的作用下顺利进入收容腔202并对储粉仓体1进行定位。储粉仓体1触发位置传感器205后，驱动件4带动回收管3与进料管2对接，阀门组件6打开进料管2，接着对储粉仓体1进行除氧过程，除氧过程完成后，电磁阀33打开回收管3，使打印仓与储粉仓体1连通，物料粉末通过回收管3和进料管2落入储粉仓体1中进行回收。当储粉仓体1内的物料堆积高度达到高位时，电磁阀33和阀门组件6分别关闭回收管3和进料管2，驱动件4带动回收管3上移以分离回收管3与进料管2。随后打开锁紧装置9，将储粉仓体1移出主机壳体。
[0054]
装有回收粉末的储粉仓体1可以再移动至一送粉位置，粉末处理组件81通过密封阀门8与储粉仓体1快速连接，物料粉末从储粉仓体1进入粉末处理组件81，对粉末进行筛分净化。筛分净化后的物料粉末可通过管道从端盖组件13处输送至储粉仓体1中进行存储。储粉仓体1可通过一送粉装置(图未示)将回收净化后的物料粉末输送至打印仓以备3d打印所需。
[0055]
上述驱动件4、阀门组件6、电磁阀33等均由预设程序自动控制，在其他实施例中，各阀门或动力机构等还可以手动操作，本技术不限定于此。
[0056]
本技术的粉末回收装置100通过驱动件4对接回收管3和进料管2，使3d打印机200的打印仓206与储粉仓体1连通，使打印仓206内的多余物料粉末可以直接落入储粉仓体1内，实现物料粉末的回收利用，且储粉仓体1可通过支撑架5和滚轮组件51进行移动，方便操作，有效提升物料粉末回收的效率和安全性，减少人为误操作的问题。此外，可移动小车形式的粉末回收装置100作为打印设备的粉末管理中一种周转工具，对比粉瓶收集粉料的人工操作，本技术的粉末回收装置100起到高效、安全周转的作用。
[0057]
进一步地，每一3d打印机200可适配、对接多台小车形式的粉末回收装置100，实现一对多的互换性。回收管3固定连接打印仓206，3d打印机适配多台粉末回收装置100时，同
一组回收管3可以对接多个储粉仓体1上的进料管2。当其中一台粉末回收装置100进入3d打印机200的主机壳体201，并与打印仓206对接以回收多余物料时，另一台装有洁净物料的粉末回收装置100可以接入3d打印机200的主机，以持续供给物料至打印仓206，使3d打印机200可以持续打印。将洁净物料全部输送完毕的粉末回收装置100可以在主机壳体201的入口处排队等待，当前一粉末回收装置100的储粉仓体1装满移出时，排队等待的粉末回收装置100可以接替进入主机壳体201，以持续回收多余物料。装有回收物料的粉末回收装置100可以移动至预定位置与筛粉装置等粉末处理组件81对接，实现对回收物料的净化处理，接着将净化处理后的物料再次送往3d打印机200，从而实现物料的循环利用。另外，3d打印机200与粉末回收装置100之间的导向结构、对接结构等可以同样复制于移动小车形式的粉末回收装置100与其他打印系统相关粉末管理装备的对接上，例如物料过滤装置、负压式送料装置等，本技术不限定于此。
[0058]
以上实施方式仅用以说明本技术的技术方案而非限制，尽管参照以上较佳实施方式对本技术进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本技术的技术方案进行修改或等同替换都不应脱离本技术技术方案的精神和范围。