[发明专利]多刀自动换刀式3D打印机铺粉刮刀装置

说明书

技术领域

本发明涉及增材制造领域，尤其是分层制造、逐层叠加而形成零件的3D打印机。

背景技术

采用不同的材料、或不同的成型工艺，3D打印机的结构和原理也有所不同，逐层铺粉烧结、或逐层铺粉固化成型的3D打印机，是目前结构较为成熟的3D打印机之一，包括金属粉和非金属粉3D打印机。如图1、图2所示，是逐层铺粉成型3D打印机的主机示意图，主要由供粉装置1、铺粉刮刀装置7、成型腔系统6、烧结、或固化装置8、收粉腔5以及控制系统、冷却和气循环系统等构成；铺粉是3D打印机工作过程中的关键工序，由于铺粉工序是一个频繁循环的重复过程，所以频繁使用的铺粉刮刀刀片会经常损坏，一旦刮刀损坏，就可能造成工件半途而废，须停机检修、或需更换刀片；由于大部分零件在打印过程中需要惰性气体的保护，所以，停机再开机会浪费大量的惰性气体，操作过程也相当麻烦，这就极大地增加了打印机的打印成本，还要耽误很长的工作时间。

发明内容

为了解决快速更换3D打印机铺粉刮刀刀片问题，本发明提供一种多刀自动换刀式3D打印机铺粉刮刀装置，该装置备有多个刮刀刀片，并能够通过控制系统的控制实现自动换刀。

本发明采取的技术方案是：把铺粉刮刀装置置于烧结成型、或固化成型面的上方，能够沿导轨作往复运动，并通过其刮刀片刮平粉料、完成铺粉工序；铺粉刮刀装置设有多个刮刀片，其中最下方的刮刀片是工作刀片，其余刀片是备用刀片，备用刀片在控制系统的控制下，能够自动交换到下方的工作位置。

本发明的有益效果是，刀夹轴由电机A通过减速机、联轴器、蜗杆、蜗轮驱动转动，刀夹轴的转动使刮刀片自动更换到下方的工作位置，从而保证了机器的正常运转；刀夹轴转位时不需停机，因此，使3D打印机降低了生产成本，节约了时间。

附图说明

图1是3D打印机主机剖视示意图。

图2是图1的A-A剖视示意图。

图3是铺粉刮刀装置的外形三维示意图。

图4是铺粉刮刀装置的传动三维示意图。

图5是铺粉刮刀装置的零件三维示意图。

图6是刀夹轴剖面示意图。

图中：1.供粉装置，2.使用粉，3.活塞，4.工件，5.收粉腔，6.成型腔系统，7.铺粉刮刀装置，8.烧结、或固化装置，9.摄像头，701.刀夹轴，702.刮刀片，703.压刀条，704.螺钉，705.导轨，706.刀架体，707.电机A,708.减速机，709.逆止器-动片，710.力传感器（或扭矩传感器），711.逆止器-静片，712.联轴器，713.蜗杆，714.蜗轮。

具体实施方式

1.如图3、图6所示，是所述铺粉刮刀装置的实施例，铺粉刮刀装置置于烧结成型、或固化成型面的上方，能够沿导轨（705）作往复运动，并通过其刮刀片（702）刮平粉料、完成铺粉工序；铺粉刮刀装置设有多个刮刀片（702），其中最下方的刮刀片是工作刀片，其余刀片是备用刀片，备用刀片在控制系统的控制下，能够自动交换到下方的工作位置。

2.如图5、图6所示，刮刀片（702）嵌装在刀夹轴（701）的梯形槽中，刮刀片（702）通过压刀条（703）、螺钉（704）压紧，压刀条（703）的截面为梯形、或楔形。

3.如图3、图4所示，刀夹轴（701）的两端安装在刀架体（706）上，刀架体（706）安装在导轨（705）上，刀架体（706）另有驱动装置驱动，工作时沿导轨（705）定时往复运动；刀夹轴（701）由电机A（707）通过减速机（708）、联轴器（712）、蜗杆（713）、蜗轮（714）驱动转动，刀夹轴（701）的转动使刮刀片（702）转位，并准确地到达下方的工作位置；刀夹轴（701）也可以通过其它传动方式实现驱动转动。

4.如图3、图4、图5所示，刀夹轴（701）的端部固装有逆止器-动片（709），逆止器-动片（709）与逆止器-静片（711）相耦合；由于逆止器的作用，电机A（707）驱动刀夹轴（701）换刀时只能单方向旋转，也是由于逆止器的作用，刮刀片（702）工作时所受的力能够通过刀夹轴（701）、逆止器直接传给刀架体（706），使蜗轮-蜗杆副所受到的反力减少，甚至不受反力，因此，蜗轮-蜗杆副可以设计的很小。

5.如图3、图4、图5所示，力传感器（或扭矩传感器）（710）的一端固装在逆止器-静片（711）上，力传感器（或扭矩传感器）（710）的另一端固装在刀架体（706）上，力传感器（或扭矩传感器）（710）通过导线与控制系统相连；力传感器（或扭矩传感器）（710）能够通过逆止器-静片（711）、逆止器-动片（709）和刀夹轴（701）随时监测刮刀片（702）的受力状况，并把受力信号传送到控制系统，控制系统根据刮刀片（702）的受力、或过载情况对刮刀片（702）实施全程过载保护。