[实用新型]多材料铺粉及成型的3D打印装置

说明书

技术领域

本专利属于增材制造(3D打印)领域，具体涉及到粉末床3D打印技术，提供了多材料铺粉及成型的3D和装置，运用本装置可以铺设多材料粉末并3D打印成型。

背景技术

3D打印技术是一种非传统加工工艺，也称为增材制造、快速成型等，是近年来全球制造领域新兴起的一项集光、机、电、计算机、数控及新材料于一体的先进制造技术。与传统切削加工的“去除法”不同，而是一种以数字模型文件为基础，通过将粉末、液体片状等离散材料逐层堆积，“自然生长”成三维实体的成型制造技术。

粉末床工艺是3D打印的一种主要工艺，其原理是将粉末材料在可以升降的缸内铺设薄薄一层，之后在特定区域选择性的运用激光烧结或者喷射粘结剂，使其固化，之后在铺设下一层粉末，再固化，如此循环层层累积成三维实体。

粉末床3D打印技术的成型方法主要包括选择性激光烧结(SLS)和三维打印(3DP)两种技术。

选择性激光烧结(SLS)又可称为选区激光烧结，是利用激光有选择地逐层烧结粉末，逐层的叠加从而生成预定形状的三维实体零件的一种快速成型制造方法。其特点是生产周期短，开发成本低；可以成型几乎任意形状的零件；可成型的材料范围宽，包括塑料、陶瓷、金属及其复合材料中任何加热后能够粘结的粉末材料；成型件应用面广泛。

三维打印(3DP)，是利用喷头喷射液体粘结剂，粘结铺设在粉床上的粉末逐层叠加而成三维实体。该技术通过在粉末床上喷射彩色粘接剂的方法实现彩色技术，由于彩色粘接剂特性与彩色墨水类似，通过混合渐变可实现真彩色制件打印。其具有成型材料范围广、制造速度快、可实现全彩色制造的特点。

随着3D打印技术的不断发展，近年来粉末床3D打印技术也得到了快速提升，但是目前多数都停留在单材均质加工方面，而实际上大多数零件或产品均由多种材料构成，因此实现多材料、多功能、梯度材料、复合材料、彩色制件的粉末床3D打印技术成为快速成型制造领域的迫切需要。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供一种多材料铺粉及成型的3D打印装置。

本发明包括床身、送粉装置、吸粉装置、刮刀、成型腔、工作台和回收粉装置；

床身右侧固定有激光器装置或三维打印(3DP)的打印头装置；

送粉装置包括有第一粉料盒、第二粉料盒、第三粉料盒；

吸粉装置包括吸粉嘴、第一收粉箱、第二收粉箱、第三收粉箱，其作用是分类回收每次选择性固化后成型腔内多余的粉末；

刮刀位于成型腔之上，成型腔设置在工作台之上，成型腔和工作台可实现上下运动和水平的左右运动；

回收粉装置包括转盘和第一回收粉盒、第二回收粉盒和第三回收粉盒和转盘，第一回收粉盒、第二回收粉盒和第三回收粉盒均匀分布在转盘上，伺服电机带动轴转动，转盘由轴带动旋转，从而实现更换收粉盒的功能，回收粉装置的作用是分类回收刮刀刮平每层后多余的粉末。

所述的床身还包括传感器，用来精确控制工作台运行的位置。

所述第一粉料盒、第二粉料盒和第三粉料盒的宽度大于成型腔的宽度，以保证粉末全部覆盖整个成型腔。

所述第一粉料盒、第二粉料盒和第三粉料盒的下方均开有通长的漏粉口，各内置一个花键轴，花键轴转动时漏粉，停转时起到密封作用；所述的花键轴均由步进电机控制；所述的第一粉料盒、第二粉料盒和第三粉料盒均装有传感器，用以控制相应的步进电机转停，从而准确的控制漏粉范围，以免浪费材料。

所述吸粉装置的吸粉嘴的形状是鸭嘴形，所述的吸粉嘴最下方的宽度大于成型腔的宽度，以保证全面吸收整个成型腔内多余的粉末；所述的吸粉嘴联接真空吸粉泵；所述的真空吸粉泵是三通的，真空吸粉泵分别联接空气压缩机、电磁阀；所述的电磁阀末端联接第一收粉箱、第二收粉箱和第三收粉箱；所述的第一收粉箱、第二收粉箱和第三收粉箱的上端是开放的，在上端管口处安装有滤网。

所述的刮刀下方刀刃是楔形的，刀刃的宽度大于成型腔的宽度，刮刀的刃口完全与成型腔的上表面接触。

所述的成型腔外面套有收粉盒，收粉盒的作用是回收从成型腔的三个侧面撒出的粉末。

所述的工作台包括工作台支架、实现上下运动和水平左右运动的滚珠丝杠和伺服电机系统。

所述的第一回收粉盒、第二回收粉盒和第三回收粉盒宽度大于成型腔的宽度，保证刮刀刮出的粉末全部落入收粉盒。

所述的3D打印装置还包括冷却系统、安全系统、机床控制系统、激光控制系统和三维打印(3DP)的打印头控制系统。

本发明的有益效果是：