[发明专利]3D打印机

说明书

技术领域

本发明涉及冶金行业，尤其是涉及一种利用3D打印技术进行粉末冶金。

背景技术

粉末冶金技术是一种重要的机械零部件生产技术，是当前新材料科学中最具发展活力的分支之一，已被广泛应用于交通、机械、电子、航空航天、兵器、生物、新能源、信息和核工业等领域。粉末冶金制品节能省材、性能优异、产品精度高且稳定性好，非常适合于大批量生产。另外，部分用传统铸造和机械加工方法无法制备的材料和复杂零件也可用粉末冶金技术制造，因而备受工业界的重视。粉末冶金零件是粉末冶金行业的主导产品之一，应用领域广、需求量大。在发达国家，采用粉末冶金工艺生产的机械零件已从小尺寸简单结构零件发展到大尺寸、复杂结构、高承载关键零部件。

目前粉末坯件的成形技术主要有模压成形、等静压成形、注射成形等。(a)模压成形是将金属粉末或粉末混合料装入钢制压模(阴模)中，通过模冲对粉末加压，卸压后脱模以得到压坯的技术。其优点是效率高、成本较低、工序少。缺点是压坯的尺寸、形状和密度有限制，难以成形尺寸精度要求高的大型复杂坯件。(b)等静压技术是根据帕斯卡原理开发出来的一种粉体成形缸和固结技术。该技术具有压坯密度高、压坯密度均匀一致、不需要在粉料中添加润滑剂等优点。缺点主要是工件尺寸精度、表面光洁度以及工艺效率较低，设备昂贵。(c)粉末注射成形缸是将塑料注射成形缸技术引入粉末冶金领域而形成的一种粉末冶金近净成形技术。该技术不仅具有工序少、无切削或少切削、经济效益高等优点，而且克服了其它传统粉末冶金技术制品密度低、材质不均匀、机械性能低、复杂结构成形等问题。缺点是难以制造薄壁及大型复杂结构坯件。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种能够制造薄壁及大型复杂结构坯件的3D打印机。

本发明的目的采用以下技术方案实现：

一种3D打印机，包括一工作平台、一铺粉装置、一推粉结构及一喷射装置，所述铺粉装置包括一供粉缸结构及一成形缸结构，所述供粉缸结构及所述成形缸结构活动安装于所述工作平台并能沿一垂直于所述工作平台的方向运动，所述推粉结构滑动安装于所述工作平台并能沿一平行于所述工作平台的方向移动将所述供粉缸结构内的粉末材料推至所述成形缸结构，所述喷射装置活动安装于所述工作平台并向所述成形缸结构喷射粘合剂使所述成形缸结构内的粉末形成一待制作产品。

优选的，所述3D打印机还包括一底座，所述工作平台固定于所述底座，所述供粉缸结构包括一第二驱动件及一与所述第二驱动件固定连接的供粉缸活塞，所述第二驱动件收容于所述底座，所述供粉缸活塞安装于所述工作平台。

优选的，所述成形缸结构包括一第一驱动件及一与所述第一驱动件固定连接的成形缸活塞，所述第一驱动件收容于所述底座，所述成形缸活塞安装于所述工作平台。

优选的，所述铺粉装置还设有一前置粉末回收槽及一后置粉末回收槽，所述供粉缸活塞及所述成形缸活塞位于所述前置粉末回收槽及所述后置粉末回收槽之间。

优选的，所述推粉结构包括一固定安装于所述工作平台的第三驱动件、一与所述第三驱动件固定连接的第一减速机、一安装于所述第一减速机的第一传动件及一固定于所述第一传动件的推板，所述第三驱动件通过所述第一传动件带动所述推板沿所述平行于所述工作平台的方向移动。

优选的，所述喷射装置包括一固定安装于所述工作平台的第一移动结构、一滑动安装于所述第一移动结构的第二移动结构、一滑动安装于所述第二移动结构的第三移动结构及一固定安装于所述第三移动结构的喷射结构。

优选的，所述第一移动结构包括一第四驱动件、一第二减速机及一第二传动件，所述第四驱动件固定于所述工作平台，所述第二减速机与所述第四驱动件固定连接，所述第二传动件安装于所述第二减速机。

优选的，所述工作平台包括一主体及两固定于所述主体的滑轨，所述第二移动结构包括一支架、一第一直线模组及一第五驱动件，所述支架与所述第二传动件固定连接并与所述两滑轨配合沿所述滑轨移动。

优选的，所述第三移动结构包括一第二直线模组及一第六驱动件，所述第二直线模组滑动安装于所述第一直线模组，所述第六驱动件固定安装于所述第二直线模组。

优选的，所述喷射结构包括一喷射模块及一与所述喷射模块连通的喷嘴，所述喷射模块固定安装于所述第二直线模组。