[发明专利]一种三维打印装置及其振动式铺粉装置

说明书

本发明涉及一种三维打印装置及其振动式铺粉装置，属于快速成型技术领域。三维打印装置包括控制单元、机架及安装在该机架上的打印平台、铺粉装置与固结装置；铺粉装置为振动式铺粉装置，包括粉筒，可转动地安装在粉筒内的搅拌送粉螺杆，驱动搅拌送粉螺杆转动以搅拌及送粉的驱动器，对粉筒施加振动的振动源，固设在粉筒的出粉口处用于对送出的打印粉进行充电的静电滤网，设于打印平台与静电滤网间用于对已带电的打印粉进行加速的加速电场装置。通过对其铺粉装置的结构进行改进，可在提高铺粉均匀性的同时，提高铺粉效率，可广泛应用于制造领域。

技术领域

本发明涉及一种快速成型设备及其零部件，具体地说，涉及一种三维打印装置用的振动式铺粉装置及以该振动式铺粉装置构建的三维打印装置。

背景技术

在三维打印技术中，粉末粘合成型(三维P)、选择性激光烧结(SLS)及选择性激光熔融(SLM)技术均需进行铺粉操作；这三类三维打印装置通常包括控制单元，用于盛装铺设出的粉末层及固结出三维物体的打印平台，受控制单元控制地在打印平台上铺设预定层厚粉末层的铺粉装置，及受控制单元控制地在粉末层上有选择地使部分粉末固结成体结构层的固结装置。在粉末固结过程中，粉末粘合成型技术为使用固结装置在粉末层上有选择地喷洒粘结剂以固结出当前打印层，选择性激光烧结与选择性激光熔融技术均为使用激光器在粉末层上有选择性地烧结部分粉末层以固结出当前打印层；完成当前层粉末固结成型之后，控制单元控制打印平台向下移动将要打印切片层的厚度或控制铺粉装置朝上移动将要打印切片层的厚度，并进行下层铺粉操作。

当前的铺粉装置为使用铺粉辊以平动方式进行铺粉，存在铺粉不均匀及铺粉效率低等问题。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种三维打印装置，通过对其铺粉装置的结构进行改进，以提高其铺粉效率与均匀性的同时，提高其打印质量；

本发明的另一目的是提供一种用于构建上三维打印装置的振动式铺粉装置。

为了实现上述目的，本发明提供的三维打印装置，包括控制单元、机架及安装在该机架上的打印平台、铺粉装置与固结装置；铺粉装置为振动式铺粉装置，包括粉筒，可转动地安装在粉筒内的搅拌送粉螺杆，驱动搅拌送粉螺杆转动以搅拌及送粉的驱动器，对粉筒施加振动的振动源，固设在粉筒的出粉口处用于对送出的打印粉进行充电的静电滤网，设于打印平台与静电滤网间用于对已带电的打印粉进行加速的加速电场装置；铺粉装置受控制单元控制地相对打印平台可沿竖向往复移动及可沿横向往复移动，该竖向为垂直于打印平台的台面的方向，横向为平行于台面的方向；固结装置位于铺粉装置上方地安装在打印平台的正上方，包括激光系统及基于光寻址光阀技术的振镜系统。

在工作过程中，通过搅拌送粉螺杆将装入粉筒内的打印粉搅拌均匀；在铺粉时，通过振动源施加振动，使打印粉进入静电滤网的过粉孔并被充电而带上负电荷，接着带电的粉末进入加速电场装置的加速通道内进行加速，以迅速地喷射到打印平台上，起到压实作用并减少延迟效应，从而有效地提高了打印质量；同时，通过静电滤网可进行大面积的铺粉，有效地提高了其铺粉效率。

具体的方案为静电滤网的过粉孔内设有充电晕丝。有效地提高充电效率与质量。

更具体的方案为打印平台的台面为导体结构，导体结构与直流电源的正极电连接，静电滤网与直流电源的负极电连接。有效的避免因为打印出物体上负电荷累积而降低压实效果。

再具体的方案为加速电场装置为空心螺线管，空心螺线管的轴向沿竖向布置，空心螺线管的内孔构成打印粉加速通道；粉筒的出粉口部的内侧壁内凹形成用于安装空心螺线管的环形凹槽。用螺线管可在其内孔内构建出大致均匀的加速电场，加速电场装置的结构简单且有效。