[实用新型]一种高效3DP铺粉打印设备

说明书

本实用新型涉及一种高效3DP铺粉打印设备，包括两个或两个以上沿X轴方向依次排布的打印平台，每个打印平台对应设置一个长方形的打印区域；各打印区域共用一个设置在各打印平台上方的铺粉装置和一个共用的打印头；铺粉装置的铺粉方向为与打印区域的排布方向一致的X轴方向，打印头的打印方向为与铺粉方向垂直的Y轴方向并且可沿X轴方向移动在各打印区域上方折回往返依次打印。本实用新型中，沿铺粉方向设置多个打印区域，并共用一个打印头和一个铺粉装置，打印方向和铺粉方向垂直设置，通过设置合理的铺粉和打印顺序，增加打印头和铺粉装置同时工作的时间，从而提高打印效率，降低打印成本。

技术领域

本实用新型涉及3D打印技术领域，特别涉及一种高效3DP铺粉打印设备。

背景技术

3DP成型方法是典型的粉末（或颗粒）材料3D打印技术，该技术最早由美国麻省理工大学于1989年在US5204055A1这篇专利中提出。该方法的具体过程为先在平台上均匀的铺一层粉末，打印头扫描并在特定区域内喷射一种液料，使得喷射部位的粉末粘结在一起，然后打印平台下降相应的的层厚距离，重复上述步骤，直至完成所有层的铺粉打印工作。现有技术中，基于上述技术的粉末3D打印设备普遍特征在于，铺粉和打印是分步骤依次完成的，存在等待时间，使得单层铺粉打印周期较长，从而导致设备打印效率大大受限。如想提高效率，只能通过增大打印面积、提高铺粉与打印速度、增加打印头的宽度等方法来实现，但上述方法中增加打印面积会增加整个设备的制造难度，甚至无法实现；铺粉与打印速度在达到特定的值后很难再提升；增加打印头的宽度会大大提高设备的制造与维护成本，且增加控制难度。上述方法只能小幅度的提升设备打印效率，远远不能满足粉末3D打印技术产业化推广应用的要求。

美国EXone公司于2014年在DE102014112447A1的专利中提到一种双工作箱的3D打印设备结构，该方法为双工作箱同时铺砂及打印，与同等成型尺寸的单箱3D打印设备相比，效率可成倍提高。但该方法的实质仍然是铺粉和打印分步骤依次完成，存在等待时间，效率未最大化。

美国Voxeljet公司于2013年在WO2015/096826的专利中提到提高打印效率的设备和方法，该方法主要为将一组或多组铺粉装置与打印头并列布置，可实现铺粉与打印同时进行，以及单向多层、双向多层同时打印的动作。但该方法在实施过程中仍然存在如下问题：首先将铺粉装置与打印头设置为同向运动，实际使用中，铺粉装置的运动速度远低于打印头的运动速度，因此打印效率由铺粉速度决定，如按此方法实施，还是无法显著提高打印效率；其次将铺粉装置与打印头设置为同向运动，要求将打印头的宽度设置为与铺粉装置的有效铺粉宽度相同，在实施该方法时，因受打印头制造难度、成本、控制难度等方面制约，可实施宽度往往只能控制在1米以内，会严重制约有效打印尺寸，且打印效率较低。

实用新型内容

本实用新型针对现有技术中３DP铺粉打印成型方法中打印头与铺粉装置速度不匹配而导致的打印效率低的问题，提供一种可提高打印效率的高效3DP铺粉打印设备，通过合理设置打印方向、铺粉方向及打印区域，减少打印头停机等待时间，提高3DP打印效率。

本实用新型的目的是这样实现的，一种高效3DP铺粉打印设备，包括两个或两个以上沿X轴方向依次排布的打印平台，每个打印平台对应设置一个长方形的打印区域；各打印区域共用一个设置在各打印平台上方的铺粉装置和一个共用的打印头；所述铺粉装置的铺粉方向为与打印区域的排布方向一致的X轴方向，所述打印头的打印方向为与铺粉方向垂直的Y方向并且可沿X方向移动在各打印区域上方折回往返依次打印。

本实用新型的打印设备，沿铺粉方向设置多个打印区域，多个打印区域共用一个打印头和一个铺粉装置，并且打印方向和铺粉方向垂直设置，每层铺粉打印过程中，通过设置合理的铺粉和打印顺序，增加打印头和铺粉装置同时工作的时间，减少等待时间，从而提高打印效率，降低打印成本。

为进一步提高铺粉打印的效率，所述铺粉装置为双向铺粉装置，沿X轴的正反方向均能铺粉。