[发明专利]一种密封结构、3D打印机及其打印方法

说明书

本申请提供了一种密封结构、3D打印机及其打印方法，所述密封结构应用于3D打印机，所述3D打印机包括上部腔室，包括：工作台，其上壁面至少部分构成所述上部腔室的底壁，且其中部具有缺口；活塞结构，可升降的设置于对应所述缺口位置；柔性密封罩，其上端与所述工作台的底部密封连接，其下端与所述活塞结构的外周壁密封连接，与所述活塞结构和所述上部腔室的内壁面合围形成密封腔室。本申请的密封结构采用柔性密封罩替代成型缸体，降低了成本，同时解决了活塞结构工作空间的密封问题，避免气体泄漏。

技术领域

本申请涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种密封结构、3D打印机及其打印方法。

背景技术

目前市场上的主流3D打印设备主要有激光选区熔化设备(SLM)、熔融沉积制造(FDM)、光敏树脂打印设备(SLA)等，尤其许多大型3D打印公司着手研发激光选区熔化设备，该设备打印的零件大小适中，零件被广泛用于航空航天、医学等重要领域。

其工作原理是通过软件和控制系统，实现激光扫描振镜与工件的相对运动。振镜扫描XY方向，基板做Z轴运动。在激光束扫描前，刮刀先把材料粉末平推到基板上，激光束根据一定的扫描路径熔化基板上的粉末，加工出当前层，然后基板下降一个层厚的距离，重复刮刀推粉动作。

该设备打印材料可以是非金属尼龙等高分子材料，金属钛合金、铝合金、铜合金、不锈钢等材料，但他们都需要有一个保护气氛环境，用来保护激光烧结位置不氧化、同时也能防止爆燃，特别是易燃粉末。

为了有这样的保护环境，设备工作区以及Z轴的结构都需要密封，密封空间较大，中等设备(打印体积约250*250*300mm)的洗气(用保护气将内部空气置换出来)时间一般为20-40min不等。整体密封结构通常以打印基准台面分界，上部分的密封贴合面可以设计成一个规则的平面，装配较容易及密封效果较好。而下部分，有承重的框架结构及安装Z轴的支架等结构相对复杂，为了获得更小的密封体积，密封的结构就会相对复杂，密封板数量比较多。通常的做法是利用薄板把框架的底面、左面、右面与框架焊接起来，前后面做成装配式或开门的结构，用来维修调试。下部分的这种结构带来的缺点，第一是框架焊接处较多，容易造成焊接变形，需要二次加工，多次热处理等。第二是装配面或开门的结构较大，门板较厚较重且对密封圈要求高，其压缩量不易控制及安装难度较大等。总之，拼接的位置多，装配难度系数高，也是工作中易漏气的位置。

申请内容

本申请的实施例提供了一种密封结构，该密封结构应用于3D打印机，解决3D打印机的密封腔体密封困难和易造成气体浪费的问题。

第一方面，本申请提供一种密封结构，密封结构应用于3D打印机，所述3D打印机包括上部腔室，包括：工作台，其上壁面至少部分构成所述上部腔室的底壁，且其中部具有缺口；活塞结构，可升降的设置于对应所述缺口位置；柔性密封罩，其上端与所述工作台的底部密封连接，其下端与所述活塞结构的外周壁密封连接，与所述活塞结构和所述上部腔室的内壁面合围形成密封腔室。

在另一个可能的实现中，所述柔性密封罩包括伸缩套、设置于所述伸缩套上端的第一密封环和设置于所述伸缩套下端的第二密封环，所述第一密封环与所述工作台的底部密封连接，所述第二密封环与所述活塞结构的外周壁密封连接，所述活塞结构运动带动所述伸缩套伸长/缩短。

在另一个可能的实现中，所述工作台的侧周壁底部设置沿其周向延伸的第一环状凸起结构，所述第一密封环与所述第一环状凸起结构密封连接，所述活塞结构的侧周壁底部设置沿其周向延伸的第二环状凸起结构，所述第二密封环与所述第二环状凸起结构密封连接。

在另一个可能的实现中，还包括第一卡箍、第二卡箍、第一金属垫片、第二金属垫片；

所述第一金属垫片和第一环状凸起结构将第一密封环压接，所述第一卡箍固定所述第一金属垫片、第一密封环和第一环状凸起结构；