[发明专利]一种缸体可伸缩式激光3D打印机

说明书

本发明属于3D打印领域，具体公开了一种缸体可伸缩式激光3D打印机。主要包括机架、成型缸、激光头和铺粉装置。成型缸由下缸体和上缸体组成，上缸体和下缸体之间由伸缩结构连接，上缸体、下缸体和伸缩机构组成密封的打印腔体，打印工作在打印腔体内进行。本发明公开的3D打印机，利用整个缸体的运动代替原有的打印平台的运动，减少了打印平台和缸体的配合，与现有技术相比本发明具有密封简单、清洗方便等特点。同时，本发明供粉铺粉装置结构简单，可实现定量供粉，防止多余的粉末堆积，提升铺粉质量。

【技术领域】

本发明属于3D打印领域，具体涉及一种缸体可伸缩式激光3D打印机。

【背景技术】

随着3D打印技术的发展，对激光烧结技术的研究越来越深入。激光烧结加工零件的过程是铺粉装置将一定量的粉末铺在工作台上，再由刮平器将粉末刮平，随后激光头对当层粉末进行烧结，加工完成之后，再由供粉铺粉装置铺粉，继续刮平烧结，重复这一过程，直至完成整个打印工作。

在以金属粉末材料为基础的激光3D打印中，打印工作室必须处于密封状态，同时成型缸体和打印平台面之间也必须实现密封，以防止粉末流入缸体，造成材料的浪费和设备的损坏。现有技术多采用在成型缸体与打印平台面之间设置密封圈，来解决成型缸与打印平台之间的密封问题，然而，由于打印粉末非常细小，仍无法避免粉末进入密封圈。因此，各设备间密封缝隙的清洗会变得非常困难。同时，现有技术中的定量铺粉装置结构复杂，且需要与漏粉装置配合，才能防止铺粉过程中多余的粉末堆积，进一步增加了结构的复杂性。

【发明内容】

本发明的目的是提供一种缸体可伸缩式激光3D打印机，解决了现有技术中存在的打印机成型室的密封和成型缸体与打印平台之间的密封问题，且易于清洗；同时，本发明所用铺粉刮平装置，可同时实现定量供粉与防止多余打印粉末堆积。

本发明包括成型缸、激光头滚珠丝杠副和铺粉装置，还包括用于安装所述成型缸的机架，所述成型缸置于机架中，所述成型缸包括上缸体、下缸体和伸缩结构，上缸体固定连接在机架的上部，下缸体通过竖直滚珠丝杠副和机架底部活动连接，所述上缸体和下缸体通过伸缩结构连接，上缸体和下缸体通过伸缩结构构成密闭空腔。

所述机架的底部相对的两侧设置有稳固导轨，所述下缸体外壁和稳固导轨相对应的位置固定设置有滑块，滑块和稳固导轨滑动连接在滑块和稳固导轨的配合下，下缸体沿稳固导轨上下运动。

所述铺粉装置包括水平滚珠丝杠副、连接柱、供粉槽、铺粉辊和刮平板，所述连接柱为四个，所述连接柱的顶端两两对应的固定安装在上缸体的内部顶端，所述连接柱的底端固定安装有丝杠轴承支撑座，所述丝杠轴承支撑座上安装有丝杠轴承。所述水平滚珠丝杠副为两副，在水平面上相互平行安装。所述水平滚珠丝杠副的滚珠丝杠的安装在所述滚珠丝杠轴承中。所述滚珠丝杠的一端通过联轴器连接一个直流减速电机，所述直流减速电机通过电机安装座和丝杠轴承支撑座固定连接，所述滚珠丝杠上安装有丝杠螺母。

所述供粉槽的底部成圆弧状，弧顶向上，所述供粉槽的圆弧状底部沿供粉槽轴向方向上开有漏粉口；所述供粉槽的两端均固定连接有支撑板，所述支撑板远离供粉槽的一端和所述滚珠丝杠副上的丝杠螺母固定连接。

所述铺粉辊设置在所述供粉槽的底部，所述铺粉辊的两端设置有滚动转轴，所述支撑板的底部固定设置有转轴支撑件，所述滚动转轴通过转轴支撑件和支撑板转动连接。所述铺粉辊的直径和所述供粉槽的圆弧状底部的直径相同，在转轴支撑件的作用下，铺粉辊和供粉槽的底部吻合，二者密封连接。所述铺粉辊沿轴向方向上开有与所述漏粉口对应的铺粉通道。所述支撑板的上部安装有铺粉电机，所述铺粉辊一端的滚动转轴通过带轮组件和铺粉电机连接，在铺粉电机的带动下，滚动转轴带动铺粉辊转动。

所述供粉槽两端的支撑板底部的两侧均安装有刮平板卡槽，每一侧刮平板卡槽的槽口向对，所述刮平板卡槽中安装有刮平板，刮平板卡槽和刮平板设置在铺粉辊的两侧。

在成型缸中，所述连接柱的长度使伸缩结构未伸展的情况下，所述刮平板靠近打印平台一层粉末的距离。