[发明专利]一种可伸缩式3D打印设备

说明书

本发明公开了一种可伸缩式3D打印设备，属于增材制造领域，包括机架、缸体、丝杠螺母副和导向缸体；所述缸体包括上缸体和下缸体，上、下缸体通过伸缩结构连接；在所述导向缸体内部对称的两壁上设有导轨，相应的，在所述下缸体的对称两壁上设有滑块；所述滑块与导轨配合；所述丝杠螺母副位于下缸体外部底端中心位置，与缸体Z轴方向一致。与现有技术相比，本发明采用的方案，可完全解决密封和清洗问题，成型缸分为上下缸体，下缸体中不设工作台，将下缸体的底部用作工作台，即可完全解决工作台与缸壁之间的密封问题，也就不存在清洗麻烦的问题；在下缸体外部设有导向缸体，导向缸体内部通过导轨滑块与下缸体连接，以带动下缸体做升降运动。

技术领域

本发明涉及增材制造领域，具体涉及一种可伸缩式3D打印设备。

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供粉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，重复这一过程，将得到需要的零件。

在激光烧结技术中，对成型室的密封条件要求很高，目前的技术大多集中在研究如何利用外部条件来实现成型室的密封状态，如在成型室外部设置真空泵，利用真空来实现密封；或是如何设计一种更好的密封零件或材料来实现工作台与成型缸壁之间的密封，但上述现有的技术都不能达到比较理想的密封效果，有的还因为磨损而使密封效果越来越差，导致由于需要经常更换密封件而带来一系列维修问题，更为重要的是，导致成型零件的质量不满足要求；另外，目前的这些技术并不能解决对粉末的清除问题，当需要在同一个成型缸内打印多种粉末时，清除成型缸这中残留的粉末就比较重要。

发明内容

本发明的目的是提供一种可完全解决密封和清洗问题的可伸缩式成型缸。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案为：一种可伸缩式3D打印设备，包括机架1、上缸体2、下缸体6、丝杠螺母副8、导向缸体4和供粉铺粉机构14；

在所述上缸体2内部安装有所述供粉铺粉装置14，其包含水平导轨9、气缸11、上固定板10、下固定板12和供粉铺粉器13；所述气缸11的两端分别与上固定板10和下固定板12连接；在下固定板12的下面设有供粉铺粉器13；在上固定板10的上方设有水平导轨9，以控制供粉铺粉装置14运动；所述气缸11的行程高度应大于伸缩结构3的伸缩距离，以能实现供粉铺粉；

所述上、下缸体通过伸缩结构4连接，优选地，连接方式为固定连接，以保证成型室为密闭空间；在所述导向缸体4内部对称的两壁上设有导轨5，优选地，两壁上各有一副导轨，且应安装在导向缸体4缸壁中间位置，以保证下缸体6在升降过程中保持平衡，相应的，在所述下缸体6的对称两壁上设有滑块7，所述滑块7与导轨5配合，进而实现下缸体6与导向缸体4的连接；

所述导向缸体4的高度高于所述下缸体6的高度，并位于伸缩结构3的下方，且滑块7可滑动距离与伸缩结构3伸缩距离相适应，即下缸体6的升降距离应至少小于等于伸缩结构3的伸缩距离；

所述丝杠螺母副8位于下缸体6外部底端中心位置，所述丝杠螺母副8的两端分别与下缸体6和导向缸体4连接，与缸体Z轴方向一致；

所述可伸缩式3D打印设备的工作方法为：

a)工作时，丝杠螺母副8控制下缸体6做升降运动，每打印一层，下缸体6下降一层，与此同时，上缸体2固定不动，伸缩结构3保证上、下缸体之间形成密闭空间，在工作过程中，供粉铺粉装置14在气缸11的作用下运动至下缸体6中，实现供粉和铺粉；

b)为了实现无冗余铺粉以保证铺粉质量，在打印中，每铺一层粉末，都需要在当层粉末的周围烧结出一矩形，烧结出的矩形大小应根据所要加工的零件大小进行相应的调整，以保证粉末受到冲击时可保持形状，满足打印的要求。