[实用新型]一种3D打印金属成型装置

说明书

本实用新型公开一种3D打印金属成型装置，包括粉末库、料架、注射打印喷头、烧结炉和出料平台，粉末库的顶部设置粉末轧辊，粉末轧辊能够沿料架滚动并将金属粉末铺至料架上，料架的底部分别设置升降平台，升降平台能够带动料架上下运动；注射打印喷头能够向料架上喷射液体粘结剂，烧结炉能够对金属成型件进行加热烧结。本实用新型的3D打印金属成型装置工作时，粉末轧辊在粉末库上滚动，金属粉末粘在粉末轧辊的表面，粉末轧辊在料架上滚动，将金属粉末铺设在料架上，注射打印喷头向金属粉末喷出液体粘结剂，粘合金属粉末材料层，重复上述步骤直至金属制件成型，将金属成型件送入烧结炉中，金属成型件在烧结炉中去除粘结剂，并烧结成型。

技术领域

本实用新型涉及快速成型技术领域，特别是涉及一种3D打印金属成型装置。

背景技术

3D打印即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。目前，3D打印最常用的是激光粉末烧结打印和粘合剂喷射打印。其中，激光粉末烧结技术目前存在以下缺点：1)能耗大，是通过高能耗的激光不断的给材料加热，使其熔接在一起；2)周期长，稍微复杂一些的零部件，能会需要几天时间；3)表面粗糙，由于通过激光熔融，使得零部件表面有很明显的熔接痕迹，因此在实际使用前，需要后处理；4)设备单价高，普通设备的单价高达几十万甚至上百万不等。

粘合剂喷射打印技术是一种增材制造工艺，其中选择性地沉积液体粘合剂以连接粉末颗粒。然后粘合材料层以形成物体。打印头选择性地将粘合剂滴入粉末中。工作箱降低，然后涂上另一层粉末并加入粘合剂。随着时间的推移，该部件通过粉末和粘合剂的分层而发展。粘合剂喷射打印技术能够印刷各种材料，包括金属，沙子和陶瓷。一些材料，如沙子，不需要额外的处理。根据应用，其他材料通常被固化和烧结，并且有时用另一种材料渗透。可以采用热等静压来实现固体金属的高密度。粘合剂喷射打印技术类似于传统的纸张印刷。粘合剂的作用类似于墨水，因为它在粉末层上移动，像纸一样，形成最终产品。粘结剂喷射金属成型后续需要烧结，而且涉及材料收缩问题，在一次制造高精度小型零件方面存在弊端。

因此，如何改变现有技术中，3D打印金属成型技术中存在的能耗大、精度低以及造价高的现状，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种3D打印金属成型装置，以解决上述现有技术存在的问题，降低3D打印金属成型的能耗和造价，提高3D打印金属成型的精度。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下方案：本实用新型提供一种3D打印金属成型装置，包括粉末库、料架、注射打印喷头、烧结炉和出料平台，所述粉末库能够容纳金属粉末，所述粉末库的顶部设置粉末轧辊，所述粉末轧辊能够沿所述料架滚动并将金属粉末铺至所述料架上，所述料架由耐高温材料制成，所述料架的底部分别设置升降平台，所述升降平台能够带动所述料架上下运动；所述注射打印喷头连接有液体粘结剂料箱，所述注射打印喷头能够向所述料架上喷射液体粘结剂，所述烧结炉能够对金属成型件进行加热烧结，所述烧结炉内设置加热元件，所述烧结炉连接所述出料平台。

优选地，所述3D打印金属成型装置还设置有粉末回收器，所述粉末回收器能够回收所述料架上的金属粉末。

优选地，所述烧结炉连接有进气系统和真空系统，所述进气系统包括进气口，所述进气口与所述烧结炉的内腔相连通，所述进气口与所述烧结炉之间设置进气阀门；所述真空系统包括真空泵和阀门，所述真空泵能够对所述烧结炉进行抽真空，所述阀门设置于所述真空泵与烧结炉之间。

优选地，所述料架为顶端开口的容器，多个所述料架能够叠加放置，所述料架的深度较金属成型件的高度大。

优选地，所述3D打印金属成型装置还包括机械手，所述机械手设置于所述料架与所述烧结炉之间，所述机械手能够将所述料架放置于所述升降平台上，所述机械手能够将金属成型件送入所述烧结炉中或从所述烧结炉中取出。