[发明专利]成型缸组件及具有其的成型设备

说明书

本发明涉及一种成型缸组件及具有其的成型设备，该成型缸组件能够根据成型零件的截面尺寸大小，适应性地调节铺粉动作所形成粉床幅面大小，提高新粉末一次利用率。

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，特别是涉及一种成型缸组件及具有其的成型设备。

背景技术

粉末床三维成形方法是增材制造领域重要技术门类之一，目前已发展为包括粉末床烧结成形、粉末床熔融成形、粉末床粘接成形等多个分支，分别对应激光选区烧结(SLS)、激光选区熔融(SLM)、微喷融合(3DP)等三维成形工艺与装备。这类成型装备的工作过程通常为：通过供粉装置在成形缸内铺粉形成粉末薄层；然后对该粉末薄层选定区域进行加热或喷射粘结剂的成型操作，以使被选定区域粉末颗粒结合为片状，形成单层的打印片层；随后，使成形缸内的打印基板逐层下降，且打印基板每下降一次，在已完成铺粉成形面上重复一次铺粉和成型的操作，使得片状结合物逐层累积，最终得到完整的三维成形实体。这种基于逐层铺粉、区域选择性结合的三维成形原理，使得粉末床3D打印机具有成形自由度高、尺寸精度高、表面质量好、支撑结构依赖性低，以及后处理简单等优势。近些年，随着大功率激光器、扫描振镜等核心部件价格的进一步下降，粉末床三维成形装备开始从少数高端应用，走向批量制造领域，如低成本SLM打印机被用于制造家居用品，SLS打印机被用于量产新型运动鞋等。而这类批量制造应用也刺激粉末床三维成形装备向更高性能、更优效率方向持续升级。

在影响使用成本的诸多因素中，新粉末一次利用率低、成形缸回粉比例高的问题，一直是困扰粉末床3D打印机的主要难题之一。究其原因，造成新粉末一次利用率低的主因在于：粉末床3D打印机的单次完整建造过程，需要通过铺粉单元将整个成形缸填满，以避免零件边缘粉末发生坍塌，而不仅仅是铺设成型零件所需粉末。当所建造零件的三维尺寸相对成形缸容积较小时，成形缸中未固化的粉末量会显著超过已固化部分，从而产生大量的回收粉末，这就大幅拉低新粉一次利用率，严重影响高价值粉末的使用效能。

发明内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种成型缸组件及具有其的成型设备，该成型缸组件能够根据成型零件的截面尺寸大小，适应性地调节铺粉动作所形成粉床幅面大小，提高新粉末一次利用率。

本发明的实施例首先提供一种成型缸组件，包括至少两个成型缸、中央基板及离合装置，其中：

全部的所述成型缸内外嵌套设置，所述中央基板嵌设于最内侧的所述成型缸内；

内外相邻的所述成型缸通过所述离合装置连接，且中央基板和最内侧的所述成型缸通过所述离合装置连接；

每个所述离合装置均具有锁定工位和分离工位，并且，所述中央基板能够与相邻的至少一个所述成型缸通过处于锁定工位的所述离合装置联合动作，以共同拼接形成打印基板面；或者，

当与所述中央基板连接的所述离合装置处于所述分离工位时，所述中央基板能够单独动作，以单独形成所述打印基板面。

在其中一个实施例中，所述成型缸组件还包括驱动装置，所述驱动装置连接至所述中央基板并用于驱动所述中央基板单独伸缩或与相邻的至少一个所述成型缸联合动作。

在其中一个实施例中，所述成型缸具有内腔，内外相邻的两个所述成型缸中，内侧的所述成型缸的外侧壁与外侧的所述成型缸的所述内腔侧壁滑动密封配合。

在其中一个实施例中，所述中央基板的外侧壁与最内侧所述成型缸的所述内腔侧壁滑动密封配合。

本发明的实施例还提供一种成型设备，所述成型设备包括上述的成型缸组件，以及，

成型仓，具有成型腔室，所述成型缸组件形成的所述打印基板面位于所述成型腔室的内底部；

供粉组件和铺粉组件，相互配合以在所述打印基板面上形成待扫描的粉床；

扫描组件，用于对所述粉床进行选区扫描。