[发明专利]一种水泥基粉末3D打印铺粉供给系统及打印方法

说明书

本发明公开一种水泥基粉末3D打印铺粉供给系统，包括储粉箱、空气连通箱、微振动机箱、挡粉板、铺粉滚轮、打印平台、打印喷头，储粉箱能够容纳水泥基粉末，储粉箱与空气连通箱相连通，微振动机箱内设置有微振动电机，微振动电机的振动频率能够调节，挡粉板与储粉箱的内壁铰接，铺粉滚轮可转动地与储粉箱相连。本发明采用储粉箱下落式，微振动电机的振动频率能够调整，从而使微振动机箱能够控制储粉箱下落的粉末量，提高供粉量精确度，另外，挡粉板与储粉箱铰接，能够适应不同粒径的粉末，还能够实现易聚团粉末的下落铺粉。与此同时，本发明还提供一种水泥基粉末3D打印方法，每打印一层，打印平台下移一打印层厚度的距离，继续打印。

技术领域

本发明涉及3D打印设备及其周边配套设施技术领域，特别是涉及一种水泥基粉末3D打印铺粉供给系统及打印方法。

背景技术

粉末3D打印技术是一种直接数字化制造方法，能够在多种材料中创建各种试件几何图形(包括内部通道)，包括任何可铺展的粉末材料均可以实现无模具、快速的复杂模型制作，可以显著降低制作成本，提高制作效率。粉末3D打印技术又称3DP打印技术，其成型原理是通过分层铺粉，打印头喷射粘结液粘结粉层的堆积成型。这种成型方式较浆体挤出型具有更高的成型精度，适用于打印精细化的模型，其研究已成为精细化复杂模型制作的发展趋势。

对于水泥基粉末3D打印，打印机供粉方式目前主要有供粉缸上升式和储粉箱下落式两种。目前使用的粉末快速成形商业化设备中，供粉缸上升式这种供粉方式应用较多，这种方式的3DP设备均采用双工作缸供粉方式，即平行布置工作缸和供粉缸。在工作过程中，一层粉末成形完成后，工作缸中的工作平面下降一层，供粉缸中的活塞上升一层，推出一定量的粉末，由滚轮或刮板将粉末铺在工作平面上。这种供粉方式结构复杂，实际工作区域小，对粉末状态要求高。现有供粉方式主要有三个缺点：(1)供粉缸上升式这种通用方法每次供粉量偏大，不仅造成大量粉末材料的铺展浪费，铺粉过多没有足够的碾压很容易造成试件成型强度不够，试件没有足够的成型强度无法从打印平台上取出。(2)现有的储粉箱下落式设备中，虽然减少了供粉量，但是仍然不可以少量精细化的控制供粉量，这是其主要缺点。(3)对于大颗粒和易团聚的粉末材料无法供粉，造成使用的粉末材料的粒径等要求较高，限制了粉末材料的开发应用。

因此，如何改变现有技术中，粉末3D打印的供粉缸供粉量准确度较差且无法适应各种粉末材料的现状，成为了本领域技术人员亟待解决的问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种水泥基粉末3D打印铺粉供给系统及打印方法，以解决上述现有技术存在的问题，提高供粉量精确度和适应性。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种水泥基粉末3D打印铺粉供给系统，包括储粉箱、空气连通箱、微振动机箱、挡粉板、铺粉滚轮、打印平台、打印喷头，所述储粉箱能够容纳水泥基粉末，所述储粉箱与所述空气连通箱相连通，所述空气连通箱与外部环境相连通，所述储粉箱的底部具有粉末出口，所述空气连通箱与所述储粉箱的连通口靠近所述粉末出口设置，所述微振动机箱与所述储粉箱相连，所述微振动机箱内设置有微振动电机，所述微振动电机的振动频率能够调节，所述挡粉板位于所述储粉箱的内部，所述挡粉板与所述储粉箱的内壁铰接，所述挡粉板能够遮挡所述粉末出口，所述空气连通箱与所述储粉箱的连通口位于所述挡粉板的顶部，所述铺粉滚轮可转动地与所述储粉箱相连，所述铺粉滚轮位于所述粉末出口的一侧；所述打印平台位于所述铺粉滚轮的底部，所述打印平台能够往复运动，所述打印平台往复运动能够改变所述打印平台与所述铺粉滚轮之间的距离，所述打印喷头能够对水泥基粉末进行喷墨粘结。

优选地，所述空气连通箱具有空气连通口，所述空气连通口位于所述空气连通箱的顶部，所述空气连通箱与所述储粉箱的连通口位于所述空气连通口的底部。

优选地，所述空气连通箱的轴向截面为梯形，所述空气连通口为漏斗状结构。

优选地，所述挡粉板连接有弹性绳，所述弹性绳的一端与所述储粉箱的内壁可拆卸连接，所述弹性绳的另一端与所述挡粉板相连，所述弹性绳由弹性材质制成。