3D打印设备及其打印方法技术

本发明专利技术公开了一种3D打印设备及其打印方法，3D打印设备包括工作平台、移动机构、至少两个选择性铺粉装置、成型升降台和固化装置；移动机构设于工作平台上并可沿第一方向移动；选择性铺粉装置安装于移动机构上；选择性铺粉装置用于选择性地铺设多种不同材料的粉末层至成型升降台上，以层层叠加打印成三维零件；固化装置设于工作平台上方；固化装置用于对每一粉末层进行固化处理。本发明专利技术改进了3D打印设备的结构，可选择性地按需铺设多种不同材料的粉末，以实现多材料3D打印，材料适应性强，并提高了打印效率。了打印效率。了打印效率。

【技术实现步骤摘要】
3D打印设备及其打印方法


[0001]本专利技术涉及3D打印机
，尤其涉及一种3D打印设备及其打印方法。

技术介绍

[0002]目前，以粉末为原料，通过烧结/熔融/粘接工艺的粉末床3D技术是目前增材制造领域的一个重要发展方向，其原理是将粉末材料铺设一层在可升降平台上，之后在特定区域进行选择性的激光烧结或喷射粘接剂，使其固化，之后再铺设下一层粉末，如此循环逐层累加形成三维零件。
[0003]现有的粉末床3D打印技术大多停留在单材料打印层面上，而实际使用过程中，由于零件不同部位要求具备不同的性能，需要在不同部位使用不同的粉末材料以及粘接剂组合成型，以更好地满足使用要求。
[0004]因此，亟需设计一种可多材料打印的3D打印设备。

技术实现思路

[0005]本专利技术的主要目的在于提供一种3D打印设备，旨在实现多材料3D打印。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提出一种3D打印设备，所述3D打印设备包括：
[0007]工作平台；
[0008]移动机构，设于所述工作平台上并可沿第一方向移动；
[0009]至少两个选择性铺粉装置，安装于所述移动机构上；至少两所述选择性铺粉装置，用于选择性地铺设多种不同材料的粉末层至成型升降台上，以层层叠加打印成三维零件；以及
[0010]固化装置，设于所述工作平台上方；所述固化装置，用于对所述粉末层进行固化处理。
[0011]可选地，所述选择性铺粉装置包括储粉容器及选择性供粉机构，所述储粉容器设有下料口，所述选择性供粉机构包括至少一个针式供粉头，所述针式供粉头包括固定于所述下料口处的壳体组件及多根并排设置于所述壳体组件上的供粉针，每一所述供粉针均伸缩设置于所述壳体组件上并可伸入至所述下料口中，以打开或关闭所述下料口的对应位置。
[0012]可选地，所述壳体组件包括固定座、与所述固定座连接固定的壳体及设于所述壳体端部的出针板，所述壳体固定于所述储粉容器的下料口处；
[0013]所述针式供粉头还包括多个衔铁拍板、多组电磁线圈、多个第一弹性体及多个第二弹性体，多根所述供粉针的一端与多个所述衔铁拍板一对一连接，多根所述供粉针的另一端穿设所述出针板，每一所述衔铁拍板的一端均通过所述第一弹性体与所述固定座弹性抵接，每一所述衔铁拍板的另一端均通过所述第二弹性体与所述固定座弹性抵接，以使所述衔铁拍板在弹力的驱动下带动所述供粉针伸入至所述下料口中，关闭所述下料口的对应位置；多组所述电磁线圈间隔设置于所述固定座内并与多个所述衔铁拍板一一对应设置，
以用于分别使对应的所述衔铁拍板在磁力的驱动下带动所述供粉针回缩至所述壳体内，打开所述下料口的对应位置。
[0014]可选地，多个所述衔铁拍板沿所述固定座环向间隔排布，多组所述电磁线圈沿所述固定座环向间隔排布，多根所述供粉针自其固定于所述固定座的一端向穿设所述出针板的一端由环形排布过渡至线形排布。
[0015]可选地，多根所述供粉针固定于所述固定座的一端呈椭圆形排布，且所述椭圆形的短轴平行于所述工作平台的长度方向设置。
[0016]可选地，相邻的两所述供粉针的伸出端之间形成第一间隙，所述第一间隙的大小适于小于粉末材料的粒径。
[0017]可选地，所述供粉针的伸出端与所述下料口的内壁之间形成第二间隙，所述第二间隙的大小适于小于粉末材料的粒径。
[0018]可选地，多个所述针式供粉头分为两组，两组所述针式供粉头分别间隔设置于所述储粉容器的下料口两侧上，且两组所述针式供粉头呈交错分布。
[0019]可选地，所述3D打印设备还包括成型升降台，所述工作平台设置于所述成型升降台上，以在所述成型升降台的驱动下做升降运动；
[0020]所述选择性铺粉装置的宽度与所述成型升降台的宽度相同。
[0021]为了实现上述目的，本专利技术还提出一种3D打印方法，基于如上所述的3D打印设备，所述打印方法包括以下步骤：
[0022]S10、获取待打印三维零件的打印信息；
[0023]S20、控制选择性铺粉装置自初始位置沿第一方向移动至铺粉位置，并根据所述打印信息控制所述选择性铺粉装置在不同位置处选择性地铺设多种不同材料的粉末，以形成粉末层；
[0024]S30、移动所述选择性铺粉装置回位至所述初始位置，控制固化装置固化所述粉末层，以完成当前粉末层的打印；
[0025]S40、控制成型升降台沿其高度方向下降预设层厚；
[0026]S50、循环执行所述步骤S20至所述步骤S40，层层堆叠所述粉末层并做固化处理，直至打印完成。
[0027]在本专利技术的技术中，该3D打印设备包括工作平台、移动机构、至少两个选择性铺粉装置、至少一个固化装置；工作平台设有铺粉位；移动机构设于工作平台上并可沿第一方向移动；选择性铺粉装置安装于移动机构上；选择性铺粉装置用于选择性地铺设多种不同材料的粉末层至成型升降台上，以层层叠加打印成三维零件；固化装置设于工作平台上方；固化装置用于对每一粉末层进行固化处理。在打印三维零件时，可先根据打印信息，控制选择性铺粉装置按需铺设多种不同材料的粉末，并通过固化装置固化。然后，再层层叠加，最终打印出所需的三维零件，实现了多材料3D打印，并提升了材料适应性。
附图说明
[0028]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以
根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0029]图1为本专利技术3D打印设备一实施例的结构示意图；
[0030]图2为本专利技术3D打印设备一实施例中选择性铺粉装置的结构示意图；
[0031]图3为本专利技术3D打印设备一实施例中选择性铺粉装置的侧视图；
[0032]图4为本专利技术3D打印设备一实施例中选择性铺粉装置的仰视图；
[0033]图5为本专利技术3D打印设备一实施例中针式供粉头的正视图；
[0034]图6为本专利技术3D打印设备一实施例中针式供粉头的俯视图；
[0035]图7为本专利技术3D打印设备一实施例中针式供粉头的剖视图；
[0036]图8为本专利技术3D打印设备一实施例中衔铁拍板的安装结构图；
[0037]图9为本专利技术3D打印方法一实施例的流程示意图。
[0038]附图标号说明：
[0039]10、工作平台；20、移动机构；30、选择性铺粉装置；40、固化装置；50、成型升降台；21、滚珠丝杆螺母机构；31、储粉容器；32、针式供粉头；321、壳体组件；322、供粉针；31a、下料口；301、固定座；302、壳体；303、出针板；304、衔铁拍板；305、电磁线圈；306、第一弹性体；307、第二弹性体；308、安装板；30b、安装孔；3041、衔铁拍板定位孔；3021、壳体定位柱；307a、限位槽。
[0040本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种3D打印设备，其特征在于，所述3D打印设备包括：工作平台；移动机构，设于所述工作平台上并可沿第一方向移动；至少两个选择性铺粉装置，安装于所述移动机构上；至少两所述选择性铺粉装置，用于选择性地铺设多种不同材料的粉末层至成型升降台上，以层层叠加打印成三维零件；以及固化装置，设于所述工作平台上方；所述固化装置，用于对所述粉末层进行固化处理。2.如权利要求1所述的3D打印设备，其特征在于，所述选择性铺粉装置包括储粉容器及选择性供粉机构，所述储粉容器设有下料口，所述选择性供粉机构包括至少一个针式供粉头，所述针式供粉头包括固定于所述下料口处的壳体组件及多根并排设置于所述壳体组件上的供粉针，每一所述供粉针均伸缩设置于所述壳体组件上并可伸入至所述下料口中，以打开或关闭所述下料口的对应位置。3.如权利要求2所述的3D打印设备，其特征在于，所述壳体组件包括固定座、与所述固定座连接固定的壳体及设于所述壳体端部的出针板，所述壳体固定于所述储粉容器的下料口处；所述针式供粉头还包括多个衔铁拍板、多组电磁线圈、多个第一弹性体及多个第二弹性体，多根所述供粉针的一端与多个所述衔铁拍板一对一连接，多根所述供粉针的另一端穿设所述出针板，每一所述衔铁拍板的一端均通过所述第一弹性体与所述固定座弹性抵接，每一所述衔铁拍板的另一端均通过所述第二弹性体与所述固定座弹性抵接，以使所述衔铁拍板在弹力的驱动下带动所述供粉针伸入至所述下料口中，关闭所述下料口的对应位置；多组所述电磁线圈间隔设置于所述固定座内并与多个所述衔铁拍板一一对应设置，以用于分别使对应的所述衔铁拍板在磁力的驱动下带动所述供粉针回缩至所述壳体内，打开所述下料口的对应位置。4.如权利要求3所述的3D打印设备，其特征在于，多个所述衔铁拍板沿所述固定座环向间隔排布，多...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵建华，王亚军，辜诚，赵一舟，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：