【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及增材制造领域，具体涉及一种粉末3d打印机。
技术介绍
1、高速烧结(hss)是利用喷墨打印头在聚合物等粉末层上按特定切片图案分配特殊油墨试剂，并利用红外加热技术，通过逐层烧结聚合物等粉末来实现3d打印。目前市面上粉末3d打印机的打印速度比较慢，大多无法双向铺粉双向打印。如何提升打印速度是一个待优化的问题。
技术实现思路
1、为解决以上技术问题，本专利技术提供一种粉末3d打印机及其打印方法，不仅能够双向打印双向铺粉，还能边铺粉边打印，提升打印速度。
2、本专利技术采用以下技术方案：
3、一种粉末3d打印机，包括喷头组件、粉末分配器、能量源和打印平台，所述粉末分配器用于向所述打印平台逐层铺设粉末层，所述喷头组件用于向所述粉末层选择性分配试剂，所述能量源用于对所述粉末层施加能量，其特征在于：所述喷头组件和所述能量源可沿着第一轴线在所述打印平台上方双向移动，所述粉末分配器可沿第二轴线在所述打印平台上方双向移动以铺设所述粉末层，所述第二轴线与第一轴线平行或者重合或者正交，所述粉末分配器具有第一停放位置和第二停放位置，当所述粉末分配器位于所述第一停放位置或所述第二停放位置时，所述粉末分配器的下表面低于位于当前所述打印平台的最上层粉末层的上表面。
4、进一步，所述第一停放位置和第二停放位置分别位于沿着所述第二轴线方向相对设置的所述打印平台两侧。
5、进一步，所述能量源为至少两个，分别设置于沿着所述第一轴线方向的所述喷头组件的相对两侧。
6、进一步，所述粉末分配器为整平辊，在所述第一停放位置或所述第二停放位置时所述整平辊的下表面低于位于当前所述打印平台的最上层粉末层的上表面，在第一停放位置或第二停放位置时所述整平辊的上表面低于当前所述打印平台的最上层粉末层的上表面或者与之平齐。整平辊的整平面在铺粉时与粉末层平齐，铺粉后使整平辊下降一定高度，使得其下表面低于最上层粉末层的上表面，上表面也低于或者与最上层粉末层的上表面平齐，从而不干涉上方喷头组件的运动。
7、进一步，所述粉末3d打印机还包括相对设置于所述打印平台两侧的第一粉末仓和第二粉末仓，所述第一粉末仓和第二粉末仓沿着所述第二轴线方向紧贴所述打印平台设置，所述第一停放位置位于所述第一粉末仓的远离所述打印平台的一侧，所述第二停放位置位于所述第二粉末仓的远离所述打印平台的一侧。通过设置两个粉末仓并在粉末仓附近设置对应粉末分配器的停放位置，实现双向铺粉。
8、进一步，所述能量源用于使喷射试剂的粉末烧结固化，所述能量源为红外或近红外光源或紫外或近紫外光源；所述试剂包含红外辐射吸收剂或者紫外辐射吸收剂。。喷射有红外辐射吸收剂的粉末能够在红外或近红外光源光源辐射下快速烧结固化，喷射有紫外外辐射吸收剂的粉末能够在紫外或近紫外光源光源辐射下快速烧结固化。
9、进一步，所述粉末3d打印机还包括可沿第一轴线移动的第一滑架和沿第二轴线移动的第二滑架，所述喷头组件和所述能量源安装于所述第一滑架，所述粉末分配器安装于所述第二滑架。
10、进一步，所述第一粉末仓和第二粉末仓分别设有粉末输送装置，用于将粉末输送至对应粉末仓的顶部；所述粉末3d打印机的顶部还设有第三能量源，用于对粉末预热及调节温度；所述打印平台设置有升降机构。
11、一种所述的粉末3d打印机的打印方法，包括以下步骤：
12、(a)将第一粉末仓的粉末输送至其顶部形成粉末堆，粉末分配器从第一停放位置向上运动至粉末堆前方并沿着第二轴线方向将粉末堆推向打印平台以铺设一层粉末层，完成该粉末层铺设后粉末分配器向下运动进入第二停放位置；当粉末分配器运动至已完成一整层粉末层或者一整层中的局部粉末层铺设时，喷头组件自第一位置沿着第一轴线方向向第二位置运动的同时向已铺设的粉末层选择性喷射试剂，位于喷头组件运动方向后方的能量源同时对已铺设的粉末层施加能量使喷射试剂的粉末烧结，完成当前粉末层的打印并将打印平台下降设定层高；
13、(b)将第二粉末仓的粉末输送至其顶部形成粉末堆，粉末分配器从第二停放位置向上运动至粉末堆前方并沿着第二轴线反方向将粉末堆推向打印平台以铺设另一层粉末层，完成该粉末层铺设后粉末分配器向下运动进入第一停放位置；当粉末分配器运动至已完成一整层粉末层或者一整层中的局部粉末层铺设，喷头组件自第二位置沿着第一轴线反方向向第一位置运动的同时向已铺设的粉末层选择性喷射试剂，位于喷头组件运动方向后方的能量源同时对已铺设的粉末层施加能量使喷射试剂的粉末烧结，完成当前粉末层的打印并将打印平台下降设定层高；
14、(c)重复步骤(a)～(b)，直至完成3d物体的打印。
15、进一步，所述第二轴线与第一轴线平行或者重合时，当粉末分配器运动至已完成一整层中的局部粉末层铺设，此时喷头组件沿着粉末分配器运动方向向已铺设的局部粉末层选择性喷射试剂，位于喷头组件运动方向后方的能量源同时对已铺设的局部粉末层施加能量使喷射试剂的粉末烧结。边铺粉边打印，能够极大提升打印速度。
16、进一步，在步骤(a)之前，先预先向打印平台铺设一定厚度的粉末层，第三能量源开启预热。通常需要对打印平台预铺设一定的粉末层厚度，例如20mm，并对粉末层进行预热。
17、与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：粉末分配器位于第一停放位置或第二停放位置时，粉末分配器的下表面低于位于当前打印平台的最上层粉末层的上表面，粉末分配器下降一定高度，能够使喷头组件与粉末分配器在空间上互不干涉；通过在喷头组件前后各设置一能量源，以及打印平台两侧设置对应粉末仓及粉末输送装置，从而实现双向铺粉双向打印。相比于正交式的滑架结构，粉末分配器铺设完一整层粉末层后，喷头组件才能开始打印，本专利技术当第二轴线与第一轴线平行或者重合时，还可以边铺粉边打印，粉末分配器铺设一部分的粉末层后喷头组件和能量源就可以开始工作，极大提升打印速度。
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1.一种粉末3D打印机，包括喷头组件、粉末分配器、能量源和打印平台，所述粉末分配器用于向所述打印平台逐层铺设粉末层，所述喷头组件用于向所述粉末层选择性分配试剂，所述能量源用于对所述粉末层施加能量，其特征在于：所述喷头组件和所述能量源可沿着第一轴线在所述打印平台上方双向移动，所述粉末分配器可沿第二轴线在所述打印平台上方双向移动以铺设所述粉末层，所述第二轴线与第一轴线平行或者重合或者正交，所述粉末分配器具有第一停放位置和第二停放位置，当所述粉末分配器位于所述第一停放位置或所述第二停放位置时，所述粉末分配器的下表面低于位于当前所述打印平台的最上层粉末层的上表面。
2.如权利要求1所述的粉末3D打印机，其特征在于：所述第一停放位置和第二停放位置分别位于沿着所述第二轴线方向相对设置的所述打印平台两侧；所述能量源为至少两个，分别设置于沿着所述第一轴线方向的所述喷头组件的相对两侧。
3.如权利要求1所述的粉末3D打印机，其特征在于：所述粉末分配器为整平辊，在所述第一停放位置或所述第二停放位置时所述整平辊的下表面低于位于当前所述打印平台的最上层粉末层的上表面，在所述第一停
4.如权利要求3所述的粉末3D打印机，其特征在于：所述粉末3D打印机还包括相对设置于所述打印平台两侧的第一粉末仓和第二粉末仓，所述第一粉末仓和第二粉末仓沿着所述第二轴线方向紧贴所述打印平台设置，所述第一停放位置位于所述第一粉末仓的远离所述打印平台的一侧，所述第二停放位置位于所述第二粉末仓的远离所述打印平台的一侧。
5.如权利要求1所述的粉末3D打印机，其特征在于：所述能量源用于使喷射试剂的粉末烧结固化，所述能量源为红外或近红外光源或紫外或近紫外光源；所述试剂包含红外辐射吸收剂或者紫外辐射吸收剂。
6.如权利要求3所述的粉末3D打印机，其特征在于：所述粉末3D打印机还包括可沿第一轴线移动的第一滑架和沿第二轴线移动的第二滑架，所述喷头组件和所述能量源安装于所述第一滑架，所述粉末分配器安装于所述第二滑架。
7.如权利要求4所述的粉末3D打印机，其特征在于：所述第一粉末仓和第二粉末仓分别设有粉末输送装置，用于将粉末输送至对应粉末仓的顶部；所述粉末3D打印机的顶部还设有第三能量源，用于对粉末预热及调节温度；所述打印平台设置有升降机构。
8.一种如权利要求1～7任一项所述的粉末3D打印机的打印方法，其特征在于包括以下步骤：
9.如权利要求8所述的粉末3D打印机的打印方法，其特征在于：所述第二轴线与第一轴线平行或者重合时，当粉末分配器运动至已完成一整层中的局部粉末层铺设，此时喷头组件沿着粉末分配器运动方向向已铺设的局部粉末层选择性喷射试剂，位于喷头组件运动方向后方的能量源同时对已铺设的局部粉末层施加能量使喷射试剂的粉末烧结。
10.如权利要求8或9所述的粉末3D打印机的打印方法，其特征在于：在步骤(a)之前，先预先向打印平台铺设一定厚度的粉末层，第三能量源开启预热并根据温度调整功率。
...【技术特征摘要】
1.一种粉末3d打印机，包括喷头组件、粉末分配器、能量源和打印平台，所述粉末分配器用于向所述打印平台逐层铺设粉末层，所述喷头组件用于向所述粉末层选择性分配试剂，所述能量源用于对所述粉末层施加能量，其特征在于：所述喷头组件和所述能量源可沿着第一轴线在所述打印平台上方双向移动，所述粉末分配器可沿第二轴线在所述打印平台上方双向移动以铺设所述粉末层，所述第二轴线与第一轴线平行或者重合或者正交，所述粉末分配器具有第一停放位置和第二停放位置，当所述粉末分配器位于所述第一停放位置或所述第二停放位置时，所述粉末分配器的下表面低于位于当前所述打印平台的最上层粉末层的上表面。
2.如权利要求1所述的粉末3d打印机，其特征在于：所述第一停放位置和第二停放位置分别位于沿着所述第二轴线方向相对设置的所述打印平台两侧；所述能量源为至少两个，分别设置于沿着所述第一轴线方向的所述喷头组件的相对两侧。
3.如权利要求1所述的粉末3d打印机，其特征在于：所述粉末分配器为整平辊，在所述第一停放位置或所述第二停放位置时所述整平辊的下表面低于位于当前所述打印平台的最上层粉末层的上表面，在所述第一停放位置或所述第二停放位置时所述整平辊的上表面低于当前所述打印平台的最上层粉末层的上表面或者与之平齐。
4.如权利要求3所述的粉末3d打印机，其特征在于：所述粉末3d打印机还包括相对设置于所述打印平台两侧的第一粉末仓和第二粉末仓，所述第一粉末仓和第二粉末仓沿着所述第二轴线方向紧贴所述打印平台设置，所述第一停放位置位于所述第一粉末仓的...
【专利技术属性】
技术研发人员：牛东，
申请(专利权)人：浙江闪铸集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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