用于三維打印系統(tǒng)的粉末鋪平裝置和三維打印系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于三維打印系統(tǒng)的粉末鋪平裝置和具有所述粉末鋪平裝置的三維打印系統(tǒng)。所述三維打印系統(tǒng)包括工作平臺，所述粉末鋪平裝置包括：第一導(dǎo)軌和第二導(dǎo)軌，第一導(dǎo)軌和第二導(dǎo)軌間隔開地設(shè)在工作平臺的上表面上；滑動件；梳子，梳子傾斜地設(shè)在滑動件上，梳子的下沿與工作平臺的上表面接觸；第一滾輪和第二滾輪，第一滾輪設(shè)在梳子的第一側(cè)，第二滾輪設(shè)在梳子的第二側(cè)；以及驅(qū)動件，驅(qū)動件與滑動件相連，其中梳子在從初始位置向終止位置移動時，第一滾輪與第一導(dǎo)軌的下表面的第一部分接觸，第二滾輪與第二導(dǎo)軌的下表面的第一部分接觸。所述粉末鋪平裝置具有鋪平效果好、鋪平效率高、不易損壞、使用壽命長等優(yōu)點。
【專利說明】用于三維打印系統(tǒng)的粉末鋪平裝置和三維打印系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于三維打印系統(tǒng)的粉末鋪平裝置，還涉及一種具有所述粉末鋪平裝置的三維打印系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]利用激光或電子束掃描固化預(yù)置的粉末層、逐層制造三維物體的三維打印技術(shù)是一種新型的制造技術(shù)。典型的三維打印工藝有激光選區(qū)熔化和電子束選區(qū)熔化，其基本的工藝步驟包括:利用粉末供應(yīng)與鋪平系統(tǒng)將粉末材料在工作平臺上鋪展成薄層，然后激光或電子束在粉末上移動，選擇性燒結(jié)或熔化粉末材料。以上步驟不斷重復(fù)直至整個三維物體制造完成。
[0003]在制造三維物體的過程中，激光或電子束在掃描熔化粉末層時經(jīng)常會出現(xiàn)聚球、粉末飛濺等現(xiàn)象，導(dǎo)致已成形零件的上表面不平整。粉末鋪平系統(tǒng)需要在這種環(huán)境中正常、穩(wěn)定地工作?，F(xiàn)有的粉末鋪平系統(tǒng)采用刮板、輥子等剛性結(jié)構(gòu)，粉末鋪平系統(tǒng)在不平整的表面移動時容易被卡住，導(dǎo)致制造過程被迫中斷，甚至使粉末鋪平系統(tǒng)產(chǎn)生不可恢復(fù)的變形甚至折斷，從而惡化后續(xù)的粉末鋪平效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在至少解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個目的在于提出一種用于三維打印系統(tǒng)的粉末鋪平裝置。
[0005]本發(fā)明的另一個目的在于提出一種具有所述用于三維打印系統(tǒng)的粉末鋪平裝置的三維打印系統(tǒng)。
[0006]為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明第一方面的實施例提出一種用于三維打印系統(tǒng)的粉末鋪平裝置，所述三維打印系統(tǒng)包括工作平臺，所述粉末鋪平裝置包括:第一導(dǎo)軌和第二導(dǎo)軌，所述第一導(dǎo)軌和所述第二導(dǎo)軌間隔開地設(shè)在所述工作平臺的上表面上，其中所述第一導(dǎo)軌的下表面的第一部分和所述第二導(dǎo)軌的下表面的第一部分均與所述工作平臺在上下方向上間隔開；滑動件；梳子，所述梳子傾斜地設(shè)在所述滑動件上，所述梳子的下沿與所述工作平臺的上表面接觸；第一滾輪和第二滾輪，所述第一滾輪設(shè)在所述梳子的第一側(cè)，所述第二滾輪設(shè)在所述梳子的第二側(cè)；以及驅(qū)動件，所述驅(qū)動件與所述滑動件相連以便通過所述滑動件帶動所述梳子在初始位置與終止位置之間移動，其中所述梳子在從所述初始位置向所述終止位置移動時，所述第一滾輪與所述第一導(dǎo)軌的下表面的第一部分接觸，所述第二滾輪與所述第二導(dǎo)軌的下表面的第一部分接觸。
[0007]根據(jù)本發(fā)明實施例的用于三維打印系統(tǒng)的粉末鋪平裝置通過將所述梳子傾斜地設(shè)在所述滑動件上，從而可以極大地減小所述梳子的梳齒在刮過不平整的表面時的變形應(yīng)力，進而可以降低所述梳子的梳齒發(fā)生不可恢復(fù)的變形或折斷的風(fēng)險。而且，由于所述第一滾輪和所述第二滾輪在保持恒定的參考面上移動，因此可以使鋪平得到的粉末層的厚度保持一致。因此，根據(jù)本發(fā)明實施例的用于三維打印系統(tǒng)的粉末鋪平裝置具有鋪平效果好、鋪平效率高、不易損壞、使用壽命長等優(yōu)點。
[0008]另外，根據(jù)本發(fā)明實施例的用于三維打印系統(tǒng)的粉末鋪平裝置還可以具有如下附加的技術(shù)特征:
[0009]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述梳子可樞轉(zhuǎn)地設(shè)在所述滑動件上，所述粉末鋪平裝置還包括調(diào)節(jié)件，所述調(diào)節(jié)件可移動地設(shè)在所述滑動件上且與所述梳子接觸以便調(diào)節(jié)所述梳子與所述工作平臺的上表面的夾角的大小。由此可以使所述粉末鋪平裝置的結(jié)構(gòu)更加合理，并且可以進一步提高鋪平效果和鋪平效率，進一步延長所述粉末鋪平裝置的使用壽命O
[0010]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述梳子包括:本體，所述本體傾斜地設(shè)在所述滑動件上，所述本體與所述調(diào)節(jié)件接觸；第一樞轉(zhuǎn)軸，所述第一樞轉(zhuǎn)軸設(shè)在所述本體上且可旋轉(zhuǎn)地安裝在所述滑動件上；第二樞轉(zhuǎn)軸和第三樞轉(zhuǎn)軸，所述第二樞轉(zhuǎn)軸設(shè)在所述本體的第一側(cè)，所述第三樞轉(zhuǎn)軸設(shè)在所述本體的第二側(cè)，所述第一滾輪安裝在所述第二樞轉(zhuǎn)軸上，所述第二滾輪安裝在所述第三樞轉(zhuǎn)軸上；和第一鋪平部，所述第一鋪平部設(shè)在所述本體上，所述第一鋪平部上間隔開地設(shè)有多個第一梳齒，每個所述第一梳齒的下沿與所述工作平臺的上表面接觸。由此可以使所述梳子的結(jié)構(gòu)更加合理。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述梳子還包括第二鋪平部，所述第二鋪平部設(shè)在所述本體上，所述第二鋪平部相對所述第一鋪平部遠離所述初始位置，其中所述第二鋪平部上間隔開地設(shè)有多個第二梳齒，每個所述第二梳齒的下沿與所述工作平臺的上表面間隔預(yù)
定距離。
[0012]通過在所述本體上設(shè)置所述第二鋪平部且所述第二鋪平部的第二梳齒的下沿與所述工作平臺的上表面間隔預(yù)定距離，從而可以利用所述第二鋪平部先對粉末進行初步鋪平，即可以將粉末的推力分散到所述第一鋪平部和所述第二鋪平部上，由此可以減小所述梳子變形的風(fēng)險。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述第二鋪平部平行于所述第一鋪平部。由此可以使所述梳子的結(jié)構(gòu)更加合理。
[0014]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，相鄰兩個所述第二梳齒之間的間隙在所述梳子的移動方向上與所述第一梳齒相對。由于該間隙與所述第一梳齒相對，因此所述第一梳齒可以將漏出的粉末刮平，由此可以進一步提高所述粉末鋪平裝置的鋪平效果。
[0015]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述用于三維打印系統(tǒng)的粉末鋪平裝置還包括:第一楔形塊和第二楔形塊，所述第一楔形塊具有第一斜面，所述第二楔形塊具有第二斜面；以及第一翻板和第二翻板，所述第一翻板可樞轉(zhuǎn)地設(shè)在所述第一導(dǎo)軌的遠離所述初始位置的端部且所述第一翻板的遠離所述第一導(dǎo)軌的端面為第三斜面，所述第二翻板可樞轉(zhuǎn)地設(shè)在所述第二導(dǎo)軌的遠離所述初始位置的端部且所述第二翻板的遠離所述第二導(dǎo)軌的端面為第四斜面，所述第三斜面支撐在所述第一斜面上，所述第四斜面支撐在所述第二斜面上。
[0016]通過設(shè)置所述第一翻板、所述第二翻板、所述第一楔形塊和所述第二楔形塊，從而在所述梳子從所述終止位置移動到所述初始位置時無需與所述工作平臺的上表面接觸，由此可以防止所述梳子產(chǎn)生大變形甚至折斷。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述第一翻板的上表面鄰近所述第一導(dǎo)軌的上表面和所述第一楔形塊的上表面，所述第一翻板的下表面鄰近所述第一導(dǎo)軌的下表面，其中所述第一翻板的上表面、所述第一導(dǎo)軌的上表面和所述第一楔形塊的上表面平齊，所述第一翻板的下表面與所述第一導(dǎo)軌的下表面平齊，所述第二翻板的上表面鄰近所述第二導(dǎo)軌的上表面和所述第二楔形塊的上表面，所述第二翻板的下表面鄰近所述第二導(dǎo)軌的下表面，所述第二翻板的上表面、所述第二導(dǎo)軌的上表面和所述第二楔形塊的上表面平齊，所述第二翻板的下表面與所述第二導(dǎo)軌的下表面平齊。由此可以使所述粉末鋪平裝置的結(jié)構(gòu)更加合理，所述第一滾輪和所述第二滾輪在移動過程中更加平穩(wěn)。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述梳子與所述工作平臺的上表面的夾角為45度-85度。由此可以進一步減小所述梳子的梳齒越過障礙時的最大應(yīng)力值，進一步降低所述梳子的梳齒發(fā)生不可恢復(fù)的變形或折斷的風(fēng)險。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，所述滑動件上設(shè)有螺紋孔，所述調(diào)節(jié)件螺紋配合在所述螺紋孔內(nèi)，所述調(diào)節(jié)件的端部穿過所述螺紋孔且與所述梳子接觸。由此可以使所述粉末鋪平裝置的結(jié)構(gòu)更加合理，并且可以更加容易地、精確地調(diào)節(jié)所述梳子與所述工作平臺的上表面的夾角α的大小。
[0020]根據(jù)本發(fā)明第二方面的實施例提出一種三維打印系統(tǒng)，所述三維打印系統(tǒng)包括:工作平臺；和粉末鋪平裝置，所述粉末鋪平裝置為根據(jù)本發(fā)明第一方面所述的用于三維打印系統(tǒng)的粉末鋪平裝置，其中所述第一導(dǎo)軌和所述第二導(dǎo)軌間隔開地設(shè)在所述工作平臺的上表面上，所述第一導(dǎo)軌的下表面的第一部分和所述第二導(dǎo)軌的下表面的第一部分均與所述工作平臺在上下方向上間隔開，所述梳子的下沿與所述工作平臺的上表面接觸。
[0021]根據(jù)本發(fā)明實施例的三維打印系統(tǒng)通過設(shè)置根據(jù)本發(fā)明第一方面所述的用于三維打印系統(tǒng)的粉末鋪平裝置，從而具有鋪平效果好、鋪平效率高、不易損壞、使用壽命長等優(yōu)點。
[0022]本發(fā)明的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發(fā)明的實踐了解到。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0023]本發(fā)明的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結(jié)合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0024]圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于三維打印系統(tǒng)的粉末鋪平裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于三維打印系統(tǒng)的粉末鋪平裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于三維打印系統(tǒng)的粉末鋪平裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于三維打印系統(tǒng)的粉末鋪平裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于三維打印系統(tǒng)的粉末鋪平裝置的梳子的局部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖6是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于三維打印系統(tǒng)的粉末鋪平裝置的梳子的局部結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖7是根據(jù)本發(fā)明實施例的用于三維打印系統(tǒng)的粉末鋪平裝置的梳子的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】[0031]下面詳細描述本發(fā)明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明，而不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0032]在本發(fā)明的描述中，需要理解的是，術(shù)語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術(shù)特征的數(shù)量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本發(fā)明的描述中，除非另有說明，“多個”的含義是兩個或兩個以上。
[0033]在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本發(fā)明中的具體含義。
[0034]下面參考圖1-圖7描述根據(jù)本發(fā)明實施例的用于三維打印系統(tǒng)的粉末鋪平裝置40。如圖1-圖7所示，所述三維打印系統(tǒng)包括工作平臺20，根據(jù)本發(fā)明實施例的用于三維打印系統(tǒng)的粉末鋪平裝置40包括第一導(dǎo)軌401、第二導(dǎo)軌402、滑動件403、梳子404、第一滾輪405、第二滾輪406和驅(qū)動件(圖中未示出)。
[0035]第一導(dǎo)軌401和第二導(dǎo)軌402間隔開地設(shè)在工作平臺20的上表面201上，其中第一導(dǎo)軌401的下表面的第一部分和第二導(dǎo)軌402的下表面的第一部分均與工作平臺20在上下方向上間隔開。梳子404傾斜地設(shè)在滑動件403上，梳子404的下沿與工作平臺20的上表面201接觸以便對工作平臺20的上表面201上的粉末2進行鋪平。換言之，梳子404相對工作平臺20的上表面201傾斜設(shè)置，即梳子404與工作平臺20的上表面201的夾角α大于O度且小于等于90度。也就是說，梳子404傾斜地設(shè)在滑動件403上是指:梳子404相對于工作平臺20的上表面201來說是傾斜的，即梳子404相對工作平臺20的上表面201傾斜地設(shè)在滑動件403上。其中，上下方向如圖1-圖5和圖7中的箭頭A所示。
[0036]第一滾輪405設(shè)在梳子404的第一側(cè)，第二滾輪406設(shè)在梳子404的第二側(cè)。所述驅(qū)動件與滑動件403相連以便通過滑動件403帶動梳子404在初始位置與終止位置之間移動。其中，梳子404在從所述初始位置向所述終止位置移動時，第一滾輪405與第一導(dǎo)軌401的下表面的所述第一部分接觸，第二滾輪406與第二導(dǎo)軌402的下表面的所述第一部分接觸。
[0037]下面參考圖1-圖4描述根據(jù)本發(fā)明實施例的用于三維打印系統(tǒng)的粉末鋪平裝置40的工作過程。在圖1中，粉末鋪平裝置40位于所述初始位置。當(dāng)需要對工作平臺20的上表面201上的粉末2進行鋪平時，所述驅(qū)動件通過滑動件403帶動梳子404從所述初始位置向所述終止位置移動(圖1中的箭頭示出了梳子404的移動方向)。由于梳子404的下沿與工作平臺20的上表面201接觸，因此可以將工作平臺20的上表面201上的粉末2鋪平(鋪平后的粉末2如圖2所示)。[0038]具體而言，三維打印系統(tǒng)可以包括成形缸，所述成形缸可以包括缸體和可上下移動地設(shè)在所述缸體內(nèi)的活塞，其中所述缸體與工作平臺20相連，所述缸體的上表面與工作平臺20的上表面平齊。所述成形缸可以是已知的，且所述成形缸與工作平臺20可以通過已知的方式相連，這與本發(fā)明的發(fā)明點無關(guān)，在此不再詳細地描述。在本發(fā)明的一個具體示例中，工作平臺20上可以設(shè)有沿上下方向貫通工作平臺20的容納孔202，所述成形缸的上端可以容納在容納孔202內(nèi)。
[0039]由于梳子404相對工作平臺20的上表面201傾斜設(shè)置，因此可以極大地減小梳子404的梳齒在刮過不平整的表面時的變形應(yīng)力，從而可以降低梳子404的梳齒發(fā)生不可恢復(fù)的變形或折斷的風(fēng)險，由此可以使鋪平過程能夠順利地進行，不會被打斷。
[0040]而且，在鋪平粉末時，由于設(shè)在梳子404上的第一滾輪405和第二滾輪406以第一導(dǎo)軌401的下表面的所述第一部分和第二導(dǎo)軌402的下表面的所述第一部分為參考面滾動，并且粉末2不能在第一導(dǎo)軌401的下表面的所述第一部分和第二導(dǎo)軌402的下表面的所述第一部分上積累，因此可以保證該參考面的恒定。而且，當(dāng)梳子404刮過障礙時，第一導(dǎo)軌401和第二導(dǎo)軌402向梳子404產(chǎn)生向下的壓緊力，從而保證梳子404可以完全依靠梳齒的彈性變形越過障礙。由于該參考面可以保持恒定，因此梳子404不會被整體抬升，從而不會導(dǎo)致沒有障礙的地方的粉末層變厚，即可以使鋪平得到的粉末層的厚度保持一致。
[0041]根據(jù)本發(fā)明實施例的用于三維打印系統(tǒng)的粉末鋪平裝置40通過將梳子404傾斜地設(shè)在滑動件403上，從而可以極大地減小梳子404的梳齒在刮過不平整的表面時的變形應(yīng)力，進而可以降低梳子404的梳齒發(fā)生不可恢復(fù)的變形或折斷的風(fēng)險。而且，由于第一滾輪405和第二滾輪406在保持恒定的參考面上移動，因此可以使鋪平得到的粉末層的厚度保持一致。因此，根據(jù)本發(fā)明實施例的用于三維打印系統(tǒng)的粉末鋪平裝置40具有鋪平效果好、鋪平效率高、不易損壞、使用壽命長等優(yōu)點。
[0042]理論計算表明，梳子404與工作平臺20的上表面201的夾角α越小，梳子404的梳齒在越過同樣高度的障礙時的最大應(yīng)力值越小。例如，當(dāng)夾角α為65度時，梳子404的梳齒越過0.2暈米聞的障礙時，梳子404的梳齒所受:的最大應(yīng)力值為梳子404垂直設(shè)在工作平臺20的上表面201 (即梳子404垂直于工作平臺20的上表面201)時梳齒所受的最大應(yīng)力值的13.4%，梳子404的梳齒越過0.6毫米高的障礙時，梳子404的梳齒所受的最大應(yīng)力值為梳子404垂直設(shè)在工作平臺20的上表面201時梳齒所受的最大應(yīng)力值的3L 8%。
[0043]有利地，梳子404與工作平臺20的上表面201的夾角α可以是45度-85度。由此可以進一步減小梳子404的梳齒越過障礙時的最大應(yīng)力值，進一步降低梳子404的梳齒發(fā)生不可恢復(fù)的變形或折斷的風(fēng)險。
[0044]進一步有利地，梳子404與工作平臺20的上表面201的夾角α可以是65度。由此可以進一步減小梳子404的梳齒越過障礙時的最大應(yīng)力值，進一步降低梳子404的梳齒發(fā)生不可恢復(fù)的變形或折斷的風(fēng)險。
[0045]如圖1-圖4所示，在本發(fā)明的一些實施例中，梳子404可以可樞轉(zhuǎn)地設(shè)在滑動件403上，粉末鋪平裝置40還可以包括調(diào)節(jié)件407，調(diào)節(jié)件407可以可移動地設(shè)在滑動件403上，且調(diào)節(jié)件407可以與梳子404接觸以便調(diào)節(jié)梳子404與工作平臺20的上表面201的夾角α的大小。由此可以使粉末鋪平裝置40的結(jié)構(gòu)更加合理，并且可以進一步提高鋪平效果和鋪平效率，進一步延長粉末鋪平裝置40的使用壽命。[0046]有利地，滑動件403上可以設(shè)有螺紋孔，調(diào)節(jié)件407可以螺紋配合在螺紋孔內(nèi)，調(diào)節(jié)件407的端部可以穿過螺紋孔且與梳子404接觸。由此可以使粉末鋪平裝置40的結(jié)構(gòu)更加合理，并且可以更加容易地、精確地調(diào)節(jié)梳子404與工作平臺20的上表面201的夾角α的大小。
[0047]下面以梳子404在左右方向上移動為例，描述利用調(diào)節(jié)件407調(diào)節(jié)梳子404與工作平臺20的上表面201的夾角α的大小的過程，其中左右方向如圖1-圖4中的箭頭B所示。梳子404的主體位于滑動件403的左側(cè)，且梳子404位于調(diào)節(jié)件407的左側(cè)，調(diào)節(jié)件407的左端可以穿過螺紋孔且調(diào)節(jié)件407的左端可以與梳子404接觸。當(dāng)需要增大梳子404與工作平臺20的上表面201的夾角α?xí)r，可以旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)件407以便使調(diào)節(jié)件407向右移動。當(dāng)需要減小梳子404與工作平臺20的上表面201的夾角α?xí)r，可以旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)件407以便使調(diào)節(jié)件407向左移動。
[0048]如圖1-圖4所示，在本發(fā)明的一個實施例中，用于三維打印系統(tǒng)的粉末鋪平裝置40還包括第一楔形塊408、第二楔形塊409、第一翻板410和第二翻板411。第一楔形塊408可以具有第一斜面4081，第二楔形塊409可以具有第二斜面4091。第一翻板410可以可樞轉(zhuǎn)地設(shè)在第一導(dǎo)軌401的遠離所述初始位置的端部(例如第一導(dǎo)軌401的右端)且第一翻板410的遠離第一導(dǎo)軌401的端面(例如第一翻板410的右端面)可以是第三斜面4101。
[0049]第二翻板411可以可樞轉(zhuǎn)地設(shè)在第二導(dǎo)軌402的遠離所述初始位置的端部(例如第二導(dǎo)軌402的右端)且第二翻板411的遠離第二導(dǎo)軌402的端面(例如第二翻板411的右端面)可以是第四斜面4111。其中，第三斜面4101可以支撐在第一斜面4081上，第四斜面4111可以支撐在第二斜面4091上。在對粉末2進行鋪平時，梳子404從所述初始位置向第一導(dǎo)軌401的遠離所述初始位置的端部和第二導(dǎo)軌402的遠離所述初始位置的端部移動。
[0050]梳子404鋪平粉末2后繼續(xù)向所述終止位置移動，當(dāng)?shù)谝粷L輪405移動至第一斜面4081且第二滾輪406移動至第二斜面4091后，第一滾輪405沿第一斜面4081且第二滾輪406沿第二斜面4091向上移動，并且第一滾輪405可以頂開第一翻板410且第二滾輪406可以頂開第二翻板411(如圖2所示)。如圖3所示，當(dāng)?shù)谝粷L輪405移動到第一楔形塊
408的上表面4082且第二滾輪406移動到第二楔形塊409的上表面4092時，梳子404位于所述終止位置，第一翻板410和第二翻板411恢復(fù)原狀。此時，梳子404被向上抬升了一段距離，且梳子404不再與工作平臺20的上表面201接觸。
[0051]然后，所述驅(qū)動件可以帶動梳子404從所述終止位置向所述初始位置移動，第一滾輪405依次經(jīng)過第一楔形塊408的上表面4082、第一翻板410的上表面4102和第一導(dǎo)軌401的上表面4013，第二滾輪406依次經(jīng)過第二楔形塊409的上表面4092、第二翻板411的上表面4112和第二導(dǎo)軌402的上表面4021。最后,第一滾輪405從第一導(dǎo)軌401的上表面4013上滾落且第二滾輪406從第二導(dǎo)軌402的上表面4021上滾輪，此時梳子404回到所述初始位置。
[0052]如果梳子404在工作平臺20的上表面201上進行回程移動，即梳子404在工作平臺20的上表面201上從所述終止位置移動到所述初始位置，則梳子404容易頂住不平整的表面，導(dǎo)致梳子404產(chǎn)生大變形甚至折斷。因此，通過設(shè)置第一翻板410、第二翻板411、第一楔形塊408和第二楔形塊409,從而在梳子404從所述終止位置移動到所述初始位置時無需與工作平臺20的上表面201接觸，由此可以防止梳子404產(chǎn)生大變形甚至折斷。[0053]有利地，第一斜面4081可以平行于第三斜面4101 (第一翻板410未被頂起時)，第二斜面4091可以平行于第四斜面4111 (第二翻板411未被頂起時)。
[0054]如圖1-圖4所示，第一翻板410的上表面4102可以鄰近第一導(dǎo)軌401的上表面4013和第一楔形塊408的上表面4082，第一翻板410的下表面可以鄰近第一導(dǎo)軌401的下表面。第一翻板410的上表面4102、第一導(dǎo)軌401的上表面4013和第一楔形塊408的上表面4082可以平齊，第一翻板410的下表面可以與第一導(dǎo)軌401的下表面平齊。
[0055]第二翻板411的上表面4112可以鄰近第二導(dǎo)軌402的上表面4021和第二楔形塊
409的上表面4092，第二翻板411的下表面可以鄰近第二導(dǎo)軌402的下表面。第二翻板411的上表面4112、第二導(dǎo)軌402的上表面4021和第二楔形塊409的上表面4092可以平齊，第二翻板411的下表面可以與第二導(dǎo)軌402的下表面平齊。由此可以使粉末鋪平裝置40的結(jié)構(gòu)更加合理，第一滾輪405和第二滾輪406在移動過程中更加平穩(wěn)。
[0056]如圖1-圖4和圖7所示，在本發(fā)明的一些示例中，梳子404可以包括本體4041、第一樞轉(zhuǎn)軸4042、第二樞轉(zhuǎn)軸4043、第三樞轉(zhuǎn)軸4044和第一鋪平部4045。本體4041可以傾斜地設(shè)在滑動件403上，本體4041可以與調(diào)節(jié)件407接觸。第一樞轉(zhuǎn)軸4042可以設(shè)在本體4041上，且第一樞轉(zhuǎn)軸4042可以可旋轉(zhuǎn)地安裝在滑動件403上。第二樞轉(zhuǎn)軸4043可以設(shè)在本體4041的第一側(cè)，第三樞轉(zhuǎn)軸4044可以設(shè)在本體4041的第二側(cè)，本體4041的第一側(cè)與本體4041的第二側(cè)可以相對。第一滾輪405可以安裝在第二樞轉(zhuǎn)軸4043上，第二滾輪406可以安裝在第三樞轉(zhuǎn)軸4044上。第一鋪平部4045可以設(shè)在本體4041上，第一鋪平部4045上可以間隔開地設(shè)有多個第一梳齒40451，每個第一梳齒40451的下沿可以與工作平臺20的上表面201接觸。每個第一梳齒40451相對工作平臺20的上表面201傾斜地設(shè)置。由此可以使梳子404的結(jié)構(gòu)更加合理。
[0057]第一樞轉(zhuǎn)軸4042可以是兩個，一個第一樞轉(zhuǎn)軸4042可以設(shè)在本體4041的第一側(cè)上，另一個第一樞轉(zhuǎn)軸4042可以設(shè)在本體4041的第二側(cè)上。
[0058]有利地，本體4041可以是平板狀，第一鋪平部4045可以是平板狀，且第一鋪平部4045可以平行于本體4041。本體4041和第一鋪平部4045都可以相對工作平臺20的上表面201傾斜地設(shè)置。
[0059]在本發(fā)明的一個示例中，如圖5和圖6所示，梳子404還可以包括第二鋪平部4046，第二鋪平部4046可以設(shè)在本體4041上，第二鋪平部4046可以相對第一鋪平部4045遠離所述初始位置。具體地，第二鋪平部4046可以位于第一鋪平部4045的右側(cè)。其中，第二鋪平部4046上可以間隔開地設(shè)有多個第二梳齒40461，每個第二梳齒40461的下沿可以與工作平臺20的上表面201間隔預(yù)定距離。
[0060]通過在本體4041上設(shè)置第二鋪平部4046且第二鋪平部4046的第二梳齒40461的下沿與工作平臺20的上表面201間隔預(yù)定距離，從而可以利用第二鋪平部4046先對粉末2進行初步鋪平，即可以將粉末2的推力分散到第一鋪平部4045和第二鋪平部4046上，由此可以減小梳子404變形的風(fēng)險。具體而沿，每個第二梳齒40461的下沿與工作平臺20的上表面201之間的距離為Ah (如圖5所示)。
[0061 ] 有利地，第二鋪平部4046可以是平板狀，且第二鋪平部4046可以平行于第一鋪平部4045和本體4041。由此可以使梳子404的結(jié)構(gòu)更加合理。本體4041、第一鋪平部4045和第二鋪平部4046都可以相對工作平臺20的上表面201傾斜地設(shè)置。每個第二梳齒40461的下沿與工作平臺20的上表面201之間的距離可以大于O且小于等于I毫米。優(yōu)選地，每個第二梳齒40461的下沿與工作平臺20的上表面201之間的距離可以是0.2毫米。
[0062]如圖6所示，第一鋪平部4045和第二鋪平部4046可以采用彈性較好的材料制成，并利用線切割加工出等間距的槽，以便形成一列第一梳齒40451和一列第二梳齒40461。每個第一梳齒40451的寬度可以是I毫米，每個第二梳齒40461的寬度可以是I毫米。
[0063]第一鋪平部4045和第二鋪平部4046的厚度可以根據(jù)材料而定，一般在0.1毫米-1毫米。有利地，第一鋪平部4045和第二鋪平部4046都可以由彈簧鋼支撐，第一鋪平部4045的厚度和第二鋪平部4046的厚度都可以是0.4毫米。
[0064]如圖5和圖6所示，有利地，第二鋪平部4046可以平行于第一鋪平部4045。由此可以使梳子404的結(jié)構(gòu)更加合理。
[0065]在本發(fā)明的一個具體示例中，如圖6所示，相鄰兩個第二梳齒40461之間的間隙40462在梳子404的移動方向(例如左右方向)上可以與第一梳齒40451相對。換言之,第一鋪平部4045與第二鋪平部4046可以錯開設(shè)置。當(dāng)?shù)诙伷讲?046刮過粉末2時，會有粉末2從相鄰兩個第二梳齒40461之間的間隙中漏出。由于該間隙與第一梳齒40451相對，因此第一梳齒40451可以將漏出的粉末2刮平，由此可以進一步提高粉末鋪平裝置40的鋪平效果。
[0066]如圖1-圖4所示，第一導(dǎo)軌401和第二導(dǎo)軌402中的每一個可以包括導(dǎo)軌部4011和支撐部4012。支撐部4012可以設(shè)在工作平臺20的上表面201上，導(dǎo)軌部4011可以設(shè)在支撐部4012上，且導(dǎo)軌部4011可以位于工作平臺20的上方。也就是說，導(dǎo)軌部4011的下表面與工作平臺20在上下方向上間隔開。
[0067]本發(fā)明還提供了一種三維打印系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明實施例的三維打印系統(tǒng)包括工作平臺20和粉末鋪平裝置。所述粉末鋪平裝置為根據(jù)上述實施例的粉末鋪平裝置40。其中，第一導(dǎo)軌401和第二導(dǎo)軌402間隔開地設(shè)在工作平臺20的上表面201上，第一導(dǎo)軌401的下表面的第一部分和第二導(dǎo)軌402的下表面的第一部分均與工作平臺20在上下方向上間隔開，梳子404的下沿與工作平臺20的上表面201接觸。
[0068]根據(jù)本發(fā)明實施例的三維打印系統(tǒng)通過設(shè)置根據(jù)上述實施例的用于三維打印系統(tǒng)的粉末鋪平裝置40，從而具有鋪平效果好、鋪平效率高、不易損壞、使用壽命長等優(yōu)點。
[0069]在本說明書的描述中，參考術(shù)語“一個實施例”、“一些實施例”、“示意性實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結(jié)合該實施例或示例描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點包含于本發(fā)明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術(shù)語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結(jié)構(gòu)、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結(jié)合。
[0070]盡管已經(jīng)示出和描述了本發(fā)明的實施例，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以理解:在不脫離本發(fā)明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求及其等同物限定。
【權(quán)利要求】
1.一種用于三維打印系統(tǒng)的粉末鋪平裝置，其特征在于，所述三維打印系統(tǒng)包括工作平臺，所述粉末鋪平裝置包括: 第一導(dǎo)軌和第二導(dǎo)軌，所述第一導(dǎo)軌和所述第二導(dǎo)軌間隔開地設(shè)在所述工作平臺的上表面上，其中所述第一導(dǎo)軌的下表面的第一部分和所述第二導(dǎo)軌的下表面的第一部分均與所述工作平臺在上下方向上間隔開； 滑動件； 梳子，所述梳子傾斜地設(shè)在所述滑動件上，所述梳子的下沿與所述工作平臺的上表面接觸； 第一滾輪和第二滾輪，所述第一滾輪設(shè)在所述梳子的第一側(cè)，所述第二滾輪設(shè)在所述梳子的第二側(cè)；以及 驅(qū)動件，所述驅(qū)動件與所述滑動件相連以便通過所述滑動件帶動所述梳子在初始位置與終止位置之間移動，其中所述梳子在從所述初始位置向所述終止位置移動時，所述第一滾輪與所述第一導(dǎo)軌的下表面的第一部分接觸，所述第二滾輪與所述第二導(dǎo)軌的下表面的第一部分接觸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于三維打印系統(tǒng)的粉末鋪平裝置，其特征在于，所述梳子可樞轉(zhuǎn)地設(shè)在所述滑動件上，所述粉末鋪平裝置還包括調(diào)節(jié)件，所述調(diào)節(jié)件可移動地設(shè)在所述滑動件上且與所述梳子接觸以便調(diào)節(jié)所述梳子與所述工作平臺的上表面的夾角的大小。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于三維打印系統(tǒng)的粉末鋪平裝置，其特征在于，所述梳子包括: 本體，所述本體傾斜地設(shè)在所述滑動件上，所述本體與所述調(diào)節(jié)件接觸； 第一樞轉(zhuǎn)軸，所述第一樞轉(zhuǎn)軸設(shè)`在所述本體上且可旋轉(zhuǎn)地安裝在所述滑動件上； 第二樞轉(zhuǎn)軸和第三樞轉(zhuǎn)軸，所述第二樞轉(zhuǎn)軸設(shè)在所述本體的第一側(cè)，所述第三樞轉(zhuǎn)軸設(shè)在所述本體的第二側(cè)，所述第一側(cè)與所述第二側(cè)相對，所述第一滾輪安裝在所述第二樞轉(zhuǎn)軸上，所述第二滾輪安裝在所述第三樞轉(zhuǎn)軸上；和 第一鋪平部，所述第一鋪平部設(shè)在所述本體上，所述第一鋪平部上間隔開地設(shè)有多個第一梳齒，每個所述第一梳齒的下沿與所述工作平臺的上表面接觸。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于三維打印系統(tǒng)的粉末鋪平裝置，其特征在于，所述梳子還包括第二鋪平部，所述第二鋪平部設(shè)在所述本體上，所述第二鋪平部相對所述第一鋪平部遠離所述初始位置，其中所述第二鋪平部上間隔開地設(shè)有多個第二梳齒，每個所述第二梳齒的下沿與所述工作平臺的上表面間隔預(yù)定距離。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于三維打印系統(tǒng)的粉末鋪平裝置，其特征在于，所述第二鋪平部平行于所述第一鋪平部。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于三維打印系統(tǒng)的粉末鋪平裝置，其特征在于，相鄰兩個所述第二梳齒之間的間隙在所述梳子的移動方向上與所述第一梳齒相對。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于三維打印系統(tǒng)的粉末鋪平裝置，其特征在于，還包括: 第一楔形塊和第二楔形塊，所述第一楔形塊具有第一斜面，所述第二楔形塊具有第二斜面；以及 第一翻板和第二翻板，所述第一翻板可樞轉(zhuǎn)地設(shè)在所述第一導(dǎo)軌的遠離所述初始位置的端部且所述第一翻板的遠離所述第一導(dǎo)軌的端面為第三斜面，所述第二翻板可樞轉(zhuǎn)地設(shè)在所述第二導(dǎo)軌的遠離所述初始位置的端部且所述第二翻板的遠離所述第二導(dǎo)軌的端面為第四斜面，所述第三斜面支撐在所述第一斜面上，所述第四斜面支撐在所述第二斜面上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的用于三維打印系統(tǒng)的粉末鋪平裝置，其特征在于，所述第一翻板的上表面鄰近所述第一導(dǎo)軌的上表面和所述第一楔形塊的上表面，所述第一翻板的下表面鄰近所述第一導(dǎo)軌的下表面，其中所述第一翻板的上表面、所述第一導(dǎo)軌的上表面和所述第一楔形塊的上表面平齊，所述第一翻板的下表面與所述第一導(dǎo)軌的下表面平齊， 所述第二翻板的上表面鄰近所述第二導(dǎo)軌的上表面和所述第二楔形塊的上表面，所述第二翻板的下表面鄰近所述第二導(dǎo)軌的下表面，所述第二翻板的上表面、所述第二導(dǎo)軌的上表面和所述第二楔形塊的上表面平齊，所述第二翻板的下表面與所述第二導(dǎo)軌的下表面平齊。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于三維打印系統(tǒng)的粉末鋪平裝置，其特征在于，所述梳子與所述工作平臺的上表面的夾角為45度-85度。
10.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于三維打印系統(tǒng)的粉末鋪平裝置，其特征在于，所述滑動件上設(shè)有螺紋孔，所述調(diào)節(jié)件螺紋配合在所述螺紋孔內(nèi)，所述調(diào)節(jié)件的端部穿過所述螺紋孔且與所述梳子接觸。
11.一種三維打印系統(tǒng)，其特征在于，包括: 工作平臺；和 粉末鋪平裝置，所述粉末鋪平裝置為根據(jù)權(quán)利要求1-10中任一項所述的用于三維打印系統(tǒng)的粉末鋪平裝置，其中所述第一導(dǎo)軌和所述第二導(dǎo)軌間隔開地設(shè)在所述工作平臺的上表面上，所述第一導(dǎo)軌的下表面的第一部分和所述第二導(dǎo)軌的下表面的第一部分均與所述工作平臺在上下方向上間隔開，所述梳子的下沿與所述工作平臺的上表面接觸。
【文檔編號】B41J29/00GK103753968SQ201410006676
【公開日】2014年4月30日 申請日期:2014年1月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年1月7日
【發(fā)明者】林峰, 郭超, 張峻, 張磊, 張婷, 姚睿 申請人:清華大學(xué)