真空吸粉栗35;所述的真空吸粉栗35是三通的，真空吸粉栗35分別聯(lián)接空氣壓縮機(jī)36、電磁閥37;所述的電磁閥37末端聯(lián)接第一收粉箱31、第二收粉箱32和第三收粉箱33;所述的第一收粉箱31、第二收粉箱32和第三收粉箱33的上端是開放的，在上端管口處安裝有濾網(wǎng)。
[0041]所述的刮刀4下方刀刃是楔形的，刀刃的寬度大于成型腔5的寬度，刮刀4的刃口完全與成型腔5的上表面接觸。
[0042]所述的成型腔5外面套有收粉盒51，如圖3所示，收粉盒51的作用是回收從成型腔的三個(gè)側(cè)面撒出的粉末。
[0043]所述的工作臺(tái)6包括工作臺(tái)支架、實(shí)現(xiàn)上下運(yùn)動(dòng)和水平左右運(yùn)動(dòng)的滾珠絲杠和伺服電機(jī)系統(tǒng)。
[0044]所述的第一回收粉盒71、第二回收粉盒72和第三回收粉盒73寬度大于成型腔5的寬度，保證刮刀刮出的粉末全部落入收粉盒。
[0045]所述的3D打印裝置還包括冷卻系統(tǒng)、安全系統(tǒng)、機(jī)床控制系統(tǒng)、激光控制系統(tǒng)和三維打印(3DP)的打印頭控制系統(tǒng)。
[0046]本發(fā)明的工作過程:
[0047]步驟1:建立用顏色區(qū)分材料的多材料物體三維模型，并進(jìn)行切片處理，將切片數(shù)據(jù)輸入3D打印機(jī)。
[0048]步驟2:按照用量，取各種材料的粉末，干燥后，放入相應(yīng)的送粉盒中。
[0049]步驟3:對(duì)整個(gè)3D打印設(shè)備進(jìn)行安全調(diào)試，調(diào)試好后，等待打印。
[0050]步驟4:根據(jù)切片信息，工作臺(tái)下降第一個(gè)切片厚度，并運(yùn)行到床身最左側(cè)，鋪粉裝置此時(shí)的狀態(tài)如圖4所示，成型腔內(nèi)為空，狀態(tài)如圖11所示。
[0051 ]步驟5:在機(jī)床的控制系統(tǒng)下，工作臺(tái)向右運(yùn)動(dòng)，同時(shí)根據(jù)第一層切片信息，3D打印機(jī)判斷送粉盒的鋪粉順序，并將信息傳輸給機(jī)床控制系統(tǒng)，當(dāng)成型腔與鋪粉順序排在第一位的送粉盒位置適當(dāng)時(shí)，控制系統(tǒng)控制該送粉盒上的步進(jìn)電機(jī)帶動(dòng)其花鍵軸旋轉(zhuǎn)，開始鋪粉，狀態(tài)如圖5所示，直至整個(gè)成型腔通過該送粉盒，該送粉盒的步進(jìn)電機(jī)停止旋轉(zhuǎn)，結(jié)束送粉。
[0052]步驟6:在工作臺(tái)運(yùn)動(dòng)到刮刀位置時(shí)，刮刀開始刮粉，同時(shí)回收粉裝置旋轉(zhuǎn)，最終使與上述送粉盒相對(duì)應(yīng)的回收粉盒停留在工作臺(tái)的下粉口處，狀態(tài)如圖6所示。刮刀刮過整個(gè)成型腔后，在成型腔內(nèi)均勻的鋪滿一個(gè)切片厚度的粉末，狀態(tài)如圖12所示，此時(shí)鋪粉裝置的狀態(tài)如圖7所示。
[0053]步驟7:工作臺(tái)運(yùn)行到床身右側(cè)，精確定位并停止，激光打印頭或三維打印(3DP)的打印頭根據(jù)切片信息精確的固化成型代表第一種材料的顏色區(qū)域，此時(shí)成型腔的狀態(tài)如圖13所示，鋪粉裝置的狀態(tài)如圖8所示。
[0054]步驟8:工作臺(tái)向左運(yùn)行到吸粉裝置處，吸粉裝置開始吸粉，同時(shí)電磁閥打開與上述送粉箱對(duì)應(yīng)的收粉箱通道，未固化的粉末被吸回收粉箱，狀態(tài)如圖9所示，直至整個(gè)成型腔全部通過吸粉嘴，吸粉裝置停止吸粉，此時(shí)成型腔狀態(tài)如圖14所示，工作臺(tái)一直運(yùn)行到床身最左側(cè)，鋪粉裝置此時(shí)狀態(tài)如圖10所示。
[0055]步驟9:工作臺(tái)向右運(yùn)動(dòng)，開始接下來的材料鋪粉，每種材料的鋪粉、刮粉、固化成型、吸粉的整個(gè)過程均重復(fù)步驟5-8，在此過程中成型腔的狀態(tài)變化如圖15、圖16、圖17、圖18、圖19和圖20所不，直到最后一種材料完成此過程。
[0056]步驟10:工作臺(tái)下降第二個(gè)切片厚度，重復(fù)步驟5-9，從而層層疊加而成三維實(shí)體，如圖21所示。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種多材料鋪粉及成型的3D打印裝置，其特征在于:包括床身(I)、送粉裝置(2)、吸粉裝置(3)、刮刀(4)、成型腔(5)、工作臺(tái)(6)和回收粉裝置(7); 床身(I)右側(cè)固定有激光器裝置或三維打印的打印頭裝置； 送粉裝置(2)包括有第一粉料盒(21)、第二粉料盒(22)、第三粉料盒(23); 吸粉裝置(3)包括吸粉嘴(34)、第一收粉箱(31)、第二收粉箱(32)、第三收粉箱(33);刮刀(4)位于成型腔(5)之上，成型腔(5)設(shè)置在工作臺(tái)(6)之上，成型腔(5)和工作臺(tái)(6)可實(shí)現(xiàn)上下運(yùn)動(dòng)和水平的左右運(yùn)動(dòng)； 回收粉裝置(7)包括轉(zhuǎn)盤和第一回收粉盒(71)、第二回收粉盒(72)和第三回收粉盒(73)和轉(zhuǎn)盤(74)，第一回收粉盒(71)、第二回收粉盒(72)和第三回收粉盒(73)均勻分布在轉(zhuǎn)盤(74)上，伺服電機(jī)帶動(dòng)軸(75)轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)盤(74)由軸(75)帶動(dòng)旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)更換收粉盒的功能，回收粉裝置(7)的作用是分類回收刮刀(4)刮平每層后多余的粉末； 所述第一粉料盒(21)、第二粉料盒(22)和第三粉料盒(23)的寬度大于成型腔(5)的寬度，以保證粉末全部覆蓋整個(gè)成型腔(5); 所述第一粉料盒(21)、第二粉料盒(22)和第三粉料盒(23)的下方均開有通長的漏粉口，各內(nèi)置一個(gè)花鍵軸(24)，花鍵軸(24)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)漏粉，停轉(zhuǎn)時(shí)起到密封作用;所述的花鍵軸(24)均由步進(jìn)電機(jī)控制;所述的第一粉料盒(21)、第二粉料盒(22)和第三粉料盒(23)均裝有傳感器，用以控制相應(yīng)的步進(jìn)電機(jī)轉(zhuǎn)停，從而準(zhǔn)確的控制漏粉范圍，以免浪費(fèi)材料； 所述吸粉裝置(3)的吸粉嘴(34)的形狀是鴨嘴形，所述的吸粉嘴(34)最下方的寬度大于成型腔(5)的寬度，以保證全面吸收整個(gè)成型腔(5)內(nèi)多余的粉末;所述的吸粉嘴(34)聯(lián)接真空吸粉栗(35);所述的真空吸粉栗(35)是三通的，真空吸粉栗(35)分別聯(lián)接空氣壓縮機(jī)(36)、電磁閥(37);所述的電磁閥(37)末端聯(lián)接第一收粉箱(31)、第二收粉箱(32)和第三收粉箱(33);所述的第一收粉箱(31)、第二收粉箱(32)和第三收粉箱(33)的上端是開放的，在上端管口處安裝有濾網(wǎng)； 所述的刮刀(4)下方刀刃是楔形的，刀刃的寬度大于成型腔(5)的寬度，刮刀(4)的刃口完全與成型腔(5)的上表面接觸； 所述的成型腔(5)外面套有收粉盒(51); 所述的第一回收粉盒(71)、第二回收粉盒(72)和第三回收粉盒(73)寬度大于成型腔(5)的寬度，保證刮刀刮出的粉末全部落入收粉盒。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多材料鋪粉及成型的3D打印裝置，其特征在于:所述的床身(I)還包括傳感器，用來精確控制工作臺(tái)(6)運(yùn)行的位置。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多材料鋪粉及成型的3D打印裝置，其特征在于:所述的工作臺(tái)(6)包括工作臺(tái)支架、實(shí)現(xiàn)上下運(yùn)動(dòng)和水平左右運(yùn)動(dòng)的滾珠絲杠和伺服電機(jī)系統(tǒng)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多材料鋪粉及成型的3D打印裝置，其特征在于:還包括有冷卻系統(tǒng)、安全系統(tǒng)、機(jī)床控制系統(tǒng)、激光控制系統(tǒng)和三維打印的打印頭控制系統(tǒng)。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種多材料鋪粉及成型的3D打印裝置，打印裝置包括床身、送粉裝置、吸粉裝置、刮刀、成型腔、工作臺(tái)和回收粉裝置。床身右側(cè)固定有激光器裝置或三維打印的打印頭裝置；送粉裝置包括至少兩個(gè)粉料盒；吸粉裝置包括吸粉嘴、真空吸粉泵和至少兩個(gè)收粉箱；回收粉裝置包括轉(zhuǎn)盤和至少兩個(gè)回收粉盒。本實(shí)用新型可以便捷的打印出梯度材料、功能材料、復(fù)合材料、彩色制件等，更大的優(yōu)點(diǎn)是可以制備多種材料組成的零件、部件及一體化功能器件。
【IPC分類】B22F3/00, B33Y30/00, B33Y10/00, B29C67/00, B28B1/00
【公開號(hào)】CN205272601
【申請?zhí)枴緾N201520986425
【發(fā)明人】劉清榮, 劉慶萍, 任露泉, 宋正義, 周雪莉, 劉陶然, 趙徹, 李卓識(shí), 于征磊, 吳越
【申請人】吉林大學(xué)
【公開日】2016年6月1日
【申請日】2015年12月2日