一种3D打印设备用金属粉处理系统的制作方法

专利2025-06-08  34


本发明涉及3d打印设备,具体为一种3d打印设备用金属粉处理系统。


背景技术:

1、3d打印设备通过将金属粉末逐层熔化和固化,实现复杂金属零件的定制制造,其基本结构包括建造室、粉末供给系统、激光或电子束发射系统、建造平台和控制系统。在操作过程中,建造平台首先覆盖一层金属粉末,然后激光或电子束根据预设的cad模型,精确熔化粉末,形成一层固体。随后,建造平台下降,重复以上步骤直至零件完成。这种技术不仅能制造复杂几何形状的零件,还能快速响应市场需求,降低制造成本,现阶段3d打印设备大多使用球形金属粉末作为原料,通过集中的热源选择地熔化粉末,并在随后的冷却中凝固形成打印件,而打印成型的金属工件其外壁以及腔体内壁上都会残留一定量的未固化金属粉末,这些残留的粉末会对零件的机械性能和表面质量造成负面影响,此时就需要将金属工件从建造室的粉末区域移出,并在密闭的舱体中进行金属粉末的吹粉、除粉处理工作,即工作人员利用气枪手动在金属工件上进行操作,在工作人员的操作下金属工件腔室内壁上的粉末可以清楚的较为彻底,但手动吹除金属粉末是一项非常耗时的任务,操作人员必须仔细地使用气枪或类似设备,对打印完成的金属工件进行表面和内部腔体的逐一清理,特别是对于复杂结构的零件,清理工作可能需要几小时甚至更长时间,这显著增加了后处理的整体时间成本,且对于同规格的金属工件而言,手动清理的过程受到操作人员技能和经验的影响,也难以实现高度一致的清洁效果。


技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种3d打印设备用金属粉处理系统,其布置在密闭的舱室结构中并主要对金属工件外表面残留的金属粉末进行快速吹除处理,利用丝杆升降模组控制阵列式喷气除粉结构沿着金属工件的竖直方向进行移动并持续喷气吹粉,且旋转驱动模块、z向花键式齿轮传动结构驱动阵列式喷气除粉结构围绕着金属工件旋转以降低喷气盲区,而伸缩式旋转进气组件、凸轮自复位震动组件使得阵列式喷气除粉结构进行往复震动以延长阵列式喷气除粉结构在金属工件上的喷气路径,以解决上述背景技术中提出的问题。

2、为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种3d打印设备用金属粉处理系统,包括:

3、燕尾式立柱,所述燕尾式立柱一侧的外壁上滑动安装有滑板,且所述滑板远离燕尾式立柱的一侧外壁上固定有倒u型吊架,所述倒u型吊架顶壁的拐角位置处皆固定有t字座,四个所述t字座之间在竖直方向上设置有四轨式升降导向结构,四个所述t字座通过四轨式升降导向结构滑动安装有支撑环,且所述支撑环的底端安装有z向花键式齿轮传动结构,所述z向花键式齿轮传动结构的旋转端安装有中空气盘,所述中空气盘的下表面设置有用于形成多个喷气区域的阵列式喷气除粉结构,所述倒u型吊架的顶壁上安装有用于和中空气盘保持气路畅通的伸缩式旋转进气组件,所述燕尾式立柱的内部安装有用于控制滑板进行竖直升降的丝杆升降模组;

4、从动轴,所述从动轴转动安装在倒u型吊架的一侧外壁上,所述从动轴的一端延伸至倒u型吊架的内部并设置有用于带动支撑环在竖直方向上往复升降凸轮自复位震动组件,所述倒u型吊架的一侧外壁上安装有用于驱动从动轴、z向花键式齿轮传动结构旋转的旋转驱动模块,所述燕尾式立柱的另一侧外壁上安装有用于和丝杆升降模组、旋转驱动模块输入端电性连接的plc控制面板。

5、优选的,所述z向花键式齿轮传动结构包括一体成型在支撑环一侧外壁上的矩形凸板、矩形凸板内部转动安装的内花键轴、旋转驱动模块输出端安装的外花键轴以及内花键轴底端固定的主动齿轮,所述支撑环的底端转动安装有带有十字架的外齿环,外齿环、主动齿轮相互啮合,所述外花键轴的底端延伸至内花键轴的内部,所述中空气盘固定在外齿环的底端。

6、优选的,所述伸缩式旋转进气组件包括固定在倒u型吊架顶壁中心位置处的u字钣金件、u字钣金件内部转动安装的进气主管以及进气主管底端安装有外花键进气管,所述中空气盘顶端的中心位置处安装有与外花键进气管共轴线的内花键进气管,所述外花键进气管的底端延伸至内花键进气管的内部。

7、优选的,所述进气主管的顶端安装有旋转接头,且所述旋转接头远离进气主管的一端安装有波纹软管。

8、优选的,所述四轨式升降导向结构包括固定在t字座一侧外壁上的燕尾滑套以及燕尾滑套内部滑动安装的燕尾式导轨,所述燕尾式导轨的底端与支撑环的顶端固定连接,所述外花键轴、从动轴之间通过旋转驱动模块保持动力传递。

9、优选的,所述凸轮自复位震动组件包括固定在其中一个燕尾式导轨一侧外壁上的t字臂、t字臂顶端一体成型的弧形上凸部以及从动轴一端部固定的凸轮单体,所述凸轮自复位震动组件还包括安装在倒u型吊架一侧内壁上的液压阻尼器,所述液压阻尼器的活塞杆顶端与t字臂的一侧外壁通过凸轴、扁口接头相互连接。

10、优选的,所述旋转驱动模块包括安装在支撑环一侧外壁上的步进电机、步进电机输出端安装的联轴器以及用于连接从动轴的锥齿轮传动件、带轮传动件,所述联轴器的底端与外花键轴的顶端固定连接。

11、优选的,所述锥齿轮传动件包括安装在倒u型吊架一侧外壁上的纵轴、纵轴表面一端安装的从动锥齿轮以及固定在联轴器表面一端安装的主动锥齿轮,主动锥齿轮、从动锥齿轮相互啮合。

12、优选的,所述阵列式喷气除粉结构包括环形等间距安装的中空气盘底端的多个手动控制阀、手动控制阀出气端安装的排气直管、排气直管一侧外壁上安装的弯管以及喷头底端安装的喷头。

13、优选的,所述弯管从靠近排气直管的一端到另一端逐渐向着中空气盘的竖直中心线方向弯折延伸。

14、与现有技术相比,本发明的有益效果是:该一种d打印设备用金属粉处理系统通过设置有阵列式喷气除粉结构和凸轮自复位震动组件等相互配合的结构,丝杆升降模组、阵列式喷气除粉结构使得喷气端可以沿着金属工件的竖直方向移动,通过精确的控制,系统可以确保整个表面都能被彻底清洁,不会出现死角或遗漏的区域,而z向花键式齿轮传动结构使得喷气除粉结构能够围绕着金属工件旋转,从而降低了喷气的盲区,工件复杂的外壁几何形状也能够被全面清理,确保每个角度都能达到高标准的清洁要求,其与手动操作相比,它能够大幅度缩短清洁的时间,极大地减少了金属工件后期处理的时间成本,并且能够保证每个工件的清洁质量高度一致,减少人为操作带来的差异性。



技术特征:

1.一种3d打印设备用金属粉处理系统,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的一种3d打印设备用金属粉处理系统,其特征在于:所述z向花键式齿轮传动结构(8)包括一体成型在支撑环(7)一侧外壁上的矩形凸板(701)、矩形凸板(701)内部转动安装的内花键轴(801)、旋转驱动模块(11)输出端安装的外花键轴(802)以及内花键轴(801)底端固定的主动齿轮(803),所述支撑环(7)的底端转动安装有带有十字架的外齿环(804),外齿环(804)、主动齿轮(803)相互啮合,所述外花键轴(802)的底端延伸至内花键轴(801)的内部,所述中空气盘(9)固定在外齿环(804)的底端。

3.根据权利要求1所述的一种3d打印设备用金属粉处理系统,其特征在于:所述伸缩式旋转进气组件(14)包括固定在倒u型吊架(4)顶壁中心位置处的u字钣金件(1401)、u字钣金件(1401)内部转动安装的进气主管(1402)以及进气主管(1402)底端安装有外花键进气管(1405),所述中空气盘(9)顶端的中心位置处安装有与外花键进气管(1405)共轴线的内花键进气管(1404),所述外花键进气管(1405)的底端延伸至内花键进气管(1404)的内部。

4.根据权利要求3所述的一种3d打印设备用金属粉处理系统,其特征在于:所述进气主管(1402)的顶端安装有旋转接头(1403),且所述旋转接头(1403)远离进气主管(1402)的一端安装有波纹软管。

5.根据权利要求2所述的一种3d打印设备用金属粉处理系统,其特征在于:所述四轨式升降导向结构(6)包括固定在t字座(5)一侧外壁上的燕尾滑套(601)以及燕尾滑套(601)内部滑动安装的燕尾式导轨(602),所述燕尾式导轨(602)的底端与支撑环(7)的顶端固定连接,所述外花键轴(802)、从动轴(12)之间通过旋转驱动模块(11)保持动力传递。

6.根据权利要求5所述的一种3d打印设备用金属粉处理系统,其特征在于:所述凸轮自复位震动组件(13)包括固定在其中一个燕尾式导轨(602)一侧外壁上的t字臂(1301)、t字臂(1301)顶端一体成型的弧形上凸部(1304)以及从动轴(12)一端部固定的凸轮单体(1303),所述凸轮自复位震动组件(13)还包括安装在倒u型吊架(4)一侧内壁上的液压阻尼器(1302),所述液压阻尼器(1302)的活塞杆顶端与t字臂(1301)的一侧外壁通过凸轴、扁口接头相互连接。

7.根据权利要求6所述的一种3d打印设备用金属粉处理系统,其特征在于:所述旋转驱动模块(11)包括安装在支撑环(7)一侧外壁上的步进电机(1101)、步进电机(1101)输出端安装的联轴器(1102)以及用于连接从动轴(12)的锥齿轮传动件(1103)、带轮传动件(1104),所述联轴器(1102)的底端与外花键轴(802)的顶端固定连接。

8.根据权利要求7所述的一种3d打印设备用金属粉处理系统,其特征在于:所述锥齿轮传动件(1103)包括安装在倒u型吊架(4)一侧外壁上的纵轴、纵轴表面一端安装的从动锥齿轮以及固定在联轴器(1102)表面一端安装的主动锥齿轮,主动锥齿轮、从动锥齿轮相互啮合。

9.根据权利要求1所述的一种3d打印设备用金属粉处理系统,其特征在于:所述阵列式喷气除粉结构(10)包括环形等间距安装的中空气盘(9)底端的多个手动控制阀(1001)、手动控制阀(1001)出气端安装的排气直管(1002)、排气直管(1002)一侧外壁上安装的弯管(1003)以及喷头(1004)底端安装的喷头(1004)。

10.根据权利要求9所述的一种3d打印设备用金属粉处理系统,其特征在于:所述弯管(1003)从靠近排气直管(1002)的一端到另一端逐渐向着中空气盘(9)的竖直中心线方向弯折延伸。


技术总结
本发明公开了一种3D打印设备用金属粉处理系统,包括燕尾式立柱,所述燕尾式立柱一侧的外壁上滑动安装有滑板,且所述滑板远离燕尾式立柱的一侧外壁上固定有倒U型吊架,所述倒U型吊架顶壁的拐角位置处皆固定有T字座,四个所述T字座之间在竖直方向上设置有四轨式升降导向结构,四个所述T字座通过四轨式升降导向结构滑动安装有支撑环。本发明Z向花键式齿轮传动结构使得喷气除粉结构能够围绕着金属工件旋转,从而降低了喷气的盲区,工件复杂的外壁几何形状也能够被全面清理,确保每个角度都能达到高标准的清洁要求,其与手动操作相比,它能够大幅度缩短清洁的时间,极大地减少了金属工件后期处理的时间成本。

技术研发人员:靳志英
受保护的技术使用者:中航迈特增材科技(北京)有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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