CN110497614B - 一种用于3d打印设备的淋涂喷头及相应的打印方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于3D打印设备的淋涂喷头及相应的打印方法，其包括：淋涂腔，淋涂腔为腔体结构，其侧面设有用于打印原材料引入的进料口，其底部形成狭缝，围绕狭缝，淋涂腔的底部固定设有用于连接淋涂腔的连接板；淋涂刀，淋涂刀的数目为2个，其一为短淋涂刀、另一为长淋涂刀；两个淋涂刀均固定于连接板的下方，并分别设置于狭缝的两侧；涨紧组件，涨紧组件包括多个涨紧块，多个涨紧块均设置于其中一个淋涂刀的外侧。本发明提供的淋涂淋涂喷头，在使用其进行3D打印时，将打印原材料淋涂至网板上，并可以直接将打印原材料层铺平，避免了刮刀刮平的操作，淋涂后即可打印，有效地提高3D打印的效率，具有广泛的市场应用前景。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于3D打印设备的淋涂喷头及相应的打印方法。
背景技术
3D打印是一种快速打印成型技术，目前，3D打印技术已普及于工业化生产制造中；其将产品数字化设计、制造、分析高度一体化，越是结构复杂、原材料附加值高的产品，其快速高效成形的优势越显著。
3D打印设备打印时，需要先将打印物的三维模型进行软件切片，形成若干个数字切片，再通过3D打印将按照这些切片信息，对应地逐层堆叠打印原材料，固化成型；叠完所有的数字切片后，形成打印完成的打印物，打印完成；打印原材料的厚度与每一层打印物的厚度相对应，因此，在3D打印过程中，通常需要使用刮刀将打印原材料刮平后，再打印。
中国专利201510234338.8公开一种用于3D打印设备的快速光固化喷头，主要包括光固化喷头外壳、料筒部分、点光源部分、反光镜角度架升降部分，其中料筒部分主要包括料筒、连接在料筒底端的点胶针头、设于料筒顶端的料筒盖，点光源部分主要包括激光点光源、光源固定架、反光镜固定架、反光镜角度架，反光镜角度架升降部分主要包括丝杆、调节旋钮、滑道、滑块、丝母。
中国专利201810104598.7公开了一种光固化成型设备，包括储液缸，存储用于打印三维物体的原材料；铺液装置，铺液装置位于储液缸上方且可在工作平面上进行水平运动，铺液装置设有喷射液体的喷头，以及用于将液体铺平的至少一个刮刀；基板，置于储液缸内，并可在储液缸上进行垂直运动，以使在每完成一层三维物体打印时，驱动基板向下运动预设距离。
上述方案中对打印过程进行了改进，但仍然没有完全避开使用刮刀将打印原材料刮平的步骤，而使用刮刀刮平打印原材料层的过程中，其每打印一层后，均需要调整网板的高度，再刮平后，才能打印下一层，其中间过程用时长，不利于每一层打印物之间的粘合，影响打印物的力学性能，同时打印效率的提高也受到很大的局限。
因此，如何提供一种无需刮刀刮平、并能够提高3D打印效率的淋涂喷头及相应的打印方法成为了业界需要解决的问题。
发明内容
针对现有技术的缺点，本发明的目的是提供一种用于3D打印设备的淋涂喷头及相应的打印方法，其打印过程中，不需要使用刮刀刮平打印原材料层，大大提高3D打印的效率。
为了实现上述目的，本发明，一方面，提供了一种用于3D打印设备的淋涂喷头，其包括：
用于装放打印原材料的淋涂腔，淋涂腔为腔体结构，其侧面设有用于打印原材料引入的进料口，其底部形成用于打印原材料淋出来的狭缝，围绕狭缝，淋涂腔的底部固定设有用于连接淋涂腔的连接板；
淋涂刀，淋涂刀的数目为2个，其一为短淋涂刀、另一为长淋涂刀；两个淋涂刀均固定于连接板的下方，并分别设置于狭缝的两侧；
涨紧组件，涨紧组件包括多个涨紧块，多个涨紧块均设置于其中一个淋涂刀的外侧。
本发明中，通过向淋涂腔内泵入打印原材料，再通过淋涂腔底部的狭缝，使得打印原材料向下淋涂出；进一步地，为了保障打印原材料淋涂均匀、满足需要的层厚，狭缝的下方设有两个相对设置的淋涂刀，对打印原材料进行引流，确保打印原材料以一定的厚度流出，不易成团和聚集；同时，涨紧组件，对引流过程进行进一步的管控。
本发明提供的淋涂淋涂喷头，在使用其进行3D打印时，将打印原材料淋涂至网板上，并可以直接将打印原材料层铺平，避免了刮刀刮平的操作，淋涂后即可打印，有效地提高3D打印的效率；在3D打印领域内，对提高3D打印设备的打印效率具有极大的推进作用，具有广泛的市场应用前景。
根据本发明的另一具体实施方式，淋涂腔为板状结构，其前侧面为斜板、后侧面为竖板。通过一侧斜板，一侧竖板的设计，使得打印原材料能够随着斜板的引流，顺着斜板淋出，对打印原材料的淋出起到缓冲的作用，进一步确保打印原材料的均匀淋涂。
根据本发明的另一具体实施方式，斜板的下方设有延伸板，延伸板与竖板将狭缝拉伸形成狭缝通道；延长打印原材料在竖直方向淋出的引导，保障打印原材料以预设的厚度淋出。竖板与连接板一体成型，延伸板穿过连接板的中间、并与连接板固定连接。斜板和延伸板一体成型，对打印原材料进行引流，避免与连接板的连接，形成粗糙面，影响打印原材料的淋出效果。
根据本发明的另一具体实施方式，涨紧组件设置于短淋涂刀的外侧。对淋涂刀的整体进行涨紧，控制引流的精度。
根据本发明的另一具体实施方式，狭缝的两端均设有引流板，引流板固定于连接板上；引流板为片状结构，其宽度大于狭缝的宽度。引流板包括三段弯折部，从上至下为，向外倾斜部，向内倾斜部，竖直部，向外倾斜部使得任意位置的(包括狭缝的两端处)打印原材料自由淋出，向内倾斜部使两端的打印原材料具有一定的缓冲，避免扩散，同时，对淋出的打印原材料的宽度进行有效的管控，竖直部使得打印原材料在竖直方向上向下稳定淋涂至网板上。
根据本发明的另一具体实施方式，狭缝的长度与3D打印设备上的网板宽度相适应；狭缝的宽度与3D打印过程中打印的层厚相适应。
根据本发明的另一具体实施方式，淋涂喷头还包括风刀，风刀的数目为两个，两个风刀分别通过连接臂固定于连接板的两侧。
本发明的另一方面，还提供了一种使用上述淋涂喷头进行于3D打印的打印方法，其包括如下步骤：
S1，将淋涂腔连接材料泵，材料泵将用于3D打印的打印原材料泵入淋涂腔内；
S2、调整网板的高度，驱动淋涂腔在网板上由前至后移动一次，淋涂腔移动的过程中，打印原材料从淋涂腔内淋出，形成一层厚度均匀的打印原材料层；
S3、激光模组件发射预设波长的激光，按照预设的路径烧结打印原材料层，完成一层的打印；
S4、重复上述步骤，直至打印物打印完成。
根据本发明的另一具体实施方式，淋涂的打印原材料层的厚度，通过控制淋涂腔的狭缝宽度进行调整。
根据本发明的另一具体实施方式，进行步骤S2的过程中，进一步包括如下步骤：打印原材料淋涂的过程中，通过风刀将打印原材料中的泡沫去除、并铺平打印原材料层。
下面结合附图对本发明作进一步的详细说明。
附图说明
图1是实施例1的用于3D打印设备的淋涂喷头的结构示意图；
图2是实施例1的用于3D打印设备的淋涂喷头的另一结构示意图；
图3是实施例1的用于3D打印设备的淋涂喷头剖面示意图；
图4是实施例1的用于3D打印设备的淋涂喷头的安装连接示意图；
图5是实施例1的用于3D打印设备的淋涂喷头的另一安装连接示意图。
具体实施方式
实施例1
本实施例提供了一种用于3D打印设备的淋涂喷头，如图1-5所示，其包括：用于装放打印原材料的淋涂腔1、淋涂刀、涨紧组件4、风刀6。
淋涂腔1为腔体结构，其侧面设有用于打印原材料引入的进料口104，其底部形成用于打印原材料淋出来的狭缝，围绕狭缝，淋涂腔1的底部固定设有用于连接淋涂腔1的连接板2；淋涂腔1为板状结构，其前侧面为斜板102、后侧面为竖板101。通过一侧斜板102，一侧竖板101的设计，使得打印原材料能够随着斜板102的引流，顺着斜板102淋出，对打印原材料的淋出起到缓冲的作用，进一步确保打印原材料的均匀淋涂。
斜板102的下方设有延伸板103，延伸板103与竖板101将狭缝拉伸形成狭缝通道；延长打印原材料在竖直方向淋出的引导，保障打印原材料以预设的厚度淋出。竖板101与连接板2一体成型，延伸板103穿过连接板2的中间、与连接板2的底部平齐。斜板102和延伸板103一体成型，对打印原材料进行引流，避免与连接板2的连接，形成粗糙面，影响打印原材料的淋出效果。
狭缝的两端均设有引流板8，引流板8固定于连接板2上；引流板8为片状结构，其宽度大于狭缝的宽度。引流板8包括三段弯折部，从上至下为，向外倾斜部，向内倾斜部，竖直部，向外倾斜部使得任意位置的(包括狭缝的两端处)打印原材料自由淋出，向内倾斜部使两端的打印原材料具有一定的缓冲，避免扩散，同时，对淋出的打印原材料的宽度进行有效的管控，竖直部使得打印原材料在竖直方向上向下稳定淋涂至网板上。打印原材料从狭缝通道流出后，经过引流板8的引流，形成厚度均匀的水幕，匀速地涂在网板上。
狭缝的长度与3D打印设备上的网板宽度相适应；狭缝的宽度与3D打印过程中打印的层厚相适应。
淋涂刀，淋涂刀的数目为2个，其一为短淋涂刀301、另一为长淋涂刀302；两个淋涂刀均固定于连接板2的下方，并分别设置于狭缝的两侧；
涨紧组件4，涨紧组件4包括多个涨紧块401，多个涨紧块401均设置于其中一个淋涂刀的外侧，本实施例中，设置于短淋涂刀301的外侧。涨紧组件4设置于短淋涂刀301的外侧。对淋涂刀的整体进行涨紧，控制引流的精度。
风刀6，风刀6的数目为两个，两个风刀6分别通过连接臂601901固定于连接板2的两侧。风刀6用于吹去淋出来的打印原材料中的泡泡，进一步提高打印原材料的淋涂均匀、平整。
使用本实施例的淋涂喷头进行打印时，需要控制淋涂喷头的移动、以及移动的方向速度等，可在连接板2的两侧设置淋涂导向块5，便于淋涂喷头移动的控制。并且，淋涂喷头在网板的上方移动，还设置了用于固定淋涂喷头的安装架9、以及悬臂901，用于固定淋涂喷头，并可滑移式安装于网板的上方。
本实施例的另一方面，还提供了一种使用上述淋涂喷头进行于3D打印的打印方法，其包括如下步骤：
S1，将淋涂腔连接材料泵，材料泵将用于3D打印的打印原材料泵入淋涂腔内；
S2、调整网板的高度，驱动淋涂腔在网板上由前至后移动一次，淋涂腔移动的过程中，打印原材料从淋涂腔内淋出，形成一层厚度均匀的打印原材料层；
S3、激光模组件发射预设波长的激光，按照预设的路径烧结打印原材料层，完成一层的打印；
S4、重复上述步骤，直至打印物打印完成。
淋涂的打印原材料层的厚度，通过控制淋涂腔的狭缝宽度进行调整。
进行步骤S2的过程中，进一步包括如下步骤：打印原材料淋涂的过程中，通过风刀将打印原材料中的泡沫去除、并铺平打印原材料层。
虽然本发明以较佳实施例揭露如上，但并非用以限定本发明实施的范围。任何本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的发明范围内，当可作些许的改进，即凡是依照本发明所做的同等改进，应为本发明的范围所涵盖。
Claims (4)
1.一种用于 3D 打印设备的淋涂喷头，其特征在于，所述淋涂喷头包括：用于装放打印原材料的淋涂腔，所述淋涂腔为腔体结构，其侧面设有用于打印原材料引入的进料口，其底部形成用于打印原材料淋出来的狭缝，围绕所述狭缝，所述淋涂腔的底部固定设有用于连接所述淋涂腔的连接板；淋涂刀，所述淋涂刀的数目为 2 个，其一为短淋涂刀、另一为长淋涂刀；两个所述淋涂刀均固定于所述连接板的下方，并分别设置于所述狭缝的两侧；涨紧组件，所述涨紧组件包括多个涨紧块，多个所述涨紧块均设置于其中一个所述淋涂刀的外侧；所述狭缝的两端均设有引流板，所述引流板固定于所述连接板上；所述引流板为片状结构，其宽度大于狭缝的宽度；所述狭缝的长度与 3D 打印设备上的网板宽度相适应；所述狭缝的宽度与3D 打印过程中打印的层厚相适应；所述引流板包括三段弯折部，从上至下为，向外倾斜部，向内倾斜部，竖直部；所述向外倾斜部使得任意位置的打印原材料自由淋出，所述向内倾斜部使两端的打印原材料具有一定的缓冲，避免扩散；
所述淋涂腔为板状结构，其前侧面为斜板、后侧面为竖板；
所述斜板的下方设有延伸板，所述延伸板与所述竖板将所述狭缝拉伸形成狭缝通道；
所述涨紧组件设置于所述短淋涂刀的外侧；
所述淋涂喷头还包括风刀，所述风刀的数目为两个，两个所述风刀分别通过连接臂固定于所述连接板的两侧。
2.一种使用权利要求 1所述的淋涂喷头进行于 3D 打印的打印方法，其特征在于，所述打印方法包括如下步骤：
S1，将淋涂腔连接材料泵，材料泵将用于 3D 打印的打印原材料泵入淋涂腔内；
S2、调整网板的高度，驱动淋涂腔在网板上由前至后移动一次，淋涂腔移动的过程中，打印原材料从淋涂腔内淋出，其中，所述淋涂腔为腔体结构，其侧面设有用于打印原材料引入的进料口，其底部形成用于打印原材料淋出来的狭缝，所述狭缝的两端均设有引流板，打印原材料从狭缝通道流出后，经过引流板的引流，形成厚度均匀的水幕，匀速地涂在网板上，形成一层厚度均匀的打印原材料层；
S3、激光模组件发射预设波长的激光，按照预设的路径烧结打印原材料层，完成一层的打印；
S4、重复上述步骤，直至打印物打印完成。
3.如权利要求2 所述的打印方法，其特征在于，所述步骤 S2 中，淋涂的打印原材料层的厚度，通过控制淋涂腔的狭缝宽度进行调整。
4.如权利要求 2 所述的打印方法，其特征在于，进行所述步骤 S2 的过程中，进一步包括如下步骤：打印原材料淋涂的过程中，通过风刀将打印原材料中的泡沫去除、并铺平打印原材料层。
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