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CN110227819A - 一种带密封和防爆功能的拼接式3d打印粉缸 - Google Patents

一种带密封和防爆功能的拼接式3d打印粉缸 Download PDF

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CN110227819A
CN110227819A CN201910488027.2A CN201910488027A CN110227819A CN 110227819 A CN110227819 A CN 110227819A CN 201910488027 A CN201910488027 A CN 201910488027A CN 110227819 A CN110227819 A CN 110227819A
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CN
China
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lead screw
cylinder body
piston
bottom plate
bearing
Prior art date
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Application number
CN201910488027.2A
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English (en)
Inventor
樊子均
黄华锋
江姣龙
廖彬
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Anhui Zhuo Three Dimensional Technology Co Ltd
Original Assignee
Anhui Zhuo Three Dimensional Technology Co Ltd
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Publication date
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  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
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Abstract

本发明公开了一种带密封和防爆功能的拼接式3D打印粉缸，包括底板，所述底板的顶部设置有若干个分拆缸体，所述底板的中部贯穿设置有丝杠组件，且所述丝杠组件的顶端延伸至所述分拆缸体的内部并与位于所述分拆缸体内部的活塞连接，所述活塞的外侧与所述分拆缸体的内壁之间设置有活塞密封条，所述活塞的顶部设置有活塞盖板，所述底板的一侧固定设置有电机，所述电机的输出轴上套设有主动轮，且所述丝杠组件上设置有与所述主动轮相配合的从动轮，且所述从动轮与所述主动轮之间通过同步带连接。有益效果：相较于传统的整体缸结构，本发明在保证内壁加工精度和密封性的同时还有效地提高了其防爆性能。

Description

一种带密封和防爆功能的拼接式3D打印粉缸
技术领域
本发明涉及3D打印粉缸技术领域，具体来说，涉及一种带密封和防爆功能的拼接式3D打印粉缸。
背景技术
3D打印是增材制造技术的俗称，是通过数据采用材料逐层累加的方法制造实体零件的技术，相对于传统的材料去除技术，3D打印技术能够成型复杂形状零件，成型精度高，节约材料等。
其中，激光选区融化是粉床式金属3D打印的代表技术之一，其是以SLS快速原型技术为基本原理发展起来的一种先进的激光增材制造技术。通过专用软件对零件三维数模进行切片分层，获得各截面的轮廓数据后，利用高能量激光束根据轮廓数据逐层选择性地熔化金属粉末，通过逐层铺粉、逐层熔化凝固堆积的方式，制造三维金属零件。由于激光选区融化增材制造设备在加工过程中需要惰性气体保护，就必须要求粉缸中的运动活塞需要良好的动密封特性。然而，传统的粉缸均采用数控加工或者板材拼焊而成，而数控加工成本高且加工效率低，同时，板材拼焊的方法容易变形，不能完全保证粉缸的气密性和加工精度。此外，由于激光粉末打印，有粉尘爆炸伤害风险。传统缸体由四面板材拼接，强度低，为防范此风险，就需要额外增加结构，使得缸体达到足够强度，进而达到即使粉尘爆炸也不会产生多余伤害的效果。
针对相关技术中的问题，传统结构目前尚未提出有效的解决方案。
发明内容
针对相关技术中的问题，本发明提出一种带密封和防爆功能的拼接式3D打印粉缸，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
为此，本发明采用的具体技术方案如下：
一种带密封和防爆功能的拼接式3D打印粉缸，包括底板，所述底板的顶部设置有若干个分拆缸体，且所述分拆缸体的顶部和底部均设置有法兰边，其中，所述分拆缸体的内侧边角均设置为圆角，所述底板的中部贯穿设置有丝杠组件，且所述丝杠组件的顶端延伸至所述分拆缸体的内部并与位于所述分拆缸体内部的活塞连接，所述活塞的外侧与所述分拆缸体的内壁之间设置有活塞密封条，所述活塞的顶部设置有活塞盖板，所述底板的一侧固定设置有电机，所述电机的输出轴上套设有主动轮，且所述丝杠组件上设置有与所述主动轮相配合的从动轮，且所述从动轮与所述主动轮之间通过同步带连接。
进一步的，为了便于实现分拆缸体之间的安装与拆卸，若干个所述分拆缸体包括从下至上依次设置的分拆缸体一、分拆缸体二和分拆缸体三，且所述分拆缸体一、所述分拆缸体二和所述分拆缸体三之间均通过紧固螺钉螺纹连接。
进一步的，所述底板顶部、所述分拆缸体一的顶部和所述分拆缸体二的顶部外侧均开设有密封槽。
进一步的，为了可以起到一定的密封效果，所述分拆缸体一的底部、所述分拆缸体二的底部和所述分拆缸体三底部均设置有与所述密封槽相配合的密封圈。
进一步的，所述丝杠组件包括丝杠，且所述丝杠的顶端与所述活塞的底部之间连接，所述丝杠且位于所述底板的顶部套设有与所述丝杠相配合的丝杠螺母，所述丝杠螺母的外侧套设有回转筒，所述回转筒的底部外侧套设有所述从动轮，且所述回转筒的外侧且位于所述从动轮的底部套设有回转筒锁紧螺母，所述回转筒的外侧套设有轴承，所述轴承的外侧套设有与之相配合的丝杠轴承座，且所述丝杠轴承座的外侧与所述底板固定连接，所述丝杠轴承座的顶部设置有与所述轴承相配合的轴承端盖。
进一步的，为了便于实现丝杆与活塞的连接，所述丝杠的顶端与所述活塞的底部之间通过丝杠夹持座连接，且所述丝杠夹持座的顶部套设有与所述丝杠相配合的丝杠锁紧螺母。
进一步的，所述轴承包括第一轴承和位于所述第一轴承顶部的第二轴承，且所述第一轴承与所述第二轴承之间设置有轴承间隔环。
进一步的，为了可以对活塞起到一定的支撑效果，所述活塞的底部且位于所述丝杠的两侧均设置有导柱，且所述导柱的顶端与所述活塞连接，所述导柱的底部贯穿所述底板并延伸至所述底板的底部。
进一步的，为了便于导柱的安装与放置，所述导柱的顶端通过导柱夹持座与所述活塞的底部连接，所述底板的两侧均开设有通孔，且所述通孔内均设置有与所述导柱相配合的直线轴承。
本发明的有益效果为：
1、本发明通过在深度方向进行分段拆分设置和圆角的设置，相较于传统的整体缸结构，在保证内壁加工精度和密封性的同时还有效地降低了其加工难度和加工成本。
2、本发明通过在深度方向进行分段拆分设置，相较于传统的整体缸结构，每段都设置有上下法兰边，从而使得其不用额外的增加外防爆结构就可以起到很好的防范粉尘爆炸的效果，从而进一步的降低了其生产成本。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本发明实施例的一种带密封和防爆功能的拼接式3D打印粉缸的结构示意图；
图2是根据图1中A-A向的剖视图；
图3是根据2中A处的结构放大图；
图4是根据2中B处的结构放大图。
图中：
1、底板；2、分拆缸体；201、分拆缸体一；202、分拆缸体二；203、分拆缸体三；204、密封槽；205、密封圈；3、丝杠组件；301、丝杠；302、丝杠夹持座；303、丝杠锁紧螺母；304、丝杠螺母；305、回转筒；306、回转筒锁紧螺母；307、轴承；308、轴承间隔环；309、丝杠轴承座；310、轴承端盖；4、活塞；5、活塞盖板；6、活塞密封条；7、电机；8、主动轮；9、从动轮；10、同步带；11、导柱；12、导柱夹持座；13、直线轴承。
具体实施方式
为进一步说明各实施例，本发明提供有附图，这些附图为本发明揭露内容的一部分，其主要用以说明实施例，并可配合说明书的相关描述来解释实施例的运作原理，配合参考这些内容，本领域普通技术人员应能理解其他可能的实施方式以及本发明的优点，图中的组件并未按比例绘制，而类似的组件符号通常用来表示类似的组件。
根据本发明的实施例，提供了一种带密封和防爆功能的拼接式3D打印粉缸。
现结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明，如图1-3所示，根据本发明实施例的一种带密封和防爆功能的拼接式3D打印粉缸，包括底板1，所述底板1的顶部设置有若干个方形分拆缸体2，且所述分拆缸体2的顶部和底部均设置有法兰边，所述分拆缸体2的上下端口均设置为开口，且所述分拆缸体2之间均为可拆卸连接，且所述分拆缸体2与底板1之间也为可拆卸连接，此外，为了便于加工和提高了其密封性能，所述分拆缸体2内侧边角均设置为圆角，所述底板1的中部贯穿设置有丝杠组件3，且所述底板1的中心位置开设有与所述丝杠组件3相配合的孔槽，且所述丝杠组件3的顶端延伸至所述分拆缸体2的内部并与位于所述分拆缸体2内部的活塞4连接，所述活塞4的外侧与所述分拆缸体2的内壁之间设置有活塞密封条6，所述活塞4的顶部设置有活塞盖板5，所述底板1的一侧固定设置有电机7，所述电机7的输出轴上套设有主动轮8，且所述丝杠组件3上设置有与所述主动轮8相配合的从动轮9，且所述从动轮9与所述主动轮8之间通过同步带10连接。具体应用时，所述分拆缸体2的深度可以根据加工设备最适宜加工深度及腔体总深度而定，其拼接面按照密封面的表面加工精度加工。
在一个实施例中，若干个所述分拆缸体2包括从下至上依次设置的分拆缸体一201、分拆缸体二202和分拆缸体三203，且所述分拆缸体一201、所述分拆缸体二202和所述分拆缸体三203之间均通过紧固螺钉螺纹连接。通过紧固螺钉的使用，从而便于实现分拆缸体之间的安装与拆卸。
在一个实施例中，所述底板1顶部、所述分拆缸体一201的顶部和所述分拆缸体二202的顶部外侧均开设有密封槽204。
在一个实施例中，所述分拆缸体一201的底部、所述分拆缸体二202的底部和所述分拆缸体三203底部均设置有与所述密封槽204相配合的密封圈205。通过密封槽204和密封圈205的配合使用，从而使得其可以起到很好的密封效果，从而有效地提高了分拆缸体与底板之间的密封性。
在一个实施例中，所述丝杠组件3包括丝杠301，且所述丝杠301的顶端与所述活塞4的底部之间连接，所述丝杠301且位于所述底板1的顶部套设有与所述丝杠301相配合的丝杠螺母304，所述丝杠螺母304的外侧套设有回转筒305，所述回转筒305的底部外侧套设有所述从动轮9，且所述回转筒305的外侧且位于所述从动轮9的底部套设有回转筒锁紧螺母306，所述回转筒305的外侧套设有轴承307，所述轴承307的外侧套设有与之相配合的丝杠轴承座309，且所述丝杠轴承座309的外侧与所述底板1固定连接，为了提高缸体的密封效果，所述丝杠轴承座309的外侧与所述底板1上的开孔之间设置有O型密封圈，所述丝杠轴承座309的顶部设置有与所述轴承307相配合的轴承端盖310。
在一个实施例中，所述丝杠301的顶端与所述活塞4的底部之间通过丝杠夹持座302连接，且所述丝杠夹持座302的顶部套设有与所述丝杠301相配合的丝杠锁紧螺母303。通过丝杠夹持座302的使用，从而给丝杠301与活塞4的连接提供了极大的便利。
在一个实施例中，所述轴承307包括第一轴承和位于所述第一轴承顶部的第二轴承，且所述第一轴承与所述第二轴承之间设置有轴承间隔环308。
在一个实施例中，所述活塞4的底部且位于所述丝杠301的两侧均设置有导柱11，且所述导柱11的顶端与所述活塞4连接，所述导柱11的底部贯穿所述底板1并延伸至所述底板1的底部。通过导柱11的使用，使得其可以对活塞4起到一定的支撑效果，从而有效地保证了活塞4的上下移动稳定性。
在一个实施例中，所述导柱11的顶端通过导柱夹持座12与所述活塞4的底部连接，所述底板1的两侧均开设有通孔，且所述通孔内均设置有与所述导柱11相配合的直线轴承13。通过导柱夹持座12和直线轴承13的配合使用，从而给导柱11的安装与放置带来了极大的便利。具体应用时，为了提高了缸体的密封效果，所述底板1的底部设置有钣金壳体，通过钣金壳体将丝杠301和导柱11包裹密封起来。
工作原理：本发明应用于金属粉末快速成型设备工作台下的粉缸，金属粉末快速成型设备工作时，电机7带动主动轮8转动，从而使得同步带10带动从动轮9转动，从而使得回转筒305带动丝杠锁紧螺母303转动，从而使得其推动丝杠301进行上下移动，从而使得其带动活塞4沿着分拆缸体2拼接形成的方形腔体内壁上升或下降，带动活塞盖板5上升或下降至与工作台平齐，活塞4与腔体内壁(分拆缸体2内壁)之间有活塞密封条6进行密封，由于腔体由若干分拆缸体2及底板1拼接而成，分拆缸体2及底板1之间由密封槽和密封圈进行密封。此结构相较于整体缸结构，在保证内壁加工精度的同时还有效地降低了其加工难度和加工成本。
本发明相较于传统的粉缸结构，有以下优势：
1、传统缸体由四面板材拼接，由于是大面，加工难度大，精度差，成本高。此新结构在深度方向分段拆分，加工难度减小，精度高，成本低；
2、传统缸体由四面板材拼接，一般为正方形直角，直角处容易漏粉，密封性差。此新结构在深度方向分段拆分，圆角加工容易，避免了直角难以精确密封缺点；
3、传统缸体由四面板材拼接，深度方向尺寸固定，如果需要增加或减小深度方向尺寸，只能重新设计，加工，制造，备料品种多，成本高。此新结构在深度方向分段拆分，深度方向尺寸参数修改容易，基本上可以做到缸体深度柔性调节，备料品种单一，可以批量制造(例如模具制造)，降低成本。
4、由于激光粉末打印，有粉尘爆炸伤害风险。传统缸体由四面板材拼接，强度低，为防范此风险，需要额外增加结构，使缸体达到足够强度，即使粉尘爆炸也不会产生多余伤害。此新结构在深度方向分段拆分，每段都有上下法兰边，不用增加额外的外防爆结构就有强度足够防范上述风险，结构简单可靠，成本低廉。
综上所述，借助于本发明的上述技术方案，通过在深度方向进行分段拆分设置和圆角的设置，相较于传统的整体缸结构，在保证内壁加工精度和密封性的同时还有效地降低了其加工难度和加工成本。
同时，本发明通过在深度方向进行分段拆分设置，相较于传统的整体缸结构，每段都设置有上下法兰边，从而使得其不用额外的增加外防爆结构就可以起到很好的防范粉尘爆炸的效果，从而进一步的降低了其生产成本。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种带密封和防爆功能的拼接式3D打印粉缸，其特征在于，包括底板(1)，所述底板(1)的顶部设置有若干个分拆缸体(2)，且所述分拆缸体(2)的顶部和底部均设置有法兰边，其中，所述分拆缸体(2)的内侧边角均设置为圆角，所述底板(1)的中部贯穿设置有丝杠组件(3)，且所述丝杠组件(3)的顶端延伸至所述分拆缸体(2)的内部并与位于所述分拆缸体(2)内部的活塞(4)连接，所述活塞(4)的外侧与所述分拆缸体(2)的内壁之间设置有活塞密封条(6)，所述活塞(4)的顶部设置有活塞盖板(5)，所述底板(1)的一侧固定设置有电机(7)，所述电机(7)的输出轴上套设有主动轮(8)，且所述丝杠组件(3)上设置有与所述主动轮(8)相配合的从动轮(9)，且所述从动轮(9)与所述主动轮(8)之间通过同步带(10)连接。
2.根据权利要求1所述的一种带密封和防爆功能的拼接式3D打印粉缸，其特征在于，若干个所述分拆缸体(2)包括从下至上依次设置的分拆缸体一(201)、分拆缸体二(202)和分拆缸体三(203)，且所述分拆缸体一(201)、所述分拆缸体二(202)和所述分拆缸体三(203)之间均通过紧固螺钉螺纹连接。
3.根据权利要求2所述的一种带密封和防爆功能的拼接式3D打印粉缸，其特征在于，所述底板(1)顶部、所述分拆缸体一(201)的顶部和所述分拆缸体二(202)的顶部外侧均开设有密封槽(204)。
4.根据权利要求3所述的一种带密封和防爆功能的拼接式3D打印粉缸，其特征在于，所述分拆缸体一(201)的底部、所述分拆缸体二(202)的底部和所述分拆缸体三(203)底部均设置有与所述密封槽(204)相配合的密封圈(205)。
5.根据权利要求1所述的一种带密封和防爆功能的拼接式3D打印粉缸，其特征在于，所述丝杠组件(3)包括丝杠(301)，且所述丝杠(301)的顶端与所述活塞(4)的底部之间连接，所述丝杠(301)且位于所述底板(1)的顶部套设有与所述丝杠(301)相配合的丝杠螺母(304)，所述丝杠螺母(304)的外侧套设有回转筒(305)，所述回转筒(305)的底部外侧套设有所述从动轮(9)，且所述回转筒(305)的外侧且位于所述从动轮(9)的底部套设有回转筒锁紧螺母(306)，所述回转筒(305)的外侧套设有轴承(307)，所述轴承(307)的外侧套设有与之相配合的丝杠轴承座(309)，且所述丝杠轴承座(309)的外侧与所述底板(1)固定连接，所述丝杠轴承座(309)的顶部设置有与所述轴承(307)相配合的轴承端盖(310)。
6.根据权利要求5所述的一种带密封和防爆功能的拼接式3D打印粉缸，其特征在于，所述丝杠(301)的顶端与所述活塞(4)的底部之间通过丝杠夹持座(302)连接，且所述丝杠夹持座(302)的顶部套设有与所述丝杠(301)相配合的丝杠锁紧螺母(303)。
7.根据权利要求5所述的一种带密封和防爆功能的拼接式3D打印粉缸，其特征在于，所述轴承(307)包括第一轴承和位于所述第一轴承顶部的第二轴承，且所述第一轴承与所述第二轴承之间设置有轴承间隔环(308)。
8.根据权利要求5所述的一种带密封和防爆功能的拼接式3D打印粉缸，其特征在于，所述活塞(4)的底部且位于所述丝杠(301)的两侧均设置有导柱(11)，且所述导柱(11)的顶端与所述活塞(4)连接，所述导柱(11)的底部贯穿所述底板(1)并延伸至所述底板(1)的底部。
9.根据权利要求8所述的一种带密封和防爆功能的拼接式3D打印粉缸，其特征在于，所述导柱(11)的顶端通过导柱夹持座(12)与所述活塞(4)的底部连接，所述底板(1)的两侧均开设有通孔，且所述通孔内均设置有与所述导柱(11)相配合的直线轴承(13)。
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