一种3D打印机刮刀用供气及冲洗装置

技术领域

本发明涉及3D打印设备技术领域，具体而言，涉及一种3D打印机刮刀用供气及冲洗装置。

背景技术

3D打印即快速成型技术的一种，又称增材制造，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。

现有的3D打印机中的刮刀装置在使用过程中，还需要外部气管提供气源，当外部气管出现故障时，影响气源的供应，从而影响刮刀装置的使用且刮刀每次使用后，都需要拆卸下来进行清洗，清洗完成后再将刮刀安装在设备上，操作繁琐，因此需要一种3D打印机刮刀用供气及冲洗装置解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种3D打印机刮刀用供气及冲洗装置，采用碱性电解水制气装置进行制气，可以给刮刀装置提供气源，且碱性电解水电解后的水也能对刮刀进行冲洗，并利用气体进行吹干，功能效果好，使用更方便。

本发明的实施例是这样实现的：

本申请实施例提供一种3D打印机刮刀用供气及冲洗装置，其包括打印机本体，上述打印机本体内设有打印腔体，上述打印腔体内设有刮刀装置、碱液电解水制气装置、碱液循环补充装置和用于对上述刮刀装置进行冲洗的冲洗装置，上述刮刀装置包括刮刀架、刮刀安装板和刮刀，上述刮刀安装板设于上述刮刀架上，上述刮刀安装板与上述刮刀架之间设有升降气缸，上述刮刀可拆卸设于上述刮刀安装板上，上述碱液电解水制气装置与上述升降气缸连通，上述碱液循环补充装置与上述碱液电解水制气装置连通，上述冲洗装置与上述碱液电解水制气装置的排水端连通。

在本发明的一些实施例中，上述碱液电解水制气装置包括一体化电解箱，上述一体化电解箱内设有第一腔体和第二腔体，上述第一腔体内设有碱性液体，上述第一腔体内两侧分别设置有阳性电极棒和阴性电极棒，上述阳性电极棒和上述阴性电极棒之间设有离子交换膜，上述第二腔体内设有氧气收集装置和氢气收集装置，上述氧气收集装置用于收集上述阳性电极棒制得的氧气，上述氢气收集装置用于收集上述阴性电极棒制得的氢气；

还包括气体控制阀组，上述氧气收集装置和上述氢气收集装置均与上述气体控制阀组连通，上述升降气缸与上述气体控制阀组连通。

在本发明的一些实施例中，上述氧气收集装置包括氧气碱液分离器、氧气存储罐和第一压力阀，上述氧气碱液分离器与上述阳性电极棒端设有第一收集管，上述氧气碱液分离器与上述氧气存储罐之间设有第一管路，上述氧气存储罐与上述气体控制阀组之间设有第二管路，上述第一压力阀设于上述氧气存储罐的端口，上述第二管路上设有第一截止阀。

在本发明的一些实施例中，上述氢气收集装置包括氢气碱液分离器、氢气存储罐和第二压力阀，上述氢气碱液分离器与上述阴性电极棒端设有第二收集管，上述氢气碱液分离器与上述氢气存储罐之间设有第三管路，上述氢气存储罐与上述气体控制阀组之间设有第四管路，上述第二压力阀设于上述氢气存储罐的端口，上述第四管路上设有第二截止阀。

在本发明的一些实施例中，上述气体控制阀组包括总管路，上述总管路的一端设有三通接头，上述第三管路和上述第四管路分别与上述三通接头连通，上述总管路的另一端与上述升降气缸连通，上述总管路上设有安全阀和调节阀。

在本发明的一些实施例中，还包括氮气保护装置，上述氮气保护装置包括氮气罐和氮气管，上述氮气管的一端与上述氮气罐连通，上述氮气管的另一端与上述总管路连通，上述氮气管与上述总管路之间设有调控阀门。

在本发明的一些实施例中，上述碱液循环补充装置包括碱液补充箱，上述碱液补充箱上分别设有碱液补充管和纯水补充管，上述碱液补充箱与上述碱液电解水制气装置之间设有碱液注入管，上述碱液注入管上设有止回阀，上述碱液电解水制气装置底部一侧设有碱液循环管，上述碱液循环管上设有碱液循环泵和碱液过滤器。

在本发明的一些实施例中，上述碱液补充箱上还设有搅拌装置，上述搅拌装置包括搅拌电机和搅拌轴，上述搅拌电机设于上述碱液补充箱上，上述搅拌轴的一端与上述搅拌电机的动力轴传动连接，上述搅拌轴的另一端延伸入上述碱液补充箱上。

在本发明的一些实施例中，上述冲洗装置包括水管和多个喷头组件，上述水管的一端与上述碱液电解水制气装置的排水端连通，上述水管上设有三通阀，任意一个上述喷头组件均包括安装架、冲洗喷头和摆动电机，上述安装架设于上述打印腔侧壁上，上述摆动电机设于上述安装架上，上述摆动电机的动力轴与上述冲洗喷头传动连接，任意一个上述冲洗喷头的进水口处设有软管，任意一个上述软管均与上述水管连通。

在本发明的一些实施例中，上述打印腔体内可拆卸设有废水收集箱，上述废水收集箱用于收集上述刮刀装置清洗后的废水；

还包括用于对上述刮刀装置吹气的气嘴，上述气嘴设于上述刮刀装置上，上述气嘴与上述碱液电解水制气装置连通。

相对于现有技术，本发明的实施例至少具有如下优点或有益效果：

打印机本体内设有打印腔体，可以用于安装刮刀装置等设备以及用于打印3D产品，刮刀装置包括刮刀架、刮刀安装板和刮刀，刮刀架设于打印腔体内，且位于打印平面的上方，刮刀安装板和刮刀依次套装在刮刀架上，从而完成刮刀总成的组装，碱液电解水制气装置和碱液循环补充装置组成制气循环系统，从而不断给升降气缸提供气源，使得升降气缸可以运动，从而驱动刮刀升降，调整刮刀底面与打印平面之间的距离，打印腔体内还设有用于对刮刀装置进行冲洗的冲洗装置，通过冲洗装置可以对使用后的刮刀进行冲洗，这样可以不需要频繁将刮刀拆卸下来进行清洗，提供使用便利性，且由于碱液电解水制气装置的存在，还可以利用制得的气体对清洗后的刮刀装置进行吹干，减少人员手动吹干的工作量，使用更加方便。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例的整体结构示意图；

图2为本发明实施例中碱液电解水制气装置、碱液循环补充装置和冲洗装置之间的连接关系图；

图3为本发明实施例中氧气收集装置、氢气收集装置和气体控制阀组的连接关系图。

图标：1-打印机装置，2-刮刀装置，21-刮刀架，22-刮刀安装板，23-刮刀，24-升降气缸，3-一体化电解箱，31-第一腔体，32-第二腔体，33-阳性电极棒，34-阴性电极棒，35-离子交换膜，36-氧气收集装置，361-氧气碱液分离器，362-氧气存储罐，363-第一压力阀，364-第一收集管，365-第一管路，366-第二管路，367-第一截止阀，37-氢气收集装置，371-氢气碱液分离器，372-氢气存储罐，373-第二压力阀，374-第二收集管，375-第三管路，376-第四管路，377-第二截止阀，38-气体控制阀组，381-总管路，382-安全阀，383-调节阀，39-氮气保护装置，391-氮气罐，392-氮气管，393-调控阀门，4-碱液补充箱，41-碱液补充管，42-纯水补充管，43-碱液注入管，44-止回阀，45-碱液循环管，46-碱液循环泵，47-碱液过滤器，5-搅拌装置，51-搅拌电机，52-搅拌轴，6-冲洗装置，61-水管，62-三通阀，63-安装架，64-冲洗喷头，65-摆动电机，7-气嘴，8-废水收集箱。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

实施例1

请参照图1-图3，本实施例提供一种3D打印机刮刀23用供气及冲洗装置6，其包括打印机本体，上述打印机本体内设有打印腔体，上述打印腔体内设有刮刀装置2、碱液电解水制气装置、碱液循环补充装置和用于对上述刮刀装置2进行冲洗的冲洗装置6，上述刮刀装置2包括刮刀架21、刮刀安装板22和刮刀23，上述刮刀安装板22设于上述刮刀架21上，上述刮刀安装板22与上述刮刀架21之间设有升降气缸24，上述刮刀23可拆卸设于上述刮刀安装板22上，上述碱液电解水制气装置与上述升降气缸24连通，上述碱液循环补充装置与上述碱液电解水制气装置连通，上述冲洗装置6与上述碱液电解水制气装置的排水端连通。

在本实施例中，打印机本体内设有打印腔体，可以用于安装刮刀装置2等设备以及用于打印3D产品，刮刀装置2包括刮刀架21、刮刀安装板22和刮刀23，刮刀架21设于打印腔体内，且位于打印平面的上方，刮刀安装板22和刮刀23依次套装在刮刀架21上，从而完成刮刀23总成的组装，碱液电解水制气装置和碱液循环补充装置组成制气循环系统，从而不断给升降气缸24提供气源，使得升降气缸24可以运动，从而驱动刮刀23升降，调整刮刀23底面与打印平面之间的距离，打印腔体内还设有用于对刮刀装置2进行冲洗的冲洗装置6，通过冲洗装置6可以对使用后的刮刀23进行冲洗，这样可以不需要频繁将刮刀23拆卸下来进行清洗，提供使用便利性，且由于碱液电解水制气装置的存在，还可以利用制得的气体对清洗后的刮刀装置2进行吹干，减少人员手动吹干的工作量，使用更加方便。

进一步的，上述碱液电解水制气装置包括一体化电解箱3，上述一体化电解箱3内设有第一腔体31和第二腔体32，上述第一腔体31内设有碱性液体，上述第一腔体31内两侧分别设置有阳性电极棒33和阴性电极棒34，上述阳性电极棒33和上述阴性电极棒34之间设有离子交换膜35，上述第二腔体32内设有氧气收集装置36和氢气收集装置37，上述氧气收集装置36用于收集上述阳性电极棒33制得的氧气，上述氢气收集装置37用于收集上述阴性电极棒34制得的氢气。氧气收集装置36包括氧气碱液分离器361、氧气存储罐362和第一压力阀363，上述氧气碱液分离器361与上述阳性电极棒33端设有第一收集管364，上述氧气碱液分离器361与上述氧气存储罐362之间设有第一管路365，上述氧气存储罐362与上述气体控制阀组38之间设有第二管路366，上述第一压力阀363设于上述氧气存储罐362的端口，上述第二管路366上设有第一截止阀367。在使用时，氧气碱液分离器361可以过滤氧气中的碱性液体，保证氧气的纯净度，然后通过第一管路365送入氧气存储罐362内进行存储，第一压力阀363可以用于监测氧气存储罐362内的氧气压力，第一截止阀367则可以用于控制第二管路366的通断，从而调整氧气的输出量。上述氢气收集装置37包括氢气碱液分离器371、氢气存储罐372和第二压力阀373，上述氢气碱液分离器371与上述阴性电极棒34端设有第二收集管374，上述氢气碱液分离器371与上述氢气存储罐372之间设有第三管路375，上述氢气存储罐372与上述气体控制阀组38之间设有第四管路376，上述第二压力阀373设于上述氢气存储罐372的端口，上述第四管路376上设有第二截止阀377。在使用时，氢气碱液分离器371可以过滤氢气中的碱性液体，保证氢气的纯净度，然后通过第三管路375送入氢气存储罐372内进行存储，第二压力阀373可以用于监测氢气存储罐372内的氢气压力，第二截止阀377则可以用于控制第二管路366的通断，从而调整氢气的输出量。

还包括气体控制阀组38，上述氧气收集装置36和上述氢气收集装置37均与上述气体控制阀组38连通，上述升降气缸24与上述气体控制阀组38连通。

在本实施例中，采用一体化电解箱3的设定，可以使得碱液电解水制气装置整体模块化，体积更加紧凑小巧，使用也更加方便。

在使用时，一体化电解箱3内设有第一腔体31和第二腔体32，其中第一腔体31可以作为电解池槽，第二腔体32可以作为设备腔，用于安装气体收集装置；具体的，第一腔体31内装有碱性液体，作为电解液，且第一腔体31内设有阳性电极棒33和阴性电极棒34，阳性电极棒33和阴性电极棒34分别与打印机本体内的电源正负极连接，从而利用氧化还原反应，使得阳性电极棒33端产生氧气，而阴性电极棒34端产生氢气，阳性电极棒33和阴性电极棒34之间设有离子交换膜35，可以用于阻止两极区产生的物质接触，防止发生化学反应，同时起到平衡电荷的作用，从而提高氢气与氧气的制备效率，然后分别通过第二腔体32内的氧气收集装置36和氢气收集装置37收集氧气和氢气，并进行存储，从而给刮刀装置2供气，减少外部气源的使用，通过气体控制阀组38进行控制，使得碱液电解水制气装置可以稳定对升降气缸24平稳供气，使刮刀23升降调节更稳定。

进一步的，上述气体控制阀组38包括总管路381，上述总管路381的一端设有三通接头，上述第三管路375和上述第四管路376分别与上述三通接头连通，上述总管路381的另一端与上述升降气缸24连通，上述总管路381上设有安全阀382和调节阀383。

在使用时，总管路381将氧气收集装置36、氢气收集装置37和刮刀装置2上的升降气缸24连通，构成一个供气回路，总管上设有安全阀382和调节阀383，可以灵活控制总管内的氧气或氢气的输出压力，以满足升降气缸24升降使用，在实际使用过程中，氧气和氢气可以交替使用，从而保证气源供应充足。

进一步的，还包括氮气保护装置39，上述氮气保护装置39包括氮气罐391和氮气管392，上述氮气管392的一端与上述氮气罐391连通，上述氮气管392的另一端与上述总管路381连通，上述氮气管392与上述总管路381之间设有调控阀门393。

氮气罐391可以存储氮气，并通过氮气管392输送给总管，而调控阀门393则可以用于控制氮气管392内的氮气输送状况，通过输送氮气一方面可以检测系统的密闭性，另一方面也能起到保护作用，降低氧气与氢气的混合含量。

在实际使用时，当采用氧气作为刮刀装置2的供气源时，可以打开第二管路366上的第一截止阀367，将第四管路376上的第二截止阀377闭合，氮气管392上的调控阀门393关闭，这样就可以使氧气存储罐362内的氧气从第一管路365流到总管路381上，然后通过总管路381流向刮刀装置2；当切换到氢气作为刮刀装置2的供气源时，可以将第二管路366上的第一截止阀367关闭，此时第四管路376上的第二截止阀377仍保持关闭状态，然后打开氮气管392上的调控阀门393，将总管路381上的氧气排出，然后关闭调控阀门393，打开第二截止阀377，使氢气通过第二管路366流到总管路381上，然后通过总管路381流向刮刀装置2；另外也可以使得氢气、氧气和氮气三者混合作为供气源，然后给刮刀装置2提供动能，具体可以更具供气状况灵活使用。

需要说明的是，上述第二管路366、第四管路376、氮气管392和总气管上均设有放空阀，用于排出管路内的气体，以便于设备的检修与维护。

实施例2

请参照图1-图3，本实施例在上述实施例1的基础上，上述碱液循环补充装置包括碱液补充箱4，上述碱液补充箱4上分别设有碱液补充管41和纯水补充管42，上述碱液补充箱4与上述碱液电解水制气装置之间设有碱液注入管43，上述碱液注入管43上设有止回阀44，上述碱液电解水制气装置底部一侧设有碱液循环管45，上述碱液循环管45上设有碱液循环泵46和碱液过滤器47。

在本实施例中，碱液补充箱4上分别设有碱液补充管41和纯水补充管42，从而可以通过碱液补充管41向碱液补充箱4内补充碱性液体，然后通过纯水补充管42向碱液补充箱4内补充纯水，然后使纯水和碱性液体在碱液补充箱4内进行混合，得到电解用电解液，然后通过碱液注入管43补充到碱液电解水制气装置内，具体补充到第二腔体32内，碱液注入管43上设有止回阀44，可以防止注入过程中碱性液体回流，保证装置运行的安全性。

此外碱液电解水制气装置底部一侧设有碱液循环管45，且碱液循环管45上设有碱液循环泵46和碱液过滤器47，可以将第二腔体32内电解后的电解水排出，并经过碱液过滤器47过滤杂质，然后送入碱液补充箱4内，进行重新混合，然后送入第二腔体32内，构成一个循环回路，从而保证电解水的浓度合适，以保证气体供应不断。

在本实施例的一些实施方式中，经过过滤后的电解水也能给冲洗装置6供水，然后通过冲洗装置6对刮刀装置2进行冲洗，电解水呈碱性，从而更好地对刮刀装置2进行冲洗，提高刮刀装置2的冲洗效果。

进一步，上述碱液补充箱4上还设有搅拌装置5，上述搅拌装置5包括搅拌电机51和搅拌轴52，上述搅拌电机51设于上述碱液补充箱4上，上述搅拌轴52的一端与上述搅拌电机51的动力轴传动连接，上述搅拌轴52的另一端延伸入上述碱液补充箱4上。

通过搅拌装置5对碱液补充箱4内的混合液体进行搅拌，使纯水与碱性液体混合均匀，保证电解水的浓度合适。

实施例3

请参照图1-图3，本实施例在上述一些实施例的基础上，上述冲洗装置6包括水管61和多个喷头组件，上述水管61的一端与上述碱液电解水制气装置的排水端连通，上述水管61上设有三通阀62，任意一个上述喷头组件均包括安装架63、冲洗喷头64和摆动电机65，上述安装架63设于上述打印腔侧壁上，上述摆动电机65设于上述安装架63上，上述摆动电机65的动力轴与上述冲洗喷头64传动连接，任意一个上述冲洗喷头64的进水口处设有软管，任意一个上述软管均与上述水管61连通。

在本实施例中，刮刀安装板22上还设有冲洗装置6，可以用于对刮刀23进行冲洗，冲洗装置6包括水管61和多个喷头组件，水管61上设有三通阀62，通过三通阀62将水管61的一端与碱液循环管45连通，然后控制电解水的流动状况，如果需要冲洗时，则使碱液循环管45流向水管61的一端开启，从而给冲洗装置6供水，然后从喷头组件喷出对刮刀装置2冲洗，若不需要冲洗时，则使碱液循环管45流向水管61的一端关闭，使电解水循环流入碱液补充箱4内，进行碱液的循环使用。

具体的，喷头组件包括安装架63、冲洗喷头64和摆动电机65组成，安装架63可以给冲洗喷头64和摆动电机65提供支撑，使得摆动电机65能带动冲洗喷头64进行转动，提高冲洗范围，另外也能减少喷头组件的安装数量，实用性好。

在其中一个实例中，上述打印腔体内可拆卸设有废水收集箱8，上述废水收集箱8用于收集上述刮刀装置2清洗后的废水，以保证打印腔体内的整洁性，避免废水流入地面。

在本实施例的一些实施方式中，还包括用于对上述刮刀装置2吹气的气嘴7，上述气嘴7设于上述刮刀装置2上，上述气嘴7与上述碱液电解水制气装置连通。

在使用时，可以通过气嘴7喷出气体，对冲洗后的刮刀装置2进行吹干，使刮刀装置2快速干燥，提高使用便利性。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。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。