一种用于3D打印的金属粉末喷涂装置及其操作方法

技术领域

本发明涉及金属打印技术领域，特别涉及一种用于3D打印的金属粉末喷涂装置及其操作方法。

背景技术

3D打印(3DP)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。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。所谓的3D打印机与普通打印机工作原理基本相同，只是打印材料有些不同，普通打印机的打印材料是墨水和纸张，而3D打印机内装有金属、陶瓷、塑料、砂等不同的“打印材料”，是实实在在的原材料，打印机与电脑连接后，通过电脑控制可以把“打印材料”一层层叠加起来，最终把计算机上的蓝图变成实物。通俗地说，3D打印机是可以“打印”出真实的3D物体的一种设备。3D打印存在着许多不同的技术。它们的不同之处在于以可用的材料的方式，并以不同层构建创建部件。3D打印常用材料有尼龙玻纤、耐用性尼龙材料、石膏材料、铝材料、钛合金、不锈钢、镀银、镀金、橡胶类材料。现有技术下的3D打印机在使用金属材料粉末进行打印的过程中容易出现喷涂装置设备喷头过热影响打印效果的问题出现，同时打印过程中容易出现粉末浪费，增加了成本，清理也更加的困难。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于3D打印的金属粉末喷涂装置及其操作方法，具有多种散热结合效果佳以及回粉降低生产成本、减轻清理难度的优点，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种用于3D打印的金属粉末喷涂装置，包括主机箱体，所述主机箱体的顶部正面设置有控制面板，主机箱体的内部设置有打印内腔，打印内腔的正面设置有箱体舱门，打印内腔的左右两侧以及箱体舱门的正面均设置有可视窗口，打印内腔的底部设置有下箱体，下箱体的内部设置有抽拉粉盒，打印内腔远离箱体舱门的一侧的内壁上设置有回粉风扇，回粉风扇的出风口通过管道与抽拉粉盒相连通，打印内腔的底面上方设置有方形打印平台，打印平台的上方设置有打印组件，打印平台的方形顶角四周设置有升降立杆。

进一步的，所述升降立杆垂直设置于打印内腔的内底面上，升降立杆设置有四根，升降立杆两根为一组于打印平台的左右两侧各设有一组，每组升降立杆上均设置有升降轴，升降轴的两端可滑动连接在升降立杆上，升降轴的一端上设置有升降机，左右两侧的升降轴为平行设置，两个升降轴的内部均开设有滑槽，两个滑槽的内部均滑动设置有滑块，左右两侧的滑块上连接有水平滑杆，其中一个滑块远离水平滑杆的一侧设置有移动电机，水平滑杆上滑动设置有移动小车，移动小车上固定链接有打印组件。

进一步的，所述打印组件包括有固定板、安装板、粉料挤出模组、入粉管、水冷组件和喷涂组件，固定板整体呈“L”型设置，固定板的短边固定连接在移动小车的顶面上，固定板的顶面上设置有安装板，安装板上开设有第一连接孔，固定板上开设有第二连接孔，安装板与固定板之间使用螺栓通过第一连接孔和第二连接孔可拆卸链接，安装板的顶面上设置有粉料挤出模组，安装板上开设有安装孔，安装孔开设于粉料挤出模组的下方，粉料挤出模组的顶面上连接有入粉管，粉料挤出模组的侧面设置有水冷组件，安装板的底面上连接有喷涂组件，喷涂组件设置于粉料挤出模组的正下方。

进一步的，所述水冷组件包括有冷却水箱、出水管、入水管和环绕水管冷却水箱固定设置于安装板的顶面上，冷却水箱的左右侧分别连接有出水管以及入水管，环绕水管设置于安装板的下方，环绕水管环绕设置于喷涂组件的外围，出水管远离冷却水箱的一端连接于环绕水管的下端，入水管远离冷却水箱的一端连接于环绕水管的上端。

进一步的，所述喷涂组件包括有安装接头、散热片、加热块、喷嘴、连接管和隔热块，喷涂组件的顶部设置有安装接头，安装接头穿过安装孔并与粉料挤出模组相连接，喷涂组件的外部设置有散热片，环绕水管环绕设置于散热片的外部，散热片的内部设置有连接管，散热片的底部设置有隔热块，隔热块的下方连接有加热块，加热块远离隔热块的一侧连接有喷嘴。

进一步的，所述喷嘴通过连接管以及安装接头与粉料挤出模组相连通。

进一步的，所述安装板的底面上的一侧设置有支撑架，支撑架的内部设置有散热风扇，散热风扇的出风口设置于散热片的侧面。

本发明要解决的另一技术问题是提供一种用于3D打印的金属粉末喷涂装置的操作方法，包括如下步骤：

步骤一：通过控制面板将主机箱体与工作电脑相连接，于电脑上找到所需要打印的产品的模型切片建模文件，将模型切片建模文件发送至主机箱体，操纵控制面板寻找所需打印的产品的模型切片建模文件，寻找到文件后启动主机箱体进行模型打印；

步骤二：移动电机、升降机和移动小车在主机箱体的控制下，根据需要打印的产品的模型切片建模文件的行走路径进行工作，协同工作带动打印组件在三轴的方向上进行移动进行喷涂打印；

步骤三：金属材料粉末通过入粉管进入粉料挤出模组的内部，粉料挤出模组根据需要打印的产品的模型切片建模文件的耗材挤出量对金属材料粉末进行挤出，金属材料粉末通过连接管进入加热块，经过加热的金属材料粉末通过喷嘴喷出，喷出的金属材料粉末根据打印组件的行走路径于打印平台上进行喷涂打印；

步骤四：在喷涂打印的同时，水冷组件进行工作，将冷却液通过出水管注入环绕水管的内部，对散热片进行散热，经过散热导致升温的冷却水通过入水管进入冷却水箱，冷却后循环使用，散热风扇同步进行工作，对环绕水管以及散热片进行散热；

步骤五：在喷涂打印和降温散热的同时，回粉风扇工作，将漂浮在打印内腔内部的金属材料粉末进行吸入回收，吸入回收的金属材料粉末储存于抽拉粉盒的内部；

步骤六：喷涂结束后，打开箱体舱门取出喷涂打印的产品，完成喷涂打印。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1.本发明提出的用于3D打印的金属粉末喷涂装置及其操作方法，打印内腔远离箱体舱门的一侧的内壁上设置有回粉风扇，回粉风扇的出风口通过管道与抽拉粉盒相连通，回粉风扇以及抽拉粉盒的设置，可以将漂浮在打印内腔内部的金属材料粉末进行吸入回收，吸入回收的金属材料粉末储存于抽拉粉盒的内部避免打印完成后取件时会空气中的粉末被人吸入，同时抽拉粉盒中的金属材料粉末可以循环二次使用，降低生产成本。

2.本发明提出的用于3D打印的金属粉末喷涂装置及其操作方法，粉料挤出模组的侧面设置有水冷组件，环绕水管环绕设置于喷涂组件的外围，水冷组件对散热片进行散热，水冷组件循环对喷涂组件进行降温，在对保证降温效果的同时，对冷却液的循环使用降低了能耗，降低打印成本，提高打印效果，延长设备使用寿命。

3.本发明提出的用于3D打印的金属粉末喷涂装置及其操作方法，散热风扇的出风口设置于散热片的侧面，散热风扇在打印的同时，同步进行工作，对环绕水管以及散热片进行散热，散热风扇的设置进一步的提高了对喷涂组件的散热效果，提高喷涂打印的精度，延长喷涂组件的使用寿命。

附图说明

图1为本发明的整体结构示意图；

图2为本发明的打印内腔结构示意图；

图3为本发明的打印组件结构示意图；

图4为本发明的水冷组件结构示意图；

图5为本发明的喷涂组件结构示意图；

图6为本发明的喷涂组件结构分解示意图；

图7为本发明的安装板底部结构示意图；

图8为本发明的固定板结构示意图。

图中：1、主机箱体；2、箱体舱门；3、下箱体；4、控制面板；5、打印内腔；6、抽拉粉盒；7、升降立杆；8、升降轴；9、滑槽；10、移动电机；11、升降机；12、滑块；13、打印组件；14、移动小车；15、水平滑杆；16、回粉风扇；17、打印平台；18、可视窗口；19、固定板；20、安装板；21、粉料挤出模组；22、入粉管；23、水冷组件；24、喷涂组件；25、冷却水箱；26、出水管；27、入水管；28、环绕水管；29、安装接头；30、散热片；31、加热块；32、喷嘴；33、连接管；34、隔热块；35、散热风扇；36、支撑架；37、安装孔；38、第一连接孔；39、第二连接孔。

具体实施方式

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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1-8，一种用于3D打印的金属粉末喷涂装置，包括主机箱体1，主机箱体1的顶部正面设置有控制面板4，主机箱体1的内部设置有打印内腔5，打印内腔5的正面设置有箱体舱门2，打印内腔5的左右两侧以及箱体舱门2的正面均设置有可视窗口18，打印内腔5的底部设置有下箱体3，下箱体3的内部设置有抽拉粉盒6，打印内腔5远离箱体舱门2的一侧的内壁上设置有回粉风扇16，回粉风扇16的出风口通过管道与抽拉粉盒6相连通，打印内腔5的底面上方设置有方形打印平台17，打印平台17的上方设置有打印组件13，打印平台17的方形顶角四周设置有升降立杆7，回粉风扇16以及抽拉粉盒6的设置，在喷涂打印和降温散热的同时，回粉风扇16工作，将漂浮在打印内腔5内部的金属材料粉末进行吸入回收，吸入回收的金属材料粉末储存于抽拉粉盒6的内部，对粉末进行回收，避免打印完成后取件时会空气中的粉末被人吸入，同时抽拉粉盒6中的金属材料粉末可以循环二次使用，降低生产成本。

升降立杆7垂直设置于打印内腔5的内底面上，升降立杆7设置有四根，升降立杆7两根为一组于打印平台17的左右两侧各设有一组，每组升降立杆7上均设置有升降轴8，升降轴8的两端可滑动连接在升降立杆7上，升降轴8的一端上设置有升降机11，左右两侧的升降轴8为平行设置，两个升降轴8的内部均开设有滑槽9，两个滑槽9的内部均滑动设置有滑块12，左右两侧的滑块12上连接有水平滑杆15，其中一个滑块12远离水平滑杆15的一侧设置有移动电机10，水平滑杆15上滑动设置有移动小车14，移动小车14上固定链接有打印组件13，移动电机10、升降机11和移动小车14在主机箱体1的控制下，根据需要打印的产品的模型切片建模文件的行走路径进行工作，协同工作带动打印组件13在三轴的方向上进行移动进行喷涂打印。

打印组件13包括有固定板19、安装板20、粉料挤出模组21、入粉管22、水冷组件23和喷涂组件24，固定板19整体呈“L”型设置，固定板19的短边固定连接在移动小车14的顶面上，固定板19的顶面上设置有安装板20，安装板20上开设有第一连接孔38，固定板19上开设有第二连接孔39，安装板20与固定板19之间使用螺栓通过第一连接孔38和第二连接孔39可拆卸链接，安装板20的顶面上设置有粉料挤出模组21，安装板20上开设有安装孔37，安装孔37开设于粉料挤出模组21的下方，粉料挤出模组21的顶面上连接有入粉管22，粉料挤出模组21的侧面设置有水冷组件23，安装板20的底面上连接有喷涂组件24，喷涂组件24设置于粉料挤出模组21的正下方。

水冷组件23包括有冷却水箱25、出水管26、入水管27和环绕水管28冷却水箱25固定设置于安装板20的顶面上，冷却水箱25的左右侧分别连接有出水管26以及入水管27，环绕水管28设置于安装板20的下方，环绕水管28环绕设置于喷涂组件24的外围，出水管26远离冷却水箱25的一端连接于环绕水管28的下端，入水管27远离冷却水箱25的一端连接于环绕水管28的上端，在喷涂打印的同时，水冷组件23进行工作，将冷却液通过出水管26注入环绕水管28的内部，对散热片30进行散热，经过散热导致升温的冷却水通过入水管27进入冷却水箱25，冷却后循环使用，水冷组件23循环对喷涂组件24进行降温，在对保证降温效果的同时，对冷却液的循环使用降低了能耗，降低打印成本，提高打印效果，延长设备使用寿命。

喷涂组件24包括有安装接头29、散热片30、加热块31、喷嘴32、连接管33和隔热块34，喷涂组件24的顶部设置有安装接头29，安装接头29穿过安装孔37并与粉料挤出模组21相连接，喷涂组件24的外部设置有散热片30，环绕水管28环绕设置于散热片30的外部，散热片30的内部设置有连接管33，散热片30的底部设置有隔热块34，隔热块34的下方连接有加热块31，加热块31远离隔热块34的一侧连接有喷嘴32，喷嘴32通过连接管33以及安装接头29与粉料挤出模组21相连通。

安装板20的底面上的一侧设置有支撑架36，支撑架36的内部设置有散热风扇35，散热风扇35的出风口设置于散热片30的侧面，散热风扇35在打印的同时，同步进行工作，对环绕水管28以及散热片30进行散热，散热风扇35的设置进一步的提高了对喷涂组件24的散热效果，提高喷涂打印的精度，延长喷涂组件24的使用寿命。

为了更好的展现用于3D打印的金属粉末喷涂装置，本实施例现提出一种用于3D打印的金属粉末喷涂装置的操作方法，包括以下步骤：

步骤一：通过控制面板4将主机箱体1与工作电脑相连接，于电脑上找到所需要打印的产品的模型切片建模文件，将模型切片建模文件发送至主机箱体1，操纵控制面板4寻找所需打印的产品的模型切片建模文件，寻找到文件后启动主机箱体1进行模型打印；

步骤二：移动电机10、升降机11和移动小车14在主机箱体1的控制下，根据需要打印的产品的模型切片建模文件的行走路径进行工作，协同工作带动打印组件13在三轴的方向上进行移动进行喷涂打印；

步骤三：金属材料粉末通过入粉管22进入粉料挤出模组21的内部，粉料挤出模组21根据需要打印的产品的模型切片建模文件的耗材挤出量对金属材料粉末进行挤出，金属材料粉末通过连接管33进入加热块31，经过加热的金属材料粉末通过喷嘴32喷出，喷出的金属材料粉末根据打印组件13的行走路径于打印平台17上进行喷涂打印；

步骤四：在喷涂打印的同时，水冷组件23进行工作，将冷却液通过出水管26注入环绕水管28的内部，对散热片30进行散热，经过散热导致升温的冷却水通过入水管27进入冷却水箱25，冷却后循环使用，散热风扇35同步进行工作，对环绕水管28以及散热片30进行散热；

步骤五：在喷涂打印和降温散热的同时，回粉风扇16工作，将漂浮在打印内腔5内部的金属材料粉末进行吸入回收，吸入回收的金属材料粉末储存于抽拉粉盒6的内部；

步骤六：喷涂结束后，打开箱体舱门2取出喷涂打印的产品，完成喷涂打印。

综上所述，本用于3D打印的金属粉末喷涂装置及操作方法，回粉风扇16以及抽拉粉盒6的设置，可以将漂浮在打印内腔5内部的金属材料粉末进行吸入回收，吸入回收的金属材料粉末储存于抽拉粉盒6的内部，对粉末进行回收，避免打印完成后取件时会空气中的粉末被人吸入，同时抽拉粉盒6中的金属材料粉末可以循环二次使用，降低生产成本，水冷组件23将冷却液通过出水管26注入环绕水管28的内部，对散热片30进行散热，经过散热导致升温的冷却水通过入水管27进入冷却水箱25，冷却后循环使用，水冷组件23循环对喷涂组件24进行降温，在对保证降温效果的同时，对冷却液的循环使用降低了能耗，降低打印成本，散热风扇35在打印的同时，同步进行工作，对环绕水管28以及散热片30进行散热，提高喷涂打印的精度，延长喷涂组件24的使用寿命。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。