一种用于混合粉末的装置及3D打印机的制作方法

本技术涉及金属3d打印机的领域，尤其是涉及一种用于混合粉末的装置及3d打印机。

背景技术：

1、3d金属打印机是一种用于物理学、工程与技术科学基础学科、机械工程领域的科学仪器，利用激光熔融技术将金属粉末熔化，形成功能性实体部件，是全数字化快速成型制造工艺，直接根据三维cad分层的各界面数据生产全高密度金属零件，熔化金属层厚度从20微米到100微米，金属快速成型。3d打印机在制造零件时，需要先将金属粉末混合，然后再运输并铺设于成型用缸体中，使用刮板使金属粉末层分布均匀，然后在严格控制的空气环境中分别熔化各金属层，最后得到实体部件。

2、但相关技术中，将金属粉末混合时，常采用单独的粉末混合设备，通过旋转、搅拌的方式混合粉末，或通过设备风机吹出气流带动粉末在密闭的环境中进行混合，不便于集成于3d打印机上，且混合均匀性及效率不佳。

技术实现思路

1、为了便于集成于3d打印机上，且提高混合均匀性及效率，本技术提供一种用于混合粉末的装置及3d打印机。

2、第一方面，本技术提供的一种用于混合粉末的装置采用如下的技术方案：

3、一种用于混合粉末的装置，包括粗混组件和精混组件；

4、所述粗混组件包括料管、第一柔性管、聚料斗和第一振动件，所述料管设置有多组，每组所述料管有多根，所述料管的顶端用于导入金属粉末，所述料管的底端通过第一柔性管汇聚至聚料斗中，所述聚料斗设有多个，每个所述聚料斗对应一组料管，所述第一振动件设置于料管上且有多个，每个所述第一振动件与每组料管一一对应设置，所述第一振动件用于控制对应组别料管的振动；

5、所述聚料斗的底端与精混组件对接，所述精混组件用于对经聚料斗混合后的金属粉末进行二次混合，所述精混组件包括安装架，所述安装架安装于金属3d打印机上。

6、通过采用上述技术方案，聚料斗能够对每组金属粉末进行粗混，且通过第一振动件辅助金属粉末从料管中落下，有助于提高混合效率；金属粉末经过聚料斗粗混后，再通过精混组件进一步混合，双重混合，有助于提高混合均匀性；且通过第一柔性管的设置，能够配合第一振动件的使用；同时转刚性连接为柔性连接，也增加了设备使用寿命。另外，本技术的用于混合粉末的装置便于通过安装架集成于金属3d打印机上。

7、可选的，所述精混组件还包括混粉罐、第二柔性管和第二振动件；所述混粉罐设置于安装架上且与聚料斗对应设置，所述混粉罐的两端与安装架柔性连接，所述混粉罐的顶端与聚料斗的底端连通，所述混粉罐的底端与第二柔性管连通；所述第二振动件设置于安装架上。

8、通过采用上述技术方案，聚料斗粗混后的金属粉末进入混粉罐中，在第二振动件的作用下，带动安装架震动，进而带动混粉罐震动，从而对混粉罐中经过聚料斗粗合后的金属粉末进行进一步混合，提高混合均匀性和一致性。第二柔性管的设置，能够配合第二振动件的使用，转刚性连接为柔性连接，进一步增加设备使用寿命。

9、可选的，所述第一振动件为第一振动电机，所述第一振动件通过安装组件固定于料管上；

10、所述安装组件的数量与第一振动件的数量相同，所述安装组件包括固定板和固定抱箍，每组所述料管通过对应的固定抱箍连接于同一块所述固定板上，所述第一振动件固定安装于对应的固定板上。

11、通过采用上述技术方案，每个第一振动电机通过固定板对应一组料管，负责对应组别料管的同步振动，且通过固定抱箍进行固定，安装组件整体结构简单、紧凑，便于实现多根料管振动下料。

12、可选的，所述安装架包括振动板、两块竖板和两块横板，所述竖板和横板依次连接形成框架结构，所述混粉罐设置于框架结构内；

13、两块所述竖板相互远离的侧壁上固定连接有安装侧耳，所述安装侧耳的底面上固定连接有减震垫；

14、所述振动板的两端分别与两块竖板固定连接，所述第二振动件为第二振动电机，所述第二振动电机固定安装于振动板上。

15、通过采用上述技术方案，金属粉末进入混粉罐中后，第二振动件通过振动板将振动传递至安装架上，进而实现对所有混粉罐中的金属粉末进行二次混合。安装侧耳的设置，便于实现与金属3d打印机的连接与集成，同时减震垫起到减震作用。

16、可选的，所述混粉罐的两端均固定连接有柔性套筒，所述混粉罐的两端通过柔性套筒分别与聚料斗和第二柔性管连通；

17、所述横板包括并列设置的第一单元板和第二单元板，所述第一单元板和第二单元板的端部通过螺栓可拆卸连接于竖板的端面上，所述横板上开设有供柔性套筒穿过的安装通槽，所述安装通槽同时位于第一单元板和第二单元板上。

18、通过采用上述技术方案，柔性套筒的设置，便于实现混粉罐与安装架的柔性连接。对安装架进行安装时，先将第一单元板和第二单元板向相互靠近的方向移动，直至混粉罐两端的柔性套筒穿过安装通槽，再将第一单元板和第二单元板的两端固定于竖板上，安装操作简单、方便。

19、可选的，所述柔性套筒上设置有限位凸台，所述第一单元板和第二单元板的板面与限位凸台抵接。

20、通过采用上述技术方案，限位凸台的设置，一方面能够对横板进行定位，便于第一单元板和第二单元板配合安装；另一方面能够对横板的竖直方向进行限位，从而在长期的振动作用下，提高安装架和混粉罐相对安装的稳定性。

21、可选的，两块所述横板相互靠近的一面上设置有多根加强筋，所述加强筋与混粉罐依次间隔设置，同一根所述加强筋通过螺栓可拆卸连接于第一单元板和第二单元板上。

22、通过采用上述技术方案，由于安装架和混粉罐常处于持续振动状态，因此加强筋的设置，一方面能够提高横板整体结构的稳定性，另一方面，也使得安装通槽的形态固定，进而使得横板与柔性套筒的卡接稳定，便于整体装置的长期使用。

23、可选的，还包括转粉机构和转运瓶，所述转粉机构包括第一升降板、取粉筒、转运瓶和密封结构；

24、所述第一升降板升降设置于金属3d打印机上，所述取粉筒的数量与第二柔性管的数量对应设置，所述取粉筒固定安装于第一升降板上，所述取粉筒的顶端对应位于第二柔性管的正下方，且所述取粉筒的底端贯穿第一升降板后通过密封结构与转运瓶对接；

25、所述取粉筒内固定设置有第一驱动杆，所述第一驱动杆的顶端固定连接有封堵活塞，所述封堵活塞可随第一升降板上升至封堵第二柔性管顶端与混粉罐的连通处，此时所述密封结构封闭；所述第一驱动杆的底端可随第一升降板下降至与密封结构配合使用，此时所述密封结构打开。

26、通过上述技术方案，当金属粉末在混粉罐中混合均匀后，通过第一升降板下降，从而使第一驱动杆下降，第一驱动杆的底端则下降至与密封结构配合使用，将密封结构打开，此时金属粉末从混粉罐中依次通过第二柔性管、取粉筒和密封结构，而后进入转运瓶中。当转运瓶取粉结束后，升降板上升至复位，封堵活塞随第一升降板上升至封堵第二柔性管顶端与混粉罐的连通处，混粉罐中继续储蓄金属粉末，密封结构也复位至重新封闭，从而使得转运瓶中的金属粉末密封，减少金属粉末扬出，进而减少安全隐患。

27、可选的，所述密封结构包括连接板、下料仓、密封塞和复位弹簧，所述连接板连接于金属3d打印机上，所述下料仓固定设置于连接板的上方，所述转运瓶螺纹连接于连接板的底面上，所述转运瓶顶端的开口贯穿连接板且与下料仓底端的开口连通；

28、所述下料仓的顶端呈锥形设置用于与取粉筒的底部对接，所述下料仓的顶端内通过支板固定连接有限位筒，所述密封塞设置于下料仓内，所述密封塞内固定连接有升降杆，所述升降杆的顶端固定连接有活动塞，所述活动塞位于限位筒内；

29、所述复位弹簧套设于升降杆上，所述复位弹簧的底端与密封塞的内部固定连接，所述复位弹簧靠近上端的侧壁通过连接件与下料仓的内部固定连接；

30、所述第一驱动杆的底端可随第一升降板下降至与活动塞抵接并推动密封塞下移，形成所述下料仓与转运瓶连通的通道；所述封堵活塞随第一升降板上升至封堵第二柔性管顶端与混粉罐的连通处时，所述密封塞复位，此时所述密封塞封堵下料仓底端的开口。

31、通过采用上述技术方案，第一驱动杆与密封结构配合使用的过程为：第一驱动杆的底端下降至推动活动塞，活动塞在限位筒内下降，此时复位弹簧伸长，升降杆和密封塞一同下降，密封塞和下料仓之间形成通道，该通道与转运瓶的瓶口连通，金属粉末从第二柔性管内进入下料仓内，再沿着密封塞周侧的边缘，即密封塞和下料仓之间形成通道的位置处，落入转运瓶中，实现混合后粉末的取料。取料完成后，第一驱动杆上升，在复位弹簧的作用下，活动塞、升降杆和密封塞一同上升至复位，密封结构由打开状态恢复至密封状态，实现转运瓶中的金属粉末密封。此时可通过后续工序移走连接板，进而将转运瓶移走至指定位置，将转运瓶中混合后的金属粉末取出进行后续加工。每块连接板上的转运瓶移走后，下一块连接板上的转运瓶通过后续工序移动至取粉筒下方，实现间歇式继续取料。

32、第二方面，本技术提供的一种金属3d打印机采用如下技术方案：

33、一种金属3d打印机，包括上述的用于混合粉末的装置。

34、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

35、1.聚料斗能够对每组金属粉末进行粗混，且通过第一振动件辅助金属粉末从料管中落下，有助于提高混合效率；金属粉末经过聚料斗粗混后，再通过精混组件进一步混合，双重混合，有助于提高混合均匀性；另外，本技术的用于混合粉末的装置便于通过安装架集成于金属3d打印机上；

36、2.第一柔性管、第二柔性管和柔性套筒的设置，能够配合第一振动组件和第二振动件的使用，转刚性连接为柔性连接，增加设备使用寿命；且安装架包括横板、竖板和加强筋，横板包括第一单元板和第二单元板，安装架的整体结构简单、稳定性稿，且安装便捷；

37、3.通过第一驱动杆的升降，能够兼顾混粉罐储料、密封结构密封，以及混粉罐下料、密封结构打开的作用，结构简单、巧妙；且转运瓶安装方便，每块连接板上的转运瓶取料完成后，下一块连接板上的转运瓶能够间歇式继续取料，效率高；通过密封结构的自动密封，即使转运瓶的瓶口朝下，也不会出现金属粉末泄露，能够减少产生的安全隐患。