复合材料打印设备的制作方法

本申请涉及3d打印设备，特别是涉及一种复合材料打印设备。

背景技术：

1、随着零部件对轻量化和力学性能等方面的要求越来越高，越来越多的零部件采用复合材料打造，上述复合材料由多种粉体材料打印形成。在现有技术中，通常仅仅能够实现多种不同材料的无序混合，无法构建不同材料有序排列的受控复合结构。进一步的，现有技术也只能通过喷嘴阵列喷射多种组分的膏体来实现复合结构的喷射沉积成形，但由于被喷射的膏体是流体，膏体在喷射、飞行和着床沉积过程中具有复杂不可控的形变过程，导致膏体的沉积表面不平整、边缘失真以及在三维零件内部形成孔隙等问题，进而极大地影响了打印精度。

技术实现思路

1、基于此，有必要提供一种复合材料打印设备，以解决现有技术无法构建不同材料有序排列且打印精度较高的复合结构的问题。

2、本申请提供的复合材料打印设备包括打印平台、驱动装置、激光发射装置、打印供粉装置、填充供粉装置和吸粉装置，打印供粉装置的数量为多个，多个打印供粉装置和填充供粉装置分别连接驱动装置，且驱动装置能够驱动任一打印供粉装置朝向打印平台铺设对应种类的打印粉体，以及，驱动装置能够驱动填充供粉装置朝向打印平台铺设惰性填充材料。激光发射装置能够朝向打印平台的预设位置发射激光并使铺设于打印平台预设位置的打印粉体固化成型，并且，惰性填充材料不能被激光发射装置固化成型。吸粉装置用于吸取打印平台上未被固化成型的打印粉体。

3、在其中一个实施例中，打印供粉装置包括定量供粉泵、第一粉仓、第二粉仓和多个导粉板，第一粉仓设于第二粉仓的上方，且多个导粉板一端分别连接第一粉仓的出粉口，另一端分别连接第二粉仓的进粉口，以使第一粉仓的出粉口能够通过多个导粉板分别连通第二粉仓的进粉口，定量供粉泵连通第一粉仓，以用于控制从第一粉仓进入第二粉仓的打印粉体的量。

4、在其中一个实施例中，定义打印供粉装置的宽度方向为第一预设方向a，第一预设方向a垂直于打印供粉装置的移动方向。多个导粉板连接第一粉仓的一端沿着第一预设方向a均匀间隔分布于第一粉仓的出粉口处，多个导粉板连接第二粉仓的一端沿着第一预设方向a均匀间隔分布于第二粉仓的进粉口处。

5、在其中一个实施例中，第一粉仓的出粉口沿着第一预设方向a的宽度小于打印平台沿着第一预设方向a的宽度，第二粉仓的进粉口沿着第一预设方向a的宽度和第二粉仓的出粉口沿着第一预设方向a的宽度均大于打印平台沿着第一预设方向a的宽度。

6、在其中一个实施例中，打印供粉装置靠近打印平台的一端还设有升降刮板，升降刮板沿着第一预设方向a延伸，以用于刮平铺设于打印平台的打印粉体或者惰性填充材料，并且，升降刮板连接有刮板升降电机，刮板升降电机能够驱动升降刮板沿着竖直方向移动，以调节升降刮板和打印平台的打印层之间的距离。

7、在其中一个实施例中，每一打印供粉装置均连接有一个吸粉装置。

8、在其中一个实施例中，复合材料打印设备还包括粗粉过滤器和细粉回收管，吸粉装置包括细粉抽吸泵和吸粉壳体，粗粉过滤器设于吸粉壳体内，以将吸粉壳体分隔成吸取部和过滤部，过滤部通过细粉回收管连通对应的打印供粉装置。细粉抽吸泵连通过滤部，在细粉抽吸泵的吸取作用下，外径小于或等于预设长度值的打印粉体能够依次通过吸取部、粗粉过滤器、过滤部和细粉回收管进入对应的打印供粉装置。

9、在其中一个实施例中，复合材料打印设备还包括粗粉抽吸泵、废料收集盒和粗粉回收管，吸取部通过粗粉回收管连通对应的废料收集盒，并且，粗粉抽吸泵连通废料收集盒，在粗粉抽吸泵的作用下，外径大于预设长度值的打印粉体能够依次通过吸取部和粗粉回收管进入对应的废料收集盒。

10、在其中一个实施例中，每一打印供粉装置均连接有一个驱动装置。

11、在其中一个实施例中，驱动装置包括驱动电机和驱动齿轮，驱动电机的固定端连接于打印供粉装置，且驱动电机的输出端连接驱动齿轮。打印平台的上方设有齿形导轨，驱动齿轮能够和齿形导轨啮合连接，并且，驱动电机能够驱动驱动齿轮沿着齿形导轨的延伸方向移动，以带动打印供粉装置沿着齿形导轨的延伸方向移动。

12、与现有技术相比，本申请提供的复合材料打印设备，当某一层打印层所有的打印区域都打印固化成型之后，可以通过填充供粉装置向打印平台剩余的区域填充惰性填充材料，以使整个第一打印层不产生凹陷区域，如此，第二层打印层在铺粉时，不会因为打印粉体落入到凹陷区域导致第二层打印层打印失败，并且，惰性填充材料不能被激光发射装置固化成型，因此，激光发射装置在固化第二层打印粉体时，不会将填充于空白区域的惰性填充材料一并固化成型，保证了复合材料打印设备的打印精度。

13、并且，通过“当每一层打印层包括多种打印材料时，复合材料打印设备的打印过程”可知，通过激光发射装置、打印供粉装置和吸粉装置的配合。具体地，在某一区域的打印粉体打印完成之后，通过吸粉装置吸取多余的粉体，然后，利用下一个打印供粉装置进行铺粉，以此类推，可使同一层打印层的不同区域可以打印固化不同材料的打印粉体，以实现同一层打印层内多种打印材料的有序构建。也即，可实现同一打印层内有序排列打印出不同材料的打印粉体，例如，某一打印层，部分区域为铜材质，部分区域为铝材质，部分区域为钢材质，并且，上述各个区域都是有序排列的，例如，可以是预设的圆形区域或者方形区域或者其他形状的区域。

14、结合复合材料打印设备还能够打印出每一层打印层只包括一种打印材料的3d打印结构，可知，本申请提供的复合材料打印设备即可以实现不同打印层切换不同材质的打印粉体的打印方式，也可以实现同一打印层切换不同材质的打印粉体的打印方式，极大地增强了复合材料打印设备的打印灵活性和适应性。

15、进一步地，由于打印粉体的打印方式为先铺设在利用激光烧结成型，因此，不存在打印过程中打印粉体存在复杂不可控的形变过程的问题，如此，极大地提高了复合材料打印设备的打印精度。

技术特征：

1.一种复合材料打印设备，其特征在于，包括打印平台(100)、驱动装置(200)、激光发射装置(300)、打印供粉装置(400)、填充供粉装置(500)和吸粉装置(600)，所述打印供粉装置(400)的数量为多个，多个所述打印供粉装置(400)和所述填充供粉装置(500)分别连接所述驱动装置(200)，且所述驱动装置(200)能够驱动任一所述打印供粉装置(400)朝向所述打印平台(100)铺设对应种类的打印粉体，以及，所述驱动装置(200)能够驱动所述填充供粉装置(500)朝向所述打印平台(100)铺设惰性填充材料；

2.根据权利要求1所述的复合材料打印设备，其特征在于，所述打印供粉装置(400)包括定量供粉泵(410)、第一粉仓(420)、第二粉仓(430)和多个导粉板(440)，所述第一粉仓(420)设于所述第二粉仓(430)的上方，且多个所述导粉板(440)一端分别连接所述第一粉仓(420)的出粉口，另一端分别连接所述第二粉仓(430)的进粉口，以使所述第一粉仓(420)的出粉口能够通过多个所述导粉板(440)分别连通所述第二粉仓(430)的进粉口，所述定量供粉泵(410)连通所述第一粉仓(420)，以用于控制从所述第一粉仓(420)进入所述第二粉仓(430)的打印粉体的量。

3.根据权利要求2所述的复合材料打印设备，其特征在于，定义所述打印供粉装置(400)的宽度方向为第一预设方向a，所述第一预设方向a垂直于所述打印供粉装置(400)的移动方向；

4.根据权利要求3所述的复合材料打印设备，其特征在于，所述第一粉仓(420)的出粉口沿着所述第一预设方向a的宽度小于所述打印平台(100)沿着所述第一预设方向a的宽度，所述第二粉仓(430)的进粉口沿着所述第一预设方向a的宽度和所述第二粉仓(430)的出粉口沿着所述第一预设方向a的宽度均大于所述打印平台(100)沿着所述第一预设方向a的宽度。

5.根据权利要求3所述的复合材料打印设备，其特征在于，所述打印供粉装置(400)靠近所述打印平台(100)的一端还设有升降刮板(450)，所述升降刮板(450)沿着所述第一预设方向a延伸，以用于刮平铺设于所述打印平台(100)的打印粉体或者惰性填充材料，并且，所述升降刮板(450)连接有刮板升降电机，所述刮板升降电机能够驱动所述升降刮板(450)沿着竖直方向移动，以调节所述升降刮板(450)和所述打印平台(100)的打印层之间的距离。

6.根据权利要求1所述的复合材料打印设备，其特征在于，每一所述打印供粉装置(400)均连接有一个所述吸粉装置(600)。

7.根据权利要求6所述的复合材料打印设备，其特征在于，还包括粗粉过滤器和细粉回收管(610)，所述吸粉装置(600)包括细粉抽吸泵(620)和吸粉壳体(630)，所述粗粉过滤器设于所述吸粉壳体(630)内，以将所述吸粉壳体(630)分隔成吸取部(631)和过滤部(632)，所述过滤部(632)通过所述细粉回收管(610)连通对应的所述打印供粉装置(400)；

8.根据权利要求7所述的复合材料打印设备，其特征在于，还包括粗粉抽吸泵(640)、废料收集盒(650)和粗粉回收管(660)，所述吸取部(631)通过所述粗粉回收管(660)连通对应的所述废料收集盒(650)，并且，所述粗粉抽吸泵(640)连通所述废料收集盒(650)，在所述粗粉抽吸泵(640)的作用下，外径大于预设长度值的打印粉体能够依次通过所述吸取部(631)和所述粗粉回收管(660)进入对应的所述废料收集盒(650)。

9.根据权利要求1所述的复合材料打印设备，其特征在于，每一所述打印供粉装置(400)均连接有一个所述驱动装置(200)。

10.根据权利要求9所述的复合材料打印设备，其特征在于，所述驱动装置(200)包括驱动电机(210)和驱动齿轮(220)，所述驱动电机(210)的固定端连接于所述打印供粉装置(400)，且所述驱动电机(210)的输出端连接所述驱动齿轮(220)；

技术总结本申请涉及一种复合材料打印设备，复合材料打印设备包括打印平台、驱动装置、激光发射装置、打印供粉装置、填充供粉装置和吸粉装置，多个打印供粉装置和填充供粉装置分别连接驱动装置，且驱动装置能够驱动任一打印供粉装置朝向打印平台铺设对应种类的打印粉体，以及，驱动装置能够驱动填充供粉装置朝向打印平台铺设惰性填充材料。激光发射装置能够朝向打印平台的预设位置发射激光并使铺设于打印平台预设位置的打印粉体固化成型，并且，惰性填充材料不能被激光发射装置固化成型。吸粉装置用于吸取打印平台上未被固化成型的打印粉体。本申请提供的复合材料打印设备，解决了现有技术无法构建不同材料有序排列且打印精度较高的复合结构的问题。技术研发人员：俞红祥,应华受保护的技术使用者：杭州德迪智能科技有限公司技术研发日：技术公布日：2024/11/14