压电式三维打印成型系统及其成型方法

摘要

本发明公开了一种压电式三维打印成型系统及其成型方法，该系统包括箱体及其支撑框架、X向运动机构(11)、联接在X向运动机构上的承载结构(21)、位于承载结构之下的储粉腔(13)和成型腔(17)、三维图像分层离散机构，以及装载在承载结构(21)上的铺粉机构(20)和压电式喷头(10)。本发明通过压电式喷头喷射无需加热溶液，可以喷射更多种类的溶液并应用在生物、制药等新兴领域。该系统将粘结成分混合粉末中，可以添加充足的粘结成分并达到满意的粘结强度。此外，本发明结构紧凑，易于操作，设备费用低，并具备成型精度高的优点。

主权项

一种压电式三维打印成型系统，该系统包括箱体及其支撑框架、X向运动机构（11）、承载结构（21）、粉腔（22）、三维图像分层离散机构、铺粉机构（20）以及压电式喷头（10），其中： 所述X向运动机构（11）安装在支撑框架上，包括步进电机（31）、沿着X轴方向设置且相互平行的两个同步带（34），以及横跨在所述平行同步带（34）之间并与所述步进电机（31）相联接的传动轴（36），其中所述传动轴（36）的两端分别安装有一个同步带轮（32），这两个同步带轮（32）各自带动所述两个同步带（34）中的一条以执行X轴方向的运动，每个所述同步带（34）分别通过连接块（33）与所述承载结构（21）的一侧相联，由此形成从承载结构（21）两侧同时同步驱动的结构； 所述承载结构（21）呈箱体结构，用于将所述铺粉机构（20）和压电式喷头（10）共同承载其上，以此方式使得功能组件的结构布置更为紧凑且便于与所述X向运动机构的联接和运动，同时对压电式喷头（10）的支撑刚度进行弥补； 所述粉腔（22）设置在箱体内位于所述承载结构（21）之下，包括储粉腔（13）和成型腔（17），分别用于存放构成三维图像实体的粉末材料，其中储粉腔（13）和成型腔（17）的底壁分别由带孔压板（46）构成，在各个带孔压板（46）的下部分别还设置有负压吸附机构（12），该负压吸附机构包括由带凹腔的底板（50）、带孔盖板（51）和完成两者之间密封的第一密封圈（48）共同形成的腔体，与所述带凹腔的底板（50）相连的抽真空装置，覆盖在所述带孔盖板（51）上的滤网（52），以及完成所述滤网（52）、带孔盖板（51）和带孔压板（46）之间密封的第二密封圈（47）；此外，所述储粉腔（13）和成型腔（17）分别具有粉腔升降机构，该粉腔升降机构由步进电机（37）、与该步进电机（37）相联接且固定在支板（39） 上的蜗轮减速器（44）、以及与所述蜗轮减速器（44）相联接的丝杆螺母副（42）构成，其中丝杆螺母副（42）的丝杆和丝杆两侧的两根圆柱轴（40）通过上连接板（45）和下连接板（41）刚性连接，与所述圆柱轴（40）相配合的直线轴承（43）固定在所述支板（39）上，以此方式通过所述圆柱轴（40）和直线轴承（43）之间的配合导向，保证丝杆螺母副（42）的丝杆在竖直方向上移动；所述负压吸附机构（12）固定在所述上连接板（45）上，由此与所述丝杆螺母副（42）的丝杆一起在竖直方向上运动； 所述三维图像分层离散机构用于将需要成型的三维图像按照一定层高而离散成一系列的连续二维片状图像；所述铺粉机构（20）设置在所述承载结构（21）上随其X向运动而运动，并按照所述三维图像分层离散机构所设定的层高依次将相应高度的粉末材料从所述储粉腔（13）推动转移到成型腔（17）；所述压电式喷头（10）设置在所述承载结构（21）上随其X向运动而运动，同时可沿着垂直于X轴方向的Y轴方向往复移动，用于向被所述铺粉机构（20）依次推至成型腔（17）的粉末材料分别喷射作为粘结剂的溶液，由此执行对粉末材料的粘结成型。