CN117325454A - 一种旋转制造***的成型组件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种旋转制造***的成型组件，包括旋转基台和成型平台，旋转基台绕旋转中心作旋转间歇运动，其上设有成型区域；成型平台位于旋转基台的上方，其上设有喷射模块、固化模块及刮抹模块；成型区域随着旋转基台的间歇运动旋转至对应的喷射模块下方，喷射模块将材料施加至静止的旋转基台上，成型区域随着旋转基台继续旋转，依次连续旋转通过对应的固化模块和刮抹模块下方，通过固化模块将材料固化成型至半成品后，刮抹模块将固化后的半成品刮抹平整；通过基于间歇运动的旋转基台进行喷射施料，无需考虑速度和离心力的影响，降低对旋转制造***控制要求，保证打印均匀性和一致性，提高打印质量。
Description
技术领域
本发明属于增材制造设备技术领域，尤其是涉及一种旋转制造***的成型组件。
背景技术
在现有的旋转打印平台中，成型时也往往存在较多的问题，导致对打印产品的规格和成型质量产生影响：
1. 打印高度存在限制：由于现有旋转打印平台的打印装置通常只能在平面上进行打印，无法在垂直方向上进行打印，导致对打印产品的成型高度产生限制，无法打印出更高高度的产品结构。
2. 打印速度不均匀：由于旋转打印平台需要以恒定的速度旋转，打印速度在不同位置上会有差异。这可能导致打印物体某些部分的打印时间较长，而其他部分较短，影响打印速度和均匀性。
3. 厚度均匀性难以控制：旋转打印平台的打印装置在旋转时会受到离心力的影响，导致打印物体在不同位置上的成型厚度不均匀，存在打印物体某些部分过厚或过薄，影响打印质量和一致性。
发明内容
本发明为了克服现有技术的不足，提供一种保证打印速度和厚度均匀、降低对控制的要求、减少对应高度限制的旋转制造***的成型组件。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种旋转制造***的成型组件，包括旋转基台和成型平台，所述旋转基台绕旋转中心作旋转间歇运动，其上设有若干成型区域；所述成型平台位于所述旋转基台的上方，其上设有若干喷射模块、固化模块及刮抹模块，所述喷射模块、固化模块及刮抹模块相对所述旋转基台分布设置；所述喷射模块包括多个排列设置的喷头；随着旋转基台的间歇运动，一个或多个成型区域同步或先后旋转至对应的喷射模块下方，对应的喷射模块将材料施加至静止的旋转基台上，成型区域随着旋转基台继续旋转，成型区域依次连续通过对应的固化模块和刮抹模块下方，通过固化模块将材料固化成型至半成品后，刮抹模块将固化后的半成品刮抹平整。
优选的，所述成型平台为与旋转基台对应设置的环形平台，其上沿成型平台的圆周方向上排列设置有所述喷射模块、固化模块及刮抹模块；通过环形平台上多个模块的环形规则排列设置，方便多个模块之间的配合协调。
优选的，所述成型平台上设有一个喷射模块，所述固化模块、喷射模块及刮抹模块依次并列设置于旋转基台旋转中心的一侧；以适配部分施料成型后对多个连续的成型区域需要进行连续固化成型的情况，保证实际的打印效果。
优选的，所述成型平台上间隔分散设置有多个喷射模块，所述固化模块和刮抹模块分别至少设有一个且分别位于对应的喷射模块之间；通过多个喷射模块的分散设置，可根据实际需求在单个旋转基台的旋转循环中，进行多个成型区域的同步或依次施料，或对单个成型区域的多次施料，保证成型的效率；同时，也在不改变旋转制造***的规格的前提下，可一定程度降低经过喷射模块、固化模块以及刮抹模块的时间间隔，以适配部分特殊固化时间的打印需求。
优选的，所述喷射模块、固化模块及刮抹模块都分布为与旋转基台同心设置的扇形区域；通过扇形区域的设置，以更好地匹配成型区域的内外圈分布面积的差异，从而保证成型区域的空间利用率，保证加工效率和成型效果。
优选的，所述喷头的数量沿扇形区域的径向随着扇形区域的宽度增加。
优选的，所述喷头成组设置，每组喷头包括一个或者多个喷头，且可通入一种或多种材料。
优选的，每组喷头绕旋转基台的旋转中心均匀分布，且排列构成扇形的喷射区。
优选的，所述喷射模块由单个或多个组合而成的掩膜构成，所述掩膜上安装有一组或多组喷头，可根据不同成型区域的区域大小进行对应数量的掩膜的增减，通过可拆卸结构进行掩膜的拼合或拆分；所述可拆卸结构可为常用的可拆卸安装结构，可通过相邻掩膜的滑槽滑接或者卡槽卡接的结构，进行掩膜的定位拼拆后通过螺栓固定结构进行固定，从而不限制单个喷射模块的喷头数量和施料面积的大小，可通过实际需要进行适应性的调整，以更好的适应不同的打印需要，提高成型组件的适用范围，降低打印设备的成本。
优选的，所述固化模块为光固化模块、热固化模块、化学固化模块、气体固化模块、激光固化模块、微波固化模块、电子束固化模块中的任意一种。
优选的，所述刮抹模块包括多个刮抹件，所述刮抹件间隔排列有多列，相邻列的刮抹件呈交错设置。
优选的，所述刮抹件为柔性刮板或滚筒。
优选的，不同成型区域经过固化模块的速度存在差异，根据实际打印需求选择对应的旋转基台的转速；由于不同成型区域上施加的材料的材质、厚度等成型参数不同，导致固化的条件的不同，通过对应不同成型区域选择不同的通过固化模块的速度，以保证每个成型区域的固化效果。
优选的，所述旋转基台通过旋转升降机构安装于机架上，所述旋转升降机构包括升降驱动电机，所述升降驱动电机安装于机架上，其输出轴上固接有第一螺杆，所述机架上沿转动安装有第二螺杆，所述第一螺杆和第二螺杆呈对应传动啮合设置，所述机架上固接有壳体，所述第一螺杆和第二螺杆安装于所述壳体内；所述第二螺杆的顶部固接有升降平台，所述升降平台的中心设有螺孔，所述螺孔与所述第二螺杆螺纹配合，所述升降平台上安装有旋转伺服电机，所述第二螺杆为空心结构，其内配合插接有中心轴，所述旋转伺服电机的输出端上固接有所述中心轴，所述中心轴底端穿设于所述第二螺杆内且转动安装于所述机架上，其顶端穿设过所述旋转伺服电机且其上固接有所述旋转基台。
优选的，所述旋转制造***基于极坐标系建立；通过极坐标系建立成型***，可以实现连续的旋转成型，无需频繁的位置调整，减少相应机械部件的机械运动，从而提高了制造效率，减少了机械部件的磨损和机械失真，提高了***的稳定性和打印质量。
本发明的技术效果为：
1、通过基于间歇运动的旋转基台进行喷射施料，从而无需考虑速度和离心力的影响，将材料直接打印至静止的旋转基台上，降低对旋转制造***控制的要求，保证打印均匀性和一致性提高打印质量。
2、通过将喷射模块、固化模块及刮抹模块集成至同一旋转循环装置中，可随着旋转基台的旋转，对旋转基台上的材料进行喷射、固化及刮抹工作，保证***的打印效率。
3、通过喷射模块由单个或多个组合而成的掩膜构成，从而不限制单个喷射模块的喷头数量和施料面积的大小，可通过实际需要进行掩膜的拆装增减，以便于快速适应性的调整，以更好的适应不同的打印需要，提高成型组件的适用范围，降低打印设备的成本。
4、由于不同成型区域上施加的材料的材质、厚度等成型参数不同，导致固化的条件的不同，通过对应不同成型区域选择不同的通过固化模块的速度，以保证每个成型区域的固化效果。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为另一实施例时成型平台上的结构示意图。
图3为喷射模块的结构示意图。
图4为固化模块的结构示意图。
图5为刮抹模块的第一结构示意图。
图6为刮抹模块的第二结构示意图。
图7为旋转升降机构的结构示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施方式和附图对本发明作进一步的说明。
如图1和图7，一种旋转制造***的成型组件，其旋转制造***基于极坐标系建立，通过极坐标系建立成型***，可以实现连续的旋转成型，无需频繁的位置调整，减少相应机械部件的机械运动，从而提高了制造效率，减少了机械部件的磨损和机械失真，提高了***的稳定性和打印质量。
一种旋转制造***的成型组件，包括旋转基台1和成型平台，所述成型平台位于所述旋转基台1的上方，所述旋转基台1通过旋转升降机构3安装于机架上且在旋转升降机构3的驱动下间歇运动，其上设有多个成型区域2。
具体的，所述旋转升降机构3包括升降驱动电机，所述升降驱动电机安装于机架上，其输出轴上固接有第一螺杆，所述机架上沿竖直方向上转动安装有第二螺杆32，所述第一螺杆和第二螺杆32呈十字啮合设置，所述机架上固接有壳体33，所述第一螺杆和第二螺杆32安装于所述壳体33内，以避免粉尘等杂质影响啮合精度。
进一步的，所述第二螺杆32的顶部固接有升降平台34，所述升降平台34的中心设有螺孔，所述螺孔与所述第二螺杆32螺纹配合，所述升降平台34上安装有旋转伺服电机36，所述第二螺杆32为空心结构，其内配合插接有中心轴35，所述旋转伺服电机36的输出端上固接有所述中心轴35，所述中心轴35底端穿设于所述第二螺杆32内且转动安装于所述机架上，其顶端穿设过所述旋转伺服电机36且其上固接有所述旋转基台1。所述第二螺杆32可在升降驱动电机驱动下带动升降平台34进行上下运动，所述旋转伺服电机36可驱动所述中心轴35带动所述旋转基台1转动。
如图1所示，具体的，所述成型平台为与旋转基台1对应设置的环形平台，其上设有绕环形平台的圆周方向上设有n个扇形区域，n≥3，所述n个扇形区域分别安装有刮抹模块41、喷射模块42及固化模块43：
如图2所示，在一些实施例中，n＞3，所述成型平台上沿圆周方向均匀间隔设置有多个成型组，所述成型组的数量根据旋转基台上成型区域的数量对应设置，每个成型组由一组刮抹模块41、喷射模块42和固化模块43组成；在单周旋转基台1的旋转周期内，不同成型区域2可同步随着旋转基台1的旋转进给，同步旋转至对应成型组的喷射模块42下方静止，对不同成型区域2分别进行同步喷射施料后，成型区域继续向前旋转并分别连续通过对应的固化模块43和刮抹模块41下方，通过固化模块43将材料固化成型至半成品后，刮抹模块41将固化后的半成品刮抹平整。
如图1所示，在另一些实施例中，n=3，所述成型平台上分别设有一个固化模块43、喷射模块42及刮抹模块41，且所述固化模块43、喷射模块42及刮抹模块41依次并列设置于旋转基台1旋转中心的一侧，在单周旋转基台1的旋转周期内，成型区域2逐个旋转至喷射模块42下方，待喷射模块42对依次对每个成型区域2进行喷射施料后，成型区域2向前连续旋转大半周行程后，通过固化模块43将多个成型区域2的材料连续固化成型至半成品后，刮抹模块41将固化后的半成品刮抹平整。
如图3所示，具体的，所述喷射模块42包括由单个或多个组合而成的掩膜421构成，所述掩膜421上安装有喷头422，可根据不同成型区域2的区域大小进行对应数量的掩膜421的增减，通过可拆卸结构进行掩膜421的拼合或拆分；所述可拆卸结构可为常用的可拆卸安装结构，可通过相邻掩膜421的滑槽滑接或者卡槽卡接的结构，进行掩膜421的定位拼拆后通过螺栓固定结构进行固定，从而不限制单个喷射模块42的喷头422数量和施料面积的大小，可通过实际需要进行适应性的调整，以更好的适应不同的打印需要，提高成型组件的适用范围，降低打印设备的成本。
进一步的，所述喷头422成组设置，每组喷头422包括一个或多个喷头422，且对应嵌套于单个或者多个组合而成的掩膜421内，每组喷头422绕旋转基台1的旋转中心均匀分布，且在掩膜421上排列构成扇形的喷射区，其内可分别通入一种或多种材料，以适应实际的打印需求；所述喷头422的数量沿扇形区域的径向随着扇形区域的宽度递增。
如图4所示，具体的，所述固化模块43包括固化灯罩431，所述固化灯罩431为扇形结构，其上安装有多个固化元件432，所述固化元件432的固化方式包括但不限于光固化及热固化，其可为紫外灯或卤素灯等，也可为现有的其它光固化、热固化、化学固化、气体固化、激光固化、微波固化、电子束固化中的任意一种方式，根据实际成型需求对应选择相应类型的固化元件432。
如图5和图6所示，具体的，所述刮抹模块41包括刮抹罩411，所述刮抹罩411上安装有刮抹件412，所述刮抹件412沿所述旋转基台1的旋转方向上间隔设置有多列，相邻列的刮抹件412呈交错设置；所述刮抹件412可为固接于所述刮抹罩411上的柔性刮板，也可为转动安装于所述刮抹找上的滚筒。
进一步的，不同成型区域2经过固化模块43的速度存在差异，根据实际打印需求选择对应的旋转基台1的转速；由于不同成型区域2上施加的材料的材质、厚度等成型参数不同，导致固化的条件的不同，通过对应不同成型区域2选择不同的通过固化模块43的速度，以保证每个成型区域2的固化效果。
本发明的具体实施过程如下：开始打印时，旋转基台1下降至合适高度，旋转基台1转动，每个成型区域2依次转动至对应喷射模块42下方，当成型区域2移动至喷射模块42下方时，旋转基台1停止，喷射模块42进行喷射施料，旋转基台1上成型生胚；喷射停止后，基台向后连续转动；另一个成型区域2转动至对应喷射模块42下方时旋转基台1停止，喷射模块42再次进行喷射施料；重复上述间歇旋转和喷射动作，直到旋转基台1转动一周期后，至此完成一层的打印。在前一成型区域2转动至后一成型区域2连续旋转过程中，若某一成型区域2经过固化模块43和刮抹模块41的下方，则固化模块43和刮抹模块41依次对材料进行固化和刮抹处理。其中，不同成型区域2经过固化模块43的速度存在差异，根据实际打印需求选择对应的旋转基台1的转速。
以上所述仅为本发明的具体实施例，但本发明的结构特征并不局限于此，本发明可以用于类似的产品上，任何本领域的技术人员在本发明的领域内，所作的变化或修饰皆涵盖在本发明的专利范围之中。
Claims (15)
1.一种旋转制造***的成型组件，其特征在于：包括旋转基台(1)和成型平台，
所述旋转基台(1)绕旋转中心作旋转间歇运动，其上设有若干成型区域(2)；
所述成型平台位于所述旋转基台(1)的上方，其上设有若干喷射模块(42)、固化模块(43)及刮抹模块(41)，所述喷射模块(42)、固化模块(43)及抹模块相对所述旋转基台(1)分布设置；
所述喷射模块(42)包括多个排列设置的喷头(422)；
随着旋转基台(1)的间歇运动，一个或多个成型区域(2)同步或先后旋转至对应的喷射模块(42)下方，对应的喷射模块(42)将材料施加至静止的旋转基台(1)上，成型区域(2)分别随着旋转基台(1)继续向前，成型区域(2)依次连续通过对应的固化模块(43)和刮抹模块(41)下方，通过固化模块(43)将材料固化成型至半成品后，刮抹模块(41)将固化后的半成品刮抹平整。
2.根据权利要求1所述的一种旋转制造***的成型组件，其特征在于：所述成型平台为与旋转基台(1)对应设置的环形平台，其上沿成型平台的圆周方向上排列设置有所述喷射模块(42)、固化模块(43)及刮抹模块(41)。
3.根据权利要求1所述的一种旋转制造***的成型组件，其特征在于：所述成型平台上设有一个喷射模块(42)，所述固化模块(43)、喷射模块(42)及刮抹模块(41)依次并列设置于旋转基台(1)旋转中心的一侧。
4.根据权利要求1所述的一种旋转制造***的成型组件，其特征在于：所述成型平台上间隔分散设置有多个喷射模块(42)，所述固化模块(43)和刮抹模块(41)分别至少设有一个且分别位于对应的喷射模块(42)之间。
5.根据权利要求1所述的一种旋转制造***的成型组件，其特征在于：所述喷射模块(42)、固化模块(43)及刮抹模块(41)都分布为与旋转基台(1)同心设置的扇形区域。
6.根据权利要求5所述的一种旋转制造***的成型组件，其特征在于：所述喷头(422)的数量沿扇形区域的径向随着扇形区域的宽度增加。
7.根据权利要求1所述的一种旋转制造***的成型组件，其特征在于：所述喷头(422)成组设置，每组喷头(422)包括一个或者多个喷头(422)，且可通入一种或多种材料。
8.根据权利要求1所述的一种旋转制造***的成型组件，其特征在于：每组喷头(422)绕旋转基台(1)的旋转中心均匀分布，且排列构成扇形的喷射区。
9.根据权利要求1所述的一种旋转制造***的成型组件，其特征在于：所述喷射模块(42)由单个或多个组合而成的掩膜(421)构成，所述掩膜(421)上安装有一组或多组喷头(422)，可根据不同成型区域(2)的区域大小进行对应数量的掩膜(421)的增减，掩膜(421)之间可拆卸拼合。
10.根据权利要求1所述的一种旋转制造***的成型组件，其特征在于：所述固化模块(43)为光固化模块、热固化模块、化学固化模块、气体固化模块、激光固化模块、微波固化模块、电子束固化模块中的任意一种。
11.根据权利要求1所述的一种旋转制造***的成型组件，其特征在于：所述刮抹模块(41)包括多个刮抹件(412)，所述刮抹件(412)间隔排列有多列，相邻列的刮抹件(412)呈交错设置。
12.根据权利要求11所述的一种旋转制造***的成型组件，其特征在于：所述刮抹件(412)为柔性刮板或滚筒。
13.根据权利要求1所述的一种旋转制造***的成型组件，其特征在于：不同成型区域(2)经过固化模块(43)的速度存在差异，根据实际打印需求选择对应的旋转基台(1)的转速。
14.根据权利要求1所述的一种旋转制造***的成型组件，其特征在于：所述旋转基台(1)通过旋转升降机构(3)安装于机架上，所述旋转升降机构(3)包括升降驱动电机，所述升降驱动电机安装于机架上，其输出轴上固接有第一螺杆，所述机架上沿转动安装有第二螺杆(32)，所述第一螺杆和第二螺杆(32)呈对应传动啮合设置，所述机架上固接有壳体(33)，所述第一螺杆和第二螺杆(32)安装于所述壳体(33)内；所述第二螺杆(32)的顶部固接有升降平台(34)，所述升降平台(34)的中心设有螺孔，所述螺孔与所述第二螺杆(32)螺纹配合，所述升降平台(34)上安装有旋转伺服电机(36)，所述第二螺杆(32)为空心结构，其内配合插接有中心轴(35)，所述旋转伺服电机(36)的输出端上固接有所述中心轴(35)，所述中心轴(35)底端穿设于所述第二螺杆(32)内且转动安装于所述机架上，其顶端穿设过所述旋转伺服电机(36)且其上固接有所述旋转基台(1)。
15.根据权利要求1所述的一种旋转制造***的成型组件，其特征在于：所述旋转制造***基于极坐标系建立。
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