技术领域
[0001] 本
发明涉及
增材制造技术领域，尤其涉及一种顶板机构、粉料缸及激光选区熔化设备。
背景技术
[0002] 增材制造，俗称3D打印，融合了
计算机辅助设计、材料加工与成形技术、以数字模型文件为
基础，按照
挤压、
烧结、熔融、光
固化、喷射等方式逐层堆积，制造出实体物品的制造技术。3D打印包括用于融化打印材料的激光选区熔化设备，激光选区熔化设备包括提供粉料的粉料缸和成型缸，均采用伺服
电机+皮带驱动作为动
力，驱动
丝杆带动缸体
活塞上下运动，机器正常工作时，粉缸按所需的铺粉层厚往上运动，同样成型缸按打印层厚往下运动。打印完成后，粉缸按退回最低
位置，成型缸升上来，清除多余的粉末，取出
工件。现有的一些供粉缸如
专利号为CN201710878825.7的一种3D
打印机的供粉装置和专利号为CN201710967266.7的一种新型快速成型设备及其送粉辅粉方法公布的供粉装置中放置粉体的顶板机构只有简单的活塞结构，所述活塞上设有滚轮且与滑槽滑动连接，活塞顶部设有供粉板，在缸体底部设有直线驱动装置驱动活塞上下运动。在实际工作过程中，顶板机构需要多次往复上下运动供粉，经常与缸体摩擦，因此顶板机构需要有很好的
耐磨性及结构
稳定性，另外，通常3D打印所需的粉体的直径大小为15-60微米，普通的活塞结构在使用过程中容易与缸体进行金属间摩擦，顶板机构易磨损，与缸体间形成缝隙，由于粉体颗粒直径较小容易从磨损缝隙进入缸底，会造成活塞阻力加大，影响打印产品Z向
精度；随着设备的使用磨损加剧，粉体颗粒在缸底积累，打印产品时容易造成电机阻塞停机，造成极为不好的使用体验并且会缩减设备使用寿命。
发明内容
[0003] 为了克服上述
现有技术的不足，本发明提供了一种耐磨性好、
密封性强和使用寿命长顶板机构及应用该顶板机构的粉料缸和激光选区熔化设备。
[0004] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案为：
[0005] 一种顶板机构，包括从上到下依次固定连接的上板、密封结构体和下板，所述上板外周套设有第一耐磨环，所述下板的外周套设有第二耐磨环。
[0006] 优选的，所述密封结构体为环形板，所述密封结构体的外周设有第一凹槽，所述第一凹槽内设有第一
密封圈。
[0007] 优选的，所述上板为圆形板，所述上板上依次设有外径递减的第一凸台、第二凸台，所述第一耐磨环套设在所述第一凸台外周；所述下板为环形板，所述下板上依次设有外径递减的第三凸台、第四凸台，所述第二耐磨环套设在所述第三凸台外周。
[0008] 优选的，所述第一耐磨环和/或第二耐磨环的材料为聚四氟乙烯。
[0009] 优选的，所述上板和下板的厚度一致。
[0010] 优选的，所述上板和下板相对于密封结构体对称设置。
[0011] 优选的，所述密封结构体为环形结构体。
[0013] 相应的，本发明还提供一种粉料缸，包括缸体、驱动机构和上述顶板机构，所述顶板机构设置在粉料缸的缸体内，所述顶板机构与驱动机构连接，由驱动机构驱动顶板机构上下运动。
[0014] 相应的，本发明还提供一种激光选区融化设备，包括上述粉料缸。
[0015] 本发明的有益效果有：本发明采用上板、密封结构体和下板结合的三层结构，使粉料缸的顶板机构结构稳定，受力均衡，此外还设置了
摩擦系数小的耐磨环，减少顶板机构和缸体间的摩擦，顶板机构与缸体间的摩擦不是金属间的摩擦，从而减少顶板机构的磨损，大大提高了顶板机构的耐磨性、密封性和使用寿命。
附图说明
[0016] 下面结合附图及具体
实施例对本发明作进一步说明，其中：
[0017] 图1是本发明较优实施例中的顶板机构的爆炸图；
[0018] 图2是本发明较优实施例中的顶板机构的截面图；
[0019] 图3是本发明较优实施例中的上板的俯视图；
[0020] 图4是本发明较优实施例中的上板的截面图；
[0021] 图5是本发明较优实施例中的密封结构体的俯视图；
[0022] 图6是本发明较优实施例中的密封结构体的截面图；
[0023] 图7是本发明较优实施例中的下板的俯视图；
[0024] 图8是本发明较优实施例中的下板的截面图；
[0025] 图9是本发明较优实施例中的顶板机构的装配图。
[0026] 其中，1-基板，2-上板，3-密封结构体，4-下板，5-第一密封圈，61-第一耐磨环，62-第二耐磨环，7-第一凸台，8-第一凹槽，9-第三凸台，10-驱动机构，11-缸体，12-第二密封圈，13-第二凸台，14-第四凸台，15-第二凹槽，16-第二
螺纹孔，17-第一
螺纹孔，18-第三螺纹孔，19-光孔。
具体实施方式
[0027] 下面对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
[0028] 参见图1～图8，本发明的一种较优实施例：一种顶板机构，所述顶板机构设置在粉料缸内，包括从上到下依次设置的上板2、密封结构体3和下板4，所述顶板机构可以在粉料缸内上下运动。所述上板2为圆形板，所述下板4为环形板，所述密封结构体3为环形结构体，当然所述上板2、密封结构体3和下板4的形状不作为本发明的限定，其形状可以依据实际情况做出改变。所述上板2的上端面设有基板1，基板1上设有两个螺钉孔，该螺钉孔为沉头孔，使螺钉完全埋入基板，通过两个十字头螺钉固定上板2和基板1，十字螺钉的头部与基板1基本持平，这样设计的好处是减少基板上螺钉安装位置的缝隙，可以减少粉体的浪费，减少成本。所述上板2、下板4和密封结构体3上均设有6个直径为4mm的第二螺纹孔16，用于利用螺钉固定上板2、密封结构体3和下板4。所述上板2的中心设有直径为12mm的第三螺纹孔18，用于上板的拆卸。所述上板2还设有2个直径为5mm的光孔19，两个光孔19相对上板2的中心对称设置，用于通过螺钉固定上板2和驱动机构10，驱动机构10在与光孔19
接触的位置设有直径为5mm螺纹孔，螺纹孔上设有
倒角，采用光孔而不是螺纹孔使上板2更加紧密贴合驱动机构10。上板2上还设有四个第一螺纹孔17，用于配合第三螺纹孔18把上板从顶板机构中拆卸下来，在拆卸上板2时，先使用工具通过四个第一螺纹孔17松动上板2，再通过第三螺纹孔18彻底把上板2取出。在本实施例中的螺纹孔尺寸大小只做示范性例子，不应视为本
申请的限定。采用上板2、密封结构体3和下板4结合的三层结构，对比现有技术，结构稳定，受力均衡，且在上板2和下板4上，本实施例还在上板2的外周设置了第一耐磨环61，在下板4的外周设置了第二耐磨环61，大大提高了顶板机构的耐磨性、密封性和使用寿命。
[0029] 具体的，所述密封结构体3外周设有第一凹槽8，第一凹槽8中设有第一密封圈5，由于顶板机构上的粉体的大小为15-60微米，容易从缝隙进入缸底，通过设置第一密封圈5，防止粉体下落。参见图9，在实际实施过程中，所述第一密封圈5的外周比密封结构体3的外周略微凸出，使密封结构体3与粉料缸的缸体11充分的接触，加强第一密封圈5与缸体11的配合，增强密封性，更好防止粉体下落。
[0030] 具体的，所述上板为圆形板，所述上板上依次设有外径递减的第一凸台7、第二凸台13，所述第一耐磨环套设在所述第一凸台7外周；所述下板为环形板，所述下板上依次设有外径递减的第三凸台9、第四凸台14，所述第二耐磨环套设在所述第三凸台9外周。通过设置第一耐磨环和第二耐磨环，提高顶板机构密封性，降低摩擦系数，减少顶板机构与缸体11的磨损，避免顶板机构和缸体11间出现磨损间隙，阻止粉体下落。进一步，所述第二凸台13的外周比环形的密封结构体3的
内圈略小，所述上板2通过第二凸台13压入密封结构体3，与密封结构体3配合安装。所述第四凸台14的外周比密封结构体3的内圈略小，所述下板4通过第四凸台14压入密封结构体3，与密封结构体3配合安装，具体的，第二凸台13的高度和第四凸台14的高度之和略小于密封结构体3的厚度，使上板2、密封结构体和下板安装好后第二凸台13和第四凸台14之间存在间隙，这样设置可以使上板2、下板4紧密贴合密封结构体3，配合更加紧密。参见图9，在实际实施过程中，所述第一耐磨环61的外周比上板2的外周略微凸出，所述第二耐磨环62的外周比下板4的外周略微凸出，使第一耐磨环61、第二耐磨环62与粉料缸的缸体11充分的接触，加强第一耐磨环61、第二耐磨环62与缸体11的配合，顶板机构和缸体11间的摩擦不是金属之间的摩擦，而是耐磨环材料与缸体11间的摩擦。进一步，所述下板4的内周还设有第二凹槽15，第二凹槽15中设有第二密封圈12，提高顶板机构密封性。
[0031] 本实施例中，所述第一耐磨环61、第二耐磨环62的材料均为聚四氟乙烯，聚四氟乙烯具有优异的性能：耐高温——可以在
温度200～260度时长期使用，耐低温——在-100度时仍柔软；耐
气候——塑料中最佳的老化寿命；高润滑——具有塑料中最小的摩擦系数0.04；不粘性——具有固体材料中最小的表面
张力而不粘附任何物质；无毒害——具有生理惰性；耐
腐蚀——对大多数化学药品和
溶剂，表现出惰性、能耐强酸强
碱、
水和各种
有机溶剂；具有良好的机械韧性。因此采用聚四氟乙烯作为耐磨环6的使用材料，可以使设备在较广的温度范围内工作，能在多种极端环境下的使用，
摩擦力小，是固体材料中摩擦系数最低者，有效降低缸顶机构与缸体11间的摩擦，使用寿命长，无毒害。
[0032] 具体的，所述上板2和下板4的厚度一致，且上板2和下板4相对于密封结构体3对称设置，使得顶板机构在缸体11内上下往复运动时，平均受力，平衡性能好，并且由于上板2和下板4厚度一致，加工时，可从同一
块金属板上切割加工，上板2和下板4的大部分结构相同因此可降低工艺成本。
[0033] 参见图9，本发明实施例的一种顶板机构的安装过程为：
[0034] 将下板4水平放置，在下板4的第三凸台9上套上第二耐磨环62，
压实。将第一密封圈5装入密封结构体3的第一凹槽8，在下板4的第四凸台14上套入密封结构体3。将上板2水平放置，在上板2的第一凸台7上套上第一耐磨环61，压实。将上板2的第二凸台13装入密封结构体3，第二凸台13和第四凸台14可以方便固定密封结构体3，便于安装。用螺钉固定上板2、密封结构体3和下板4。在下板4内周的第二凹槽15装入第二密封圈12。将固定好的上板2、中间结构体3、下板4置入粉料缸的缸体11，使用两个六角螺钉固定上板2和缸体11内的驱动机构10。在上板2上放置基板1并用两个十字头螺钉固定基板1和上板2。
[0035] 本发明一种粉料缸的较优实施例，包括缸体、驱动机构10和上述顶板机构，所述顶板机构设置在粉料缸的缸体内，所述顶板机构与驱动机构10连接，由驱动机构10驱动顶板机构上下运动。
[0036] 本发明一种激光选区融化设备的较优实施例，包括上述粉料缸。
[0037] 以上所述，只是本发明的较佳实施方式而已，但本发明并不限于上述实施例，只要其以任何相同或相似手段达到本发明的技术效果，都应属于本发明的保护范围。
