用于齿科3D打印树脂分离的离心机的制作方法

用于齿科3d打印树脂分离的离心机
技术领域
1.本发明涉及离心机技术领域，具体涉及一种用于齿科3d打印树脂分离的离心机。


背景技术：

2.3d打印技术广泛应用于齿科矫正领域，为了批量化制造矫治器牙模，现有技术通过自动化流水线的方式进行大规模的生产。在进行矫治器牙模3d打印过程中，通常是在同一块托盘上承载打印后的若干个矫治器牙模，然后随同托盘整体在流水线进行下料输送，以便于进行下道工序。3d打印出的牙模，表面附着大量的树脂材料，需要提前进行清除，以为其他做准备。
3.目前，对于3d打印产品表面树脂清除，目前常用的方法是采用离心法，就是将3d打印后的模型放入离心机中，通过离心的方式将模型表面的树脂甩出，从而达到树脂清除的目的。然而，承载牙模的料盘通常由金属材质支撑，为了能够在同一牙模料盘中打印多个牙模，需要保证托盘具有足够的表面积，同时具有一定的厚度，所以导致托盘的重量相对较大，通常每个牙模料盘重量达到十几甚至几十斤，从而对离心机的要求较高。然而，在大规模的牙模3d打印过程中，现有的离心机很难满足牙模树脂分离的工作需求，为此，设计了一种用于齿科3d打印树脂分离的离心机。


技术实现要素：

4.本发明提出一种用于齿科3d打印树脂分离的离心机，以满足大规模的牙模3d打印过程中，树脂分离的需求。
5.为实现上述目的，本发明提供一种用于齿科3d打印树脂分离的离心机，包括：
6.底座；
7.减震机构，所述减震机构设置在底座上，所述减震机构上连接有减震盘；
8.离心筒，所述离心筒用于承接分离出的树脂；
9.分离机构，所述分离机构处于离心筒中，所述分离机构上连接有主轴，所述主轴转动设置在减震盘上；
10.动力机构，所述动力机构设置在减震盘上，用于驱动所述主轴转动，所述主轴带动分离机构旋转；
11.刹车机构，所述刹车机构设置在减震盘上，用于控制所述主轴停转；
12.定位部件，所述定位部件包括第一定位部件和第二定位部件，用于检测所述主轴的转动角度。
13.进一步地，所述分离机构包括底盘、若干个连接柱和若干个限位盘，所述底盘、限位盘之间或者所述限位盘、限位盘之间通过连接柱连接，所述主轴与底盘连接。
14.进一步地，所述限位盘上均设有多个限位凹槽，各个所述限位凹槽首尾相接围成正多边形，各个所述限位凹槽沿限位盘的轴线中心对称设置。
15.进一步地，所述底盘的上表面设有多条第一限位槽，所述限位凹槽中放置牙模料
盘后，所述牙模料盘的底边边缘处于所述第一限位槽中，所述牙模料盘的侧边边缘处于各个限位盘的限位凹槽中。
16.进一步地，所述底盘与其上侧相邻的限位盘之间设置有多个限位块，所述限位块在其表面沿竖向方向设置有第二限位槽，所述限位凹槽中放置牙模料盘后，所述牙模料盘的侧边边缘处于第二限位槽中。
17.进一步地，在每个所述限位凹槽位置上设置有多个第一限位件，所述第一限位件包括第一限位头和第一限位弹簧，所述限位盘上开设有限位孔，所述第一限位弹簧设置在限位孔中，所述第一限位弹簧一端固定在限位孔中，另一端连接第一限位头，所述第一限位头的一部分伸出限位孔，并与牙模料盘抵触。
18.进一步地，所述减震盘上通过若干支撑柱设置有支撑盘，所述主轴与离心筒之间设有轴承，所述轴承与支撑盘接触。8.根据权利要求1所述的用于齿科3d打印树脂分离的离心机，其特征在于，所述刹车机构包括刹车盘、刹车器、控制元件和第一驱动件，所述刹车盘设置在主轴上，所述刹车器、控制元件和第一驱动件均设置在减震盘上，进行刹车时，所述刹车器将刹车盘咬合使得主轴停转。
19.进一步地，所述第一定位部件为编码器，所述编码器设置在主轴下端，所述第二定位部件包括码盘和光电开关，所述码盘设置在主轴上，所述光电开关设置在减震盘上，所述光电开关通过检测码盘确定主轴转动角度。
20.进一步地，所述离心机还包括壳体和盖体，所述壳体与盖体铰接，所述离心筒设置在壳体上。
21.有益效果：本发明所提供的离心机包括底座、减震机构、离心筒、分离机构、动力机构、刹车机构和定位部件，在进行大规模的牙模树脂分离时，大量的牙模料盘放置于分离机构中，通过动力机构驱动分离机构转动，利用离心力将牙模上多余的树脂甩出，实现树脂分离。其中分离机构利用底盘、限位盘，通过连接柱组合连接的结构形式，可以大幅度的减轻重量，是的分离机构中可以放入多个料盘，分离机构的结构形式能尽可能的减少偏心，保持稳定，适用于大规模的生产。此外，设置的刹车机构能够使得离心机随时刹车，不仅便于离心机的上料和下料，同时便于在故障时及时停止。同时，还设置了定位部件，该定位部件具有第一定位部件和第二定位部件，通过两次检测，可以对分离机构的转动角度进行更加精准的检测点位，更便于上料和下料。通过上述的结构，使得本技术的离心机更适用于大规模生产中，牙模的树脂分离。
附图说明
22.图1是本发明首选实施方式的离心机的部分结构的立体示意图(隐藏部分壳体)。
23.图2为离心机内部结构的平面示意图。
24.图3是图2中a处局部放大图(隐藏支撑柱)。
25.图4是图2中b处的局部放大图。
26.图5是分离机构中放置有牙模料盘时的结构示意图。
27.图6是分离机构中未放置牙模料盘时的结构示意图。
28.图7是图6中c处的局部放大图。
29.图8是图6中d处的局部放大图。
30.图9是连接柱的结构示意图。
31.图10是第一限位件的结构示意图。
32.图11是限位盘的平面示意图。
33.图12是底盘的平面示意图。
34.附图标记：100、底座；110、减震盘；111、支撑柱；112、支撑盘；113、加强柱；114、横柱；115、第一伸缩件；200、壳体；210、盖体；220、离心筒；221、树脂出口；214、伸缩件；300、减震机构；400、动力机构；421、主轴；422、第二传动带轮；423、第一传动带轮；424、多锲带；425、第二轴承；426、第一轴承；500、刹车机构；510、刹车盘；520、刹车器；530、控制元件；540、第一驱动件；600、分离机构；610、底盘；611、第一限位槽；612、限位块；6121、第二限位槽；620、限位盘；621、限位凹槽；622、第一限位件；6221、第一限位头；6222、第一限位弹簧；623、限位孔；630、连接柱；631、外螺纹；632、内螺纹；633、凸台；710、编码器；720、光电开关；730、码盘；800、牙模料盘。
具体实施方式
35.下面将结合附图、通过对本发明的优选实施方式的描述，更加清楚、完整地阐述本发明的技术方案。
36.如图1所示，本发明提出的离心机包括底座100、壳体200、离心筒220、盖体210、动力机构400、减震机构300、刹车机构500和分离机构600。离心筒220是一个只有下底面，没有上底面的圆筒形结构，固定连接在壳体200上。
37.结合图1和图2所示，底座100呈板状，减震机构设置在底座上，在减震机构上端设置有减震盘110。减震机构300可以采用弹簧减震器或液压减震器，减震机构300整体呈竖向放置，具有多个。减震机构300的顶部和底部，分别与减震盘110的下表面和底座100的上表面固定连接。前述动力机构400、刹车机构500、分离机构600均安装在减震盘110上。设置的减震机构300，可以在动力机构400、刹车机构500以及分离机构600等机构工作时，避免震动直接传递到底座100以及壳体200上，而是利用减震机构300，缓冲对底座100以及壳体200的震动。
38.如图2和图3所示，动力机构400包括主轴421、电机、传动机构。电机固定在减震盘110上，可以是普通电机或者伺服电机。主轴421可通过第一轴承426连接在减震盘110上，第一轴承426可以为成对轴承组成的轴承组。同样的，主轴421的顶部位置通过第二轴承425连接在离心筒220的下底面位置上，主轴421通过轴承相对于离心筒220转动。主轴421的顶部穿透离心筒220的下底面，分离机构600通过法兰固定在主轴421的顶部位置，分离机构600整体处于离心筒220的筒内，分离机构600随主轴421的转动而同步转动。分离机构600在动力机构400的作用下转动后，将多余的树脂甩到离心筒220内壁上，并最终从离心筒220底部的树脂出口221排出。
39.传动机构可以采用带传动、链传动、齿轮传动等，本实施例中采用多锲带424，在电机的转轴上设置有第一传动带轮423、在主轴421上设置有第二传动带轮422，电机的转轴依次通过第一传动带轮423、多锲带424、第二传动带轮422带动主轴421以及与主轴421通过法兰连接的分离机构600转动，达到分离树脂的目的。
40.如图2所示，考虑到分离机构600在承载了牙模料盘800后整体的重量较大，可达到
几十甚至上百斤，所以在减震盘110的上表面沿竖向方向固定有多个支撑柱111，多个支撑柱111的顶部共同固定有支撑盘112，第二轴承425与支撑盘112的上表面接触。离心机主轴421穿过支撑盘112，支撑盘112不仅可以限制离心筒与主轴421间的轴承位置，同时还可以对主轴起到一定的限制作用，避免整个分离机构由一根主轴支撑时，由于分离机构质量过大引起的主轴扰动。
41.如图2和图4所示，在主轴421的底部位置定位部件，其中该实施例中，定位部件包括第一定位部件和第二定位部件，用于检测主轴421的转动角度。第一定位装置为编码器710，编码器710的轴与主轴421同轴连接，主轴421转动时，编码器710将信号反馈给离心机的控制系统。第二定位部件为包括光电开关720和码盘730，码盘730设置在主轴421上，光电开关720扫描到码盘730侧边边缘的凸齿或凹槽时，将信号反馈给离心机的控制系统，通过第一定位部件和第二定位部件，可以对主轴转动进行更加准确的旋转定位，从而离心机的控制系统可以根据两个定位信号，控制刹车机构500，使得分离机构停在特定位置，以便于分离机构的上料和下料。
42.虽然是对主轴421的旋转进行定位，实际上是对与主轴421固定连接的分离机构600的转动进行定位。因为在分离机构600中，通常会放入多个牙模料盘800，而多个牙模料盘800会呈特定的角度进行装入，而在牙模料盘800装入时，会一个接一个的装入，当装入一个时，转动特定的角度，装入下一个。而因为分离机构600的重量比较大，转动角度时，会因为惯性等因素导致转动的角度不准，从而后面的料盘难以准确放入，因此通过两个定位部件配合，使得分离机构600能够转到准确的位置，并由刹车机构500及时刹车停转，方便装料和下料。
43.如图3所示，刹车机构500包括刹车盘510、刹车器520、控制元件530、第一驱动件540。刹车盘510设置在主轴421上，刹车盘510始终处于刹车器520的咬合区域内，刹车器520、控制元件530、第一驱动件540均处于减震盘110上。本发明中，刹车器520采用液压刹车器520，第一驱动件540可以采用薄型气缸，控制元件530可以是一活塞阀。进行刹车时，薄型气缸伸出，顶开活塞阀，然后液压油进入刹车器520，刹车器520咬合住刹车片，从而进行刹车，使得分离机构600停止旋转。
44.前述支撑柱111在设计时，要规避刹车机构500的位置，给刹车机构500预留足够的空间。
45.如图1所示，在其中两个加强柱13设置有横柱上114，盖体210是通过合页铰接在壳体200上方的，横柱114与盖体210的下表面之间共同设有第一伸缩件115，第一伸缩件115可以采用的是电动推杆，第一伸缩件115一端铰接在盖体210上，另一端铰接在横柱114上，当第一伸缩件115伸出时，盖体210打开，当第一伸缩件115缩回时，盖体210关闭。
46.分离机构600是本发明的核心设计点，是针对大规模生产进行特殊设计的。设计点在于：1、要使离心机在牙模托板重量很大这个前提下，具有稳定的工作能力。2、保证牙模托板在离心机工作时，保证其稳定性，不会出现离心机偏心工作的情况。
47.如图1、图5-12所示，分离机构600整体近似呈圆筒形，分离机构600与离心筒220的轴线均沿竖向方向，且相互共线。分离机构600包括底盘610、若干个沿竖直方向依次设置的限位盘620、若干个能相互拆卸连接的连接柱630。底盘610处于最底部，其底部与前述主轴421是通过法兰连接的。底盘610和限位盘620均可以呈圆形；连接柱630为柱形结构，沿竖向
方向上，一端设置内螺纹632，另一端设置外螺纹631，在设置外螺纹631的一端，设置有圆柱形的凸台633。在进行装配时，连接柱630穿过限位盘620，限位盘620与凸台633接触，然后外螺纹631与另一个连接柱630的内螺纹632连接，同时另一个连接柱630的端面会压住限位盘620，从而将限位盘620固定。在最上面的连接柱630的外螺纹631可直接与最上端的限位盘620螺接，而在最下面的连接柱630的内螺纹632可以与对应型号的螺栓配合，利用螺栓直接连接在底盘610上。装配后的分离机构如图6所示。
48.如图5、图6、图7和图11所示，在每个限位盘620上设有多个限位凹槽621，多个限位凹槽621是沿限位盘620的中心点中心对称分布的。而且，多个限位凹槽621首尾相接组成的平面形状为正多边形，如正三角形，正四边形或者正五边形等等。本实施方式采用了正四边形。每个牙模料盘沿竖向放入到分离机构600中时，牙模料盘的侧面边缘，均是与每个限位盘上的同一竖向方向的限位凹槽621的侧边接触的，利用限位凹槽限制牙模料盘。这样设计的原因，也是因为牙模料盘的重量很大，使每个牙模料盘沿限位盘620的中心，呈中心对称设置，也就使各个牙模料盘呈正多边形放置，重量分布均匀，就是为了防止离心机在工作时产生偏心工作的情况，牙模料盘呈正多边形放置，保证离心机稳定、可靠的运行。
49.如图6和图8所示，底盘610与其上侧相邻的限位盘620之间设置有多个限位块612。在限位块612在其表面，沿竖向方向设置有第二限位槽6121，前述牙模料盘沿竖向放入到各个限位盘620的限位凹槽621中后，牙模料盘的侧面边缘靠近底部的位置，会处于第二限位槽6121中。同时，在底盘610的上表面设有第一限位槽611，相邻两个限位块612上的第二限位槽6121朝向第一限位槽611，相邻两个所述限位块上的第二限位槽6121分别与第一限位槽611的两端相连。前述牙模料盘沿竖向放入到各个限位盘620的限位凹槽621中后，牙模料盘的底部边缘会处于第一限位槽611中。因为多个限位凹槽621呈正多边形设计，所以底盘610上表面的各个第一限位槽611组成的形状也自然是与限位凹槽621所对应的正多边形。通过第一限位槽611和第二限位槽6121对牙模料盘的下侧位置限位也就提高了分离机构600在大重量环境下工作时的稳定、可靠能力。
50.此外，如图7和图10所示，在限位盘620上还设置有多个第一限位件622，第一限位件622处于各个限位凹槽621中，第一限位件622也可以沿限位盘620的中心呈中心对称设置。因为牙模料盘插入到限位凹槽621中后，牙模料盘与限位盘间存在着微小间隙，但分离机构在旋转时，牙模料盘会因为间隙的存在，发生晃动，通过设置第一限位件622，在牙模料盘插入后顶住牙模料盘的一个表面，避免牙模料盘因为间隙的存在发生晃动，使得离心过程更加稳定。
51.如图10所示，第一限位件622包括第一限位头6221和第一限位弹簧6222，限位盘620上开设有限位孔623，限位孔623沿水平方向设置。第一限位弹簧6222设置在限位孔623中，一端固定在限位孔623中，另一端固定连接第一限位头6221。当料盘插入时，会接触第一限位头6221，将第一限位头6221向限位孔623中压缩，在弹簧力的作用下，第一限位头6221始终压在料盘上，从而对料盘进一步的限位。
52.离心机本发明针对大规模牙模3d打印过程中树脂分离工序设计的离心机，包括底座100、壳体200、离心筒220、盖体210、动力机构400、减震机构300、刹车机构500和分离机构600，针对各部件的设计，尤其是分离机构的设计，可以同时转入大量的牙模，并且具有很好的稳定性，能够应用于大规模的牙模生产。
53.上述具体实施方式仅仅对本发明的优选实施方式进行描述，而并非对本发明的保护范围进行限定。在不脱离本发明设计构思和精神范畴的前提下，本领域的普通技术人员根据本发明所提供的文字描述、附图对本发明的技术方案所作出的各种变形、替代和改进，均应属于本发明的保护范畴。本发明的保护范围由权利要求确定。