CN103862044B - 一种具有吸负压功能的激光选区烧结用粉槽 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种具有吸负压功能的激光选区烧结用粉槽，包括四个侧板和一个底板，侧板沿底板上面四周连接形成五面敞口的立方形粉槽，其特征在于，所述侧板及托板上均开有小孔贯通板的两面，其中，侧板的开孔区域有多个；每个侧板外壁分别装配有一块侧凹槽板，每块侧凹槽板的内壁从上到下等分设置至少两个横向的矩形凹槽，每个矩形凹槽相对于所述侧板上的一个开孔区域并开有一个抽气孔；托板下面连接一块下凹槽板，下凹槽板的内壁设置有一个凹槽覆盖所述托板的小孔并开有一个抽气孔；所述侧板的内壁贴有内侧粉筛；托板的内壁贴有平面粉筛，粉筛孔隙直径小于粉末直径。

Description

一种具有吸负压功能的激光选区烧结用粉槽
技术领域
本发明涉及一种激光金属直接成形技术，特别涉及一种用于铺粉制造零件的激光选区烧结成形辅助装置。
技术背景
3D打印技术已经广泛应用于产品的研发及产品零件的直接成形，激光选区烧结是3D打印技术的一个重要研究领域，激光选区烧结成形是以激光作为能源，对粉末进行加热使粉末熔化粘结在一起的成形方式，采用激光选区烧结成形制造零件具有较多优点：成形不需要模具、对于精度要求不太高的零件可直接成形、不需要后续加工、能有效的缩短研发时间、对于单件小批量生产具有较大优势等；但是激光选区烧结成形也有自身的缺点：成形件的致密度有待提高，铺粉时由于铺粉辊子滚压前行，会产生竖直向下的力和沿铺粉方向的力，会造成成形件的位移，从而影响成形件的精度。
发明内容
针对铺粉激光金属直接成形件的致密度不高的问题，本发明提出了一种可有效提高成形件致密度的激光选区烧结用铺粉辅助装置，其机理是采用真空泵吸负压方法，通过气流与粉末作用使粉末压紧，并使成形件被吸紧固定，以提高金属件的成形质量。
为达到以上目的，本发明是采取如下技术方案予以实现的：
一种具有吸负压功能的激光选区烧结用粉槽，包括四个侧板和一个底板，侧板沿底板上面四周连接形成五面敞口的立方形粉槽，其特征在于，所述侧板及托板上均开有小孔贯通板的两面，其中，侧板的开孔区域有多个；每个侧板外壁分别装配有一块侧凹槽板，每块侧凹槽板的内壁从上到下等分设置至少两个横向的矩形凹槽，每个矩形凹槽相对于所述侧板上的一个开孔区域并开有一个抽气孔；托板下面连接一块下凹槽板，下凹槽板的内壁设置有一个凹槽覆盖所述托板的小孔并开有一个抽气孔；所述侧板的内壁贴有内侧粉筛；托板的内壁贴有平面粉筛，粉筛孔隙直径小于粉末直径。
上述方案中，所述小孔的直径为2-5mm。所述侧板的开孔区域有三个，相应地，所述侧凹槽板的内壁从上到下等分设置三个横向的矩形凹槽，每个矩形凹槽相对于所述侧板上的一个开孔区域。
所述下凹槽板内壁设置的凹槽为方形或圆形，相应地，所述托板小孔区域也为方形或圆形。
与现有技术相比，本发明的优点是：采用真空泵从粉槽托板底部及粉槽四壁外部抽负压的方法，使粉末因通过抽空气而形成负压压紧，同时，粉末被吸紧聚集变硬，成形件也被吸紧在粉末上面，从而对成形件起到固定作用，防止铺粉时因铺粉辊子铺粉滚压而产生成形件位移。由于提高了粉末的致密度，从而烧结成形出的零件整体质量也有效提高。本发明粉槽不仅适用于金属的激光选区烧结，还适用于非金属的激光选区烧结，应用范围较广。
附图说明
图1是本发明粉槽的结构图。其中a为粉槽立体图；b为俯视图。
图2是图1粉槽的剖视图。图中：1、螺栓；2、底板；3、侧凹槽板；4、侧板；5、内侧粉筛；6、平面粉筛；7、托板；8、下凹槽板；9、顶杆固定件；10、顶杆；11、小孔。
图3是图2粉槽的下凹槽板的三视图。其中a为下凹槽板的平面图；b为a图的A-A向剖视图；c为a图的B-B向剖视图。
图4是图2粉槽的外侧凹板的三视图。其中a为外侧凹板的平面图；b为a图的A-A向剖视图；c为a图的B-B向剖视图；d为a图的C-C向剖视图。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步的详细说明。
参考图1-图2，一种具有吸负压功能的激光选区烧结用粉槽，包括四个侧板4和一个底板2，侧板沿底板2上面四周以螺栓1连接形成五面敞口立方形粉槽；四侧板及托板上均打上数量众多的直径2-5mm的小孔11贯通板的两面，其作用是提供抽气的透气通道；侧板4的内壁、托板7的内壁（上表面）分别贴附着有孔隙直径小于粉末直径的内侧粉筛5、平面粉筛6，可防止粉末进入粉槽四壁及粉槽托板的小孔。
对于侧板，打孔区域从上到下等分为三个区域，每个侧板4外壁分别装配有一块侧凹槽板3，每块侧凹槽板的内壁从上到下等分设有横向的矩形凹槽（图4）分别对应于侧板的三个打孔区域，侧凹槽板与侧板通过螺栓连接固定。侧凹槽板的三个凹槽区域都打有抽气孔连通外部的真空泵。托板下面用螺栓连接一块下凹槽板8，下凹槽板的内壁（上表面）设置有一个方形凹槽（图3）覆盖托板的小孔区域，下凹槽板8的凹槽部打有抽气孔连通外部的真空泵。侧凹槽板、下凹槽板上的凹槽提供气流汇聚空间，通过真空泵抽气，使粉槽内粉末由于负压而吸紧，增加粉末致密度；通过抽空气形成负压使成形件固定在粉槽内。
粉槽通过底板2上的螺栓孔与外部机构固定相连，粉槽“运动部分”（平面粉筛6、托板7、下凹槽板8、顶杆固定件9、顶杆10）通过顶杆10与直线伺服电机相连，能够产生精确竖直方向的运动。
当粉槽内铺入粉末时，先从下凹槽板8的抽气孔用真空泵抽气，空气通过粉末间隙流向平面粉筛6，通过该粉筛的网孔进入托板7的小孔11，通过小孔进入下凹槽板8的空隙，然后由抽气孔被真空泵抽出，系统形成负压状态，由于负压产生吸力，粉末被吸紧，使粉末致密度增大；当铺粉的粉末层的高度高于侧板最上方打孔区域时，通过粉槽四周侧凹槽板的三个凹槽的抽气孔用真空泵抽气，空气从抽气孔被真空泵抽出，形成负压，使粉槽内粉末由于负压产生的吸力而压紧，使粉末致密度增加。在抽气的同时，成形出来的成形件，也因抽气形成的吸力紧固在粉槽内，铺粉辊子铺粉时产生的力的作用也不会引起成形件的移动，从而保证了成形件的质量。粉槽四周侧凹槽板由上到下三部分凹槽区域的抽气孔，分别拥有自己开关，能独立可控的对其凹槽区域抽气。

Claims (2)

1.一种具有吸负压功能的激光选区烧结用粉槽，包括四个侧板和一个底板，侧板沿底板上面四周连接形成五面敞口的立方形粉槽，其特征在于，所述侧板及托板上均开有小孔贯通板的两面，其中，侧板的开孔区域有三个；每个侧板外壁分别装配有一块侧凹槽板，每块侧凹槽板的内壁从上到下等分设置三个横向的矩形凹槽，每个矩形凹槽相对于所述侧板上的一个开孔区域并开有一个抽气孔；托板下面连接一块下凹槽板，下凹槽板的内壁设置有一个凹槽覆盖所述托板的小孔并开有一个抽气孔；所述侧板的内壁贴有内侧粉筛；托板的内壁贴有平面粉筛，粉筛孔隙直径小于粉末直径。
2.如权利要求1所述的具有吸负压功能的激光选区烧结用粉槽，其特征在于，所述下凹槽板内壁设置的凹槽为圆形，相应地，所述托板小孔区域也为圆形。
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