CN103862045A - 一种快速成型设备送粉铺粉的方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种快速成型设备送粉铺粉的方法，包括：步骤A，供粉缸提升并挤出一定粉料量；步骤B，成型缸下降，辊筒将挤出的粉料从供粉缸推送至成型缸上，并均匀铺平；其中还包括步骤C，下降供粉缸，辊筒滚动至供粉缸的起始送粉位置，同时将多余粉料收集到所述供粉缸中。该方法通过采用上述技术方案可以有效将供粉缸与成型缸上高于与辊筒底部相切平面的粉料保留到供粉缸，而没有送入溢粉缸，从而减少了溢粉，使得供给同体积成型缸工作的粉量更少，即有效的避免了现有快速成型设备可能出现供粉不足的现象，提高了粉料利用率。

Description

一种快速成型设备送粉铺粉的方法

技术领域

本发明属于快速成型制造领域，具体涉及一种快速成型设备的送粉铺粉方法。

背景技术

目前在以粉料为原料制造三维物体的快速成型设备中，一种常见的送粉铺粉方式是通过供粉缸活塞的提升和铺粉滚筒的往复运动相配合完成。专利CN 201735793和CN 202028770分别公开了实现这种送粉铺粉形式的不同实现设备。

专利CN 201735793公开的快速成型设备中，送粉铺粉设备包括一个成型缸和位于成型缸两侧的两个供粉缸，三个缸体的上部处于同一平面，平面上方设置有与平面相切的铺粉辊筒。该设备的送粉铺粉方法是，成型缸活塞下降一层烧结厚度，左供粉缸活塞提升挤出一定的粉料量，铺粉辊筒在三个缸体上部的同一平面上从左至右滚动，将粉料推送平铺到成型缸上，并将多余粉料送入溢粉缸。这样完成一次铺粉。相似地，辊筒从右到左滚动完成另一次铺粉。辊筒往复运动一次为一个行程，在一个行程中送粉铺粉两次。

专利CN 202028770公开的送粉设备包括一个成型缸和分别位于两侧的一个供粉缸和一个回粉槽，以及处于两个缸体上部平面上方与之相切的铺粉辊筒。该设备送粉铺粉方法是，供粉缸活塞提升挤出满足两次铺粉的粉料量，辊筒从左至右开始滚动，将挤出的粉料的一半平铺到活塞下降一层烧结厚度的成型缸上，并将剩余的粉料放入下降后的回粉槽内，完成一次铺粉。辊筒从右至左返回时，将回粉槽的剩余粉料平铺到再次下降一层烧结厚度的成型缸上，并将多余粉料送入溢粉缸。这样，辊筒往返一个行程内送粉铺粉两次。

虽然上述两种设备的送粉方式和机械结构有所差异，但是在一个行程内每个供粉缸配合辊筒完成送粉铺粉基本包括如下步骤：

1、供粉缸活塞提升挤出一定粉料量；

2、成型缸活塞下降，辊筒将挤出的粉料推送至成型缸上，并均匀铺平；

3、辊筒滚动至起始送粉位置，将多余粉料推送入溢粉缸。

专利CN 201735793所提到的设备在一个行程内交替完成上述步骤两次，专利CN 202028770所提到的设备借助回粉槽重复步骤2两次。

在步骤2中，辊筒滚动推送完成送粉铺粉时，堆积于辊筒滚动前方或下方的粉料将会分为两部分。一大部分会被继续推向前方，另一部分会则会由于粉料本身的流动性在辊筒自转的带动下移至辊筒后方或下方。这样，辊筒推送从供粉缸挤出的粉料时，将有一部分不断留落在辊筒滚动的后方，同时滚动后的粉料平面将高于与辊筒底部相切的平面。堆积的粉料越多，滚动推送中与辊筒的接触面越大，摩擦力也越大，将有更多的粉料被移动到辊筒的后方，形成的粉料平面越高。从辊筒将供粉缸挤出的粉料平铺到成型缸的过程可知，堆积于辊筒滚动前方的粉料越来越少，直至将成型缸下降的层厚空间填满，意味着供粉缸挤出的粉料量必须大于填满成型缸下降空间所需的粉料量。

在步骤3中，辊筒逆向滚动返回起始送粉位置时，将高于与辊筒底部相切平面的粉料，主要是供粉缸上高于相切平面的粉料，一大部分推送至溢粉缸，成为溢粉。

上述的两种设备都是采用固定的供粉缸，能容纳的粉料量有限，并与成型缸一起封闭在惰性气氛或真空环境内，在快速制造的过程中难以实时添加供粉量。采取上述供粉缸配合辊筒动作完成送粉铺粉的方法，由于更多的粉料被移动到辊筒的后方，形成的粉料平面越高，而当辊筒逆向滚动返回起始送粉位置时，将高于与辊筒底部相切平面的粉料，主要是供粉缸上高于相切平面的粉料，一大部分推送至溢粉缸，成为溢粉，因此将会不可避免的产生溢粉。溢粉越多，则要求供粉缸的容积越大。受设备上供粉缸体积固定的限制，如果烧结层厚增大或其他因素导致需要的送粉量增多，则相应的溢粉量也将增多，极有可能使得整个供粉缸所能容纳的粉量无法满足整个成型缸的烧结工作，发生缺粉现象。

发明内容

本发明的目的在于，在供粉缸与辊筒相配合完成送粉铺粉的设备上，针对现有技术存在的问题，提供一种新的送粉铺粉控制方法，减少溢粉量，避免缺粉的现象。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种快速成型设备送粉铺粉的方法，包括：步骤A，供粉缸提升并挤出一定粉料量；步骤B，成型缸下降，辊筒将挤出的粉料从供粉缸推送至成型缸上，并均匀铺平；其中还包括步骤C，下降供粉缸，辊筒滚动至供粉缸的起始送粉位置，同时将多余粉料收集到所述供粉缸中。

作为本发明的进一步改进，所述步骤A中供粉缸挤出的粉料量等于步骤B铺平在成型缸上的粉料量与步骤C收集到供粉缸的粉料量的和。

作为本发明的进一步改进，所述步骤A中供粉缸提升的高度H满足公式：S*H=S1*H1+S*H2，其中，S是指供粉缸的底面积，S1是指成型缸的底面积，H1是指步骤B成型缸下降的高度，H2是指步骤C供粉缸下降的高度。

作为本发明的进一步改进，所述供粉缸通过控制活塞提升和下降。

作为本发明的进一步改进，所述成型缸通过控制活塞提升和下降。

作为本发明的进一步改进，所述快速成型设备包括供粉缸、成型缸和辊筒。

作为本发明的进一步改进，所述快速成型设备包括第一供粉缸、第二供粉缸、成型缸和辊筒。

作为本发明的进一步改进，所述快速成型设备包括供粉缸、成型缸、辊筒和回粉槽。

本发明的优点在于，通过下降供粉缸，使得辊筒滚动至供粉缸的起始送粉位置时，可以将留落到辊筒后方的多余粉料收集到所述供粉缸中，从而有效将供粉缸与成型缸上高于与辊筒底部相切平面的粉料保留到供粉缸，而没有送入溢粉缸，从而减少了溢粉，使得供给同体积成型缸工作的粉量更少，即有效的避免了现有快速成型设备可能出现供粉不足的现象，提高了粉料利用率；本发明的快速成型设备的送粉铺粉方法即可适用于单供粉缸或双供粉缸，还可以适用于其它具有供粉缸和辊筒相配合完成送粉铺粉的设备。

附图说明

图1是本发明快速成型设备送粉铺粉的方法提供的一实施例的方法流程图。

图2是图1应用实例的一种方式示意图。

图3是本发明快速成型设备送粉铺粉的方法提供的应用实例的另一种方式示意图A。

图4是本发明快速成型设备送粉铺粉的方法提供的应用实例的另一种方式示意图B。

图5是本发明快速成型设备送粉铺粉的方法提供的应用实例的又一种方式示意图。

图例说明：

1、溢粉缸；1a、左溢粉缸；1b、右溢粉缸；2、供粉缸；2a、左供粉缸；2b、右供粉缸；3、成型缸；4、辊筒；5、回粉槽。

具体实施方式

本发明的发明人在快速成型设备送粉铺粉的工作中发现，辊筒推送从供粉缸挤出的粉料时，将有一部分不断留落在辊筒滚动的后方，同时滚动后的粉料平面将高于与辊筒底部相切的平面。堆积的粉料越多，滚动推送中与辊筒的接触面越大，摩擦力也越大，将有更多的粉料被移动到辊筒的后方，形成的粉料平面越高；而当辊筒逆向滚动返回起始送粉位置时，将高于与辊筒底部相切平面的粉料，主要是供粉缸上高于相切平面的粉料，一大部分推送至溢粉缸，成为溢粉，因此将会不可避免的产生溢粉。为了解决现有快速成型设备送粉铺粉的方法存在的上述技术问题，本发明的发明人经过创造性地劳动，终于得到了一种新的送粉铺粉控制方法，该方法包括：步骤A，供粉缸提升并挤出一定粉料量；步骤B，成型缸下降，辊筒将挤出的粉料从供粉缸推送至成型缸上，并均匀铺平；其中还包括步骤C，下降供粉缸，辊筒滚动至供粉缸的起始送粉位置，同时将多余粉料收集到所述供粉缸中。

在此需说明的是，本发明上述方法步骤C中的多余粉料是指留落在辊筒滚动后方的粉料，且辊筒滚动后方是指步骤B中辊筒前进方向相反的一方，即辊筒前进的一方称为辊筒的前方。可以理解的是，此处对于辊筒后方的解释适用于本发明全文提到的辊筒后方。

在此需说明的是，本发明上述方法中的供粉缸是指同一供粉缸，而且，上述步骤描述的仅仅是一次铺粉和送粉，而实际的快速成型设备需要多次铺粉和送粉，即实际上快速成型设备需要执行多次上述步骤。

具体实施中，本发明上述方法即可适用于单供粉缸或双供粉缸，还可以适用于其它具有供粉缸和辊筒相配合完成送粉铺粉的设备，下面将以具体实施例的形式一一描述。

具体实施中，所述供粉缸、成型缸可通过控制活塞提升和下降，当然，供粉缸和成型缸还可以通过液压、电动等现有技术的其他方式控制其上升和下降。

本发明的快速成型设备送粉铺粉的方法由于采用上述技术方案，即通过下降供粉缸，使得辊筒滚动至供粉缸的起始送粉位置时，可以将留落到辊筒后方的多余粉料收集到所述供粉缸中，从而有效将供粉缸与成型缸上高于与辊筒底部相切平面的粉料保留到供粉缸，而没有送入溢粉缸，从而减少了溢粉，使得供给同体积成型缸工作的粉量更少，即有效的避免了现有快速成型设备可能出现供粉不足的现象，提高了粉料利用率；本发明的快速成型设备的送粉铺粉方法即可适用于单供粉缸或双供粉缸，还可以适用于其它具有供粉缸和辊筒相配合完成送粉铺粉的设备。

为了进一步减少快速成型设备在送粉铺粉的过程中的溢粉量，即保证供粉缸的供粉量是最佳量，可采用以下两种具体方案实现：

第一种方案，所述步骤A中供粉缸挤出的粉料量等于步骤B铺平在成型缸上的粉料量与步骤C收集到供粉缸的粉料量的和。

第一种方案中，步骤B铺平在成型缸上的粉料量可以通过实验参数得到，而步骤C收集到供粉缸的粉料量可以通过多次实验经验得到，即所述步骤A中供粉缸挤出的粉料量可以通过计算得到。由于该方案与第二种方案的原理相近，因此其具体可以参照第二种方案的方法得到，在此不做具体介绍。

第二种方案，所述步骤A中供粉缸提升的高度H满足公式：S*H=S1*H1+S*H2，其中，S是指供粉缸的底面积，S1是指成型缸的底面积，H1是指步骤B成型缸下降的高度，H2是指步骤C供粉缸下降的高度。

第二种方案中，S，S1是设备参数，可以直接得到，H1也等于快速成型设备生产产品的层高，其是直接可以得到的参数，H2则是通过多次实验得到的经验值参数，例如可以采用以下方式得到：通过设备初始化时辊筒铺送成型缸烧结所需粉量后点动控制供粉缸下降，使得辊筒滚动至送粉位置无溢粉且供粉缸平面光滑无凹痕，此时供粉缸下降的高度即为高度值H2，因此可以通过上述已知参数计算得到H值。

为了使得本领域的技术人员能够更好地理解并实现本发明的技术方案，下面结合说明书附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明。

实施例1：

图1是该实施例快速成型设备送粉铺粉的方法提供的方法流程图，图2是实现该实施例的快速成型设备，参阅图1、图2可知，该实施例的快速成型设备包括供粉缸2、成型缸3、辊筒4和溢粉缸1，供粉缸2和成型缸3的上部处于同一平面，铺粉的辊筒4底部与平面相切。本实施例的送粉铺粉方案包括以下步骤：

步骤10：系统工作初始化；

步骤11：供粉缸2活塞提升高度H并挤出一定粉料量；成型缸3活塞下降一层高H1，辊筒4将挤出的粉料从供粉缸2的左侧开始向右滚动，将供粉缸2活塞挤出的粉料推送平铺到成型缸3上，完成第一次铺粉；

步骤12：供粉缸2活塞下降高度H2，辊筒4运动到供粉缸2的左侧起始送粉位置，同时将留落到辊筒4后方的多余粉料收集到供粉缸2中；

步骤13：重复执行步骤11，步骤12直至产品完成结束。

在此需说明的是，上述实施例中供粉缸2、和成型缸3下降或提升的高度，其参照值均是以成型缸3和供粉缸2的上部位于的同一平面为起点。

在此需说明的是，本实施例的供粉缸2活塞提升的高度H满足公式：S*H=S1*H1+S*H2，其中，S是指供粉缸2的底面积，S1是指成型缸3的底面积S，H1是指快速成型设备生产产品的层高，其是直接可以得到的参数，H2则是通过多次实验得到的经验值参数，例如可以采用以下方式得到：通过设备初始化时辊筒4铺送成型缸3烧结所需粉量后点动控制供粉缸2活塞下降，使得辊筒4滚动至送粉位置无溢粉且供粉缸平面光滑无凹痕，此时供粉缸2活塞下降的高度即为高度值H2，因此可以通过上述已知参数计算得到H值。

实施例2：

如图3、图4所示，该实施例的快速成型设备包括一个成型缸3和位于成型缸3两侧的两个供粉缸2a、2b，成型缸3和两个供粉缸2a、2b的上部处于同一平面，铺粉的辊筒4底部与平面相切。图3是辊筒4从左到右的一次送粉铺粉示意图，图4是辊筒4从右到左的一次送粉铺粉示意图，本实施例的送粉铺粉方案包括以下步骤：

步骤21：系统工作初始化后，左供粉缸2a活塞提升高度H并挤出一定粉料量；成型缸活塞3下降一层高H1，辊筒4将挤出的粉料从左供粉缸2a的左侧开始向右滚动，将左供粉缸2a活塞挤出的粉料推送平铺到成型缸3上，辊筒4至右供粉缸2b的右侧停止，完成第一次铺粉；

步骤22：右供粉缸2b活塞提升高度F并挤出一定粉料量；成型缸3活塞下降一层高H1，辊筒4从右供粉缸2b的右侧开始向左滚动，将右供粉缸2b活塞挤出的粉料推送平铺到成型缸3上，下降左供粉缸2a活塞高度H2，辊筒4运动到左供粉缸2a的左侧起始送粉位置，同时将留落到辊筒4后方的多余粉料收集到左供粉缸2a中，完成一次铺粉；

步骤23：左供粉缸2a活塞提升高度H并挤出一定粉料量；成型缸3活塞下降一层高H1，辊筒4将挤出的粉料从左供粉缸2a的左侧开始向右滚动，将左供粉缸2a活塞挤出的粉料推送平铺到成型缸3上，下降右供粉缸2b活塞高度F2，辊筒4运动到右供粉缸2b的右侧起始送粉位置，同时将留落到辊筒4后方的多余粉料收集到右供粉缸2b中，完成一次铺粉；

步骤24：重复执行步骤22，步骤23直至产品完成结束。

在此需说明的是，上述实施例中左供粉缸2a、右供粉缸2b和成型缸3下降或提升的高度，其参照值均是以成型缸3和两个供粉缸2a、2b的上部位于的同一平面为起点。

在此需说明的是，本实施例的左供粉缸2a活塞提升的高度H满足公式：S*H=S1*H1+S*H2，其中，S是指左供粉缸2a的底面积，S1是指成型缸3的底面积，H1是指快速成型设备生产产品的层高，其是直接可以得到的参数，H2则是通过多次实验得到的经验值参数，例如可以采用以下方式得到：通过设备初始化时辊筒4铺送成型缸3烧结所需粉量后点动控制左供粉缸2a活塞下降，使得辊筒4滚动至送粉位置无溢粉且左供粉缸2a平面光滑无凹痕，此时左供粉缸2a活塞下降的高度即为高度值H2，因此可以通过上述已知参数计算得到H值。

同理，本实施例的右供粉缸2b活塞提升的高度F满足公式：W*F=S1*H1+W*F2，其中，W是指右供粉缸2b的底面积，S1是指成型缸3的底面积，H1是指快速成型设备生产产品的层高，其是直接可以得到的参数，F2则是通过多次实验得到的经验值参数，例如可以采用以下方式得到：通过设备初始化时辊筒4铺送成型缸3烧结所需粉量后点动控制右供粉缸2b活塞下降，使得辊筒4滚动至送粉位置无溢粉且右供粉缸2b平面光滑无凹痕，此时右供粉缸2b活塞下降的高度即为高度值F2，因此可以通过上述已知参数计算得到F值。

实施例3：

如图5所示，该实施例的快速成型设备包括一个成型缸3和分别位于两侧的一个供粉缸2和一个回粉槽5，以及处于两个缸体上部平面上方与之相切的铺粉的辊筒4。本实施例的送粉铺粉方法包括以下步骤：

步骤30：系统工作初始化；

步骤31：供粉缸2活塞提升高度H并挤出一定粉料量；成型缸3活塞下降一层高H1，辊筒4将挤出的粉料从供粉缸2的左侧开始向右滚动，将供粉缸2活塞挤出的粉料推送平铺到成型缸3上，同时下降回粉槽5，将剩余的粉料推送入回粉槽5，辊筒4至回粉槽5的右侧停止；

步骤32：回粉槽5提升，成型缸3活塞下降一层高H1，供粉缸2活塞下降H2，辊筒4从回粉槽5的右侧开始向左滚动，将回粉槽5活塞挤出的粉料再次推送平铺到成型缸3上，辊筒4运动至供粉缸2的左侧起始送粉位置，同时将留落到辊筒4后方的多余粉料收集到供粉缸2中，完成一次铺粉；

步骤33：重复执行步骤31，步骤32直至产品完成结束。

在此需说明的是，上述实施例中供粉缸2、和成型缸3下降或提升的高度，其参照值均是以成型缸和供粉缸2的上部位于的同一平面为起点。

在此需说明的是，由于回粉槽5也可以回收辊筒4后方堆积的粉料，因此本实施例的供粉缸2活塞第一次的送粉铺粉提升的高度H满足公式：S*H=2*S1*H1+2*S*H2，而供粉缸2活塞除第一次之外的送粉铺粉应提升的高度T满足公式：S*T=2*S1*H1+S*H2其中，S是指供粉缸2的底面积，S1是指成型缸3的底面积S，H1是指快速成型设备生产产品的层高，其是直接可以得到的参数，H2则是通过多次实验得到的经验值参数，例如可以采用以下方式得到：通过设备初始化时辊筒4铺送成型缸3烧结所需粉量后点动控制供粉缸2活塞下降，使得辊筒4滚动至送粉位置无溢粉且供粉缸2平面光滑无凹痕，此时供粉缸2活塞下降的高度即为高度值H2，因此可以通过上述已知参数计算得到H值。

在此需说明的是，图2-图5仅仅是本发明实施例快速成型设备在送粉铺粉过程中某一时刻的示意图。另外，图2-图5中的溢粉缸1、左溢粉缸1a、右溢粉缸1b是用于回收快速成型设备在送粉铺粉过程中的溢粉，其是现有技术，因此在此不做详细介绍，当然，本发明的快速成型设备可以包括溢粉缸，也可以不包括溢粉缸，具体需要根据具体情况而定。

可以理解的是，以上三个实施例是本发明的三种实施方式，虽然三个实施例针对不同的快速成型设备其具体执行方法有一点不同，但其基于的是同一发明构思，即通过下降供粉缸，使得辊筒滚动至供粉缸的起始送粉位置时，可以将留落到辊筒后方的多余粉料收集到所述供粉缸中，从而有效将供粉缸与成型缸上高于与辊筒底部相切平面的粉料保留到供粉缸，而没有送入溢粉缸，从而减少了溢粉，进一步使得供给同体积成型缸工作的粉量更少，即有效的避免了现有快速成型设备可能出现供粉不足的现象，提高了粉料利用率。

以上三个实施例仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均应属于本发明的保护范围。应当指出，在不脱离本发明原理前提下的若干修改和修饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种快速成型设备送粉铺粉的方法，包括：

步骤A，供粉缸提升并挤出一定粉料量；

步骤B，成型缸下降，辊筒将挤出的粉料从供粉缸推送至成型缸上，并均匀铺平；

其特征在于：还包括：

步骤C，下降供粉缸，辊筒滚动至供粉缸的起始送粉位置，同时将多余粉料收集到所述供粉缸中。

2.根据权利要求1所述的快速成型设备送粉铺粉的方法，其特征在于，所述步骤A中供粉缸挤出的粉料量等于步骤B铺平在成型缸上的粉料量与步骤C收集到供粉缸的粉料量的和。

3.根据权利要求1所述的快速成型设备送粉铺粉的方法，其特征在于，所述步骤A中供粉缸提升的高度H满足公式：S*H=S1*H1+S*H2，其中，S是指供粉缸的底面积，S1是指成型缸的底面积，H1是指步骤B成型缸下降的高度，H2是指步骤C供粉缸下降的高度。

4.根据权利要求2或3所述的快速成型设备送粉铺粉的方法，其特征在于，所述供粉缸通过控制活塞提升和下降。

5.根据权利要求2或3所述的快速成型设备送粉铺粉的方法，其特征在于，所述成型缸通过控制活塞提升和下降。

6.根据权利要求1至3任一项所述的快速成型设备送粉铺粉的方法，其特征在于，所述快速成型设备包括供粉缸、成型缸和辊筒。

7.根据权利要求1至3任一项所述的快速成型设备送粉铺粉的方法，其特征在于，所述快速成型设备包括第一供粉缸、第二供粉缸、成型缸和辊筒。

8.根据权利要求1至3任一项所述的快速成型设备送粉铺粉的方法，其特征在于，所述快速成型设备包括供粉缸、成型缸、辊筒和回粉槽。

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