CN104772461B - 一种激光粉末快速成形机精量铺粉装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种激光粉末快速成形机精量铺粉装置，包括基础安装板、铺粉辊、驱动铺粉辊转动的铺粉辊转动装置、驱动铺粉辊往复行走的铺粉辊滑动装置和铺粉活动槽装置，铺粉活动槽装置包括铺粉落槽基座、铺粉落槽移动接斗；铺粉落槽基座的上部是粉料槽体，两侧是左落槽和右落槽，铺粉落槽移动接斗分为左接料斗和右接料斗；铺粉落槽移动接斗设置在铺粉落槽基座的粉料槽体中，铺粉落槽移动接斗在铺粉落槽基座的粉料槽体中左右移动、使所述左接料斗和右接料斗在不同时间分别对应于铺粉落槽基座的左落槽和右落槽。本发明的有益效果是：控制铺粉装置在一个铺粉行程铺粉区域，实现了选择性铺粉，提高粉料利用率，提高铺粉精度和成品成形精度。
Description
技术领域
本发明属于激光粉末快速成形设备，尤其涉及一种激光粉末快速成形机精量铺粉装置。
背景技术
目前，3D打印技术正在迅速兴起，激光粉末快速成形是一种比较成熟的3D打印方法。激光粉末快速成形过程是采用铺粉棍将一层粉末材料平铺在已成形零件的上表面，并加热至恰好低于该粉末烧结点的某一温度，控制系统控制激光束按照该层的截面轮廓在粉末上扫描，使粉末的温度升至熔化点，进行烧结，并与下面已成形的部分实现粘结。当一层截面烧结完成后，工作台下降一个层的厚度，铺粉辊又在上面铺上一层均匀密实的粉末，进行新一层截面的烧结，直至完成整个模型,在整个成形过程中，铺粉环节起着很重要的作用。目前的铺粉装置在每个铺粉行程将粉料在打印平面上全部铺满，铺粉面积大，铺粉量多；而铺粉的面积越大，其铺粉精度越低，成品的成形精度也越低，同时大量的未烧结的粉料在设备中循环，增加了打印过程中粉料的使用量，而大量被加热后未被使用的循环粉料会消耗大量的能量。
发明内容
本发明的目的是提出一种激光粉末快速成形机精量铺粉装置的技术方案，控制铺粉装置的铺粉，提高铺粉精度和成品的成形精度。
为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种激光粉末快速成形机精量铺粉装置，安装在激光粉末快速成形机上，包括总体机架和与总体机架固定连接的基础安装板，在所述基础安装板上装有铺粉辊、驱动铺粉辊转动的铺粉辊转动装置、驱动铺粉辊往复行走的铺粉辊滑动装置；在所述精量铺粉装置中设有铺粉活动槽装置，所述铺粉活动槽装置包括铺粉落槽基座、铺粉落槽移动接斗；
所述铺粉落槽基座的横截面是门形结构，门形结构的铺粉落槽基座的上部是粉料槽体，所述粉料槽体的底面是落槽底板，门形结构的铺粉落槽基座的两侧是左落槽和右落槽，所述左落槽和右落槽的下端是粉料下落的开口，左落槽和右落槽的上端与所述粉料槽体连通；粉料槽体设置在铺粉辊的上方，左落槽和右落槽分别设置在铺粉辊的径向方向的两侧；
所述铺粉落槽移动接斗是底面开放的接料斗，铺粉落槽移动接斗的中间设有隔板，将铺粉落槽移动接斗分隔为左接料斗和右接料斗；
铺粉落槽移动接斗设置在铺粉落槽基座的粉料槽体中，铺粉落槽移动接斗的宽度对应于铺粉落槽基座的落槽底板的宽度，铺粉落槽移动接斗的底面与铺粉落槽基座的落槽底板接触，铺粉落槽移动接斗在铺粉落槽基座的粉料槽体中左右移动、使所述左接料斗和右接料斗在不同时间分别对应于铺粉落槽基座的左落槽和右落槽。
更进一步，为了使左接料斗和右接料斗中的粉料分别落入铺粉落槽基座的左落槽和右落槽，所述铺粉落槽移动接斗的左接料斗的底面宽度小于铺粉落槽基座的左落槽上端的开口宽度，铺粉落槽移动接斗的隔板在铺粉落槽基座的粉料槽体中向左移动不超过所述落槽底板的左侧边沿；所述铺粉落槽移动接斗的右接料斗的底面宽度小于铺粉落槽基座的右落槽上端的开口宽度，铺粉落槽移动接斗的隔板在铺粉落槽基座的粉料槽体中向右移动不超过所述落槽底板的右侧边沿。
更进一步，所述铺粉落槽移动接斗由一台活动槽驱动电机驱动，所述活动槽驱动电机带动一只铺粉活动槽移动轴转动，所述铺粉活动槽移动轴在铺粉落槽移动接斗的两端分别带动一个接斗齿轮-齿条传动副，所述接斗齿轮-齿条传动副带动铺粉落槽移动接斗左右移动。
更进一步，所述铺粉活动槽装置设有控制活动槽驱动电机的控制器，所述控制器控制活动槽驱动电机的启动时间、运转时间、转动方向。
本发明的有益效果是：控制铺粉装置在一个铺粉行程铺粉区域，实现了选择性铺粉，提高粉料利用率，提高铺粉精度和成品成形精度。
下面结合附图和实施例对本发明作一详细描述。
附图说明
图1是本发明在激光粉末快速成形机中的结构图；
图2是本发明结构图；
图3是本发明铺粉活动槽装置和铺粉辊转动装置结构图；
图4是本发明铺粉落槽基座结构图；
图5是本发明铺粉落槽移动接斗结构图；
图6是图3的B部局部放大图；
图7是图3的C部局部剖视放大图；
图8是图3的A-A剖视图；
图9是本发明落粉操作示意图
图10是本发明向左铺粉的操作示意图；
图11是本发明向右铺粉的操作示意图。
具体实施方式
如图1至图8，一种激光粉末快速成形机精量铺粉装置，安装在激光粉末快速成形机上，包括基础安装板6、铺粉辊29、驱动铺粉辊转动的铺粉辊转动装置、驱动铺粉辊往复行走的铺粉辊滑动装置；在所述精量铺粉装置中设有铺粉活动槽装置，所述铺粉活动槽装置包括铺粉落槽基座32、铺粉落槽移动接斗33。
所述铺粉落槽基座的横截面是门形结构，门形结构的铺粉落槽基座的上部是粉料槽体321，所述粉料槽体的底面是落槽底板322，门形结构的铺粉落槽基座的两侧是左落槽323和右落槽324，所述左落槽和右落槽的下端是粉料下落的开口，左落槽和右落槽的上端与所述粉料槽体连通；粉料槽体设置在铺粉辊的上方，左落槽和右落槽分别设置在铺粉辊的径向方向的两侧。
所述铺粉落槽移动接斗是底面开放的接料斗，铺粉落槽移动接斗的中间设有隔板331，将铺粉落槽移动接斗分隔为左接料斗332和右接料斗333；
铺粉落槽移动接斗设置在铺粉落槽基座的粉料槽体中，铺粉落槽移动接斗的宽度W1对应于铺粉落槽基座的落槽底板的宽度W2，铺粉落槽移动接斗的底面与铺粉落槽基座的落槽底板接触，铺粉落槽移动接斗在铺粉落槽基座的粉料槽体中左右移动、使所述左接料斗和右接料斗在不同时间分别对应于铺粉落槽基座的左落槽和右落槽。
所述铺粉落槽移动接斗的左接料斗的底面宽度W3小于铺粉落槽基座的左落槽上端的开口宽度W4，铺粉落槽移动接斗的隔板在铺粉落槽基座的粉料槽体中向左移动不超过所述落槽底板的左侧边沿325；所述铺粉落槽移动接斗的右接料斗的底面宽度W5小于铺粉落槽基座的右落槽上端的开口宽度W6，铺粉落槽移动接斗的隔板在铺粉落槽基座的粉料槽体中向右移动不超过所述落槽底板的右侧边沿326。
所述铺粉落槽移动接斗由一台活动槽驱动电机37驱动，所述活动槽驱动电机带动一只铺粉活动槽移动轴41转动，所述铺粉活动槽移动轴在铺粉落槽移动接斗的两端分别带动一个接斗齿轮-齿条传动副42，所述接斗齿轮-齿条传动副带动铺粉落槽移动接斗左右移动。
所述铺粉活动槽装置设有控制活动槽驱动电机的控制器，所述控制器控制活动槽驱动电机的启动时间、运转时间、转动方向。
实施例一：
如图1至图8，一种激光粉末快速成形机精量铺粉装置, 安装在激光粉末快速成形机上。激光粉末快速成形机包括总体机架1、激光振镜扫描装置2、工作缸装置3、落粉装置4、精确定量铺粉装置5和控制系统。所述激光振镜扫描装置2、工作缸装置3、落粉装置4、精确定量铺粉装置5固定安装在所述总体机架1上，所述激光振镜扫描装置2、工作缸装置3、落粉装置4、精确定量铺粉装置5与所述控制系统之间电连接。
所述精确定量铺粉装置5包括基础安装板6、除粉接槽7、驱动铺粉辊29往复行走的铺粉辊滑动装置8、驱动铺粉辊转动的铺粉辊转动装置9、铺粉活动槽装置10，所述基础安装板6固定安装在所述总体机架1上，所述除粉接槽7、铺粉辊滑动装置8、铺粉辊转动装置9、铺粉活动槽装置10安装在所述基础安装板6上。
所述铺粉辊滑动装置8包括带轮主动侧安装底板11、铺粉滑动导轨12、带轮从动侧支撑体13、带轮主动侧支撑体14、带轮主动侧转轴15、滑动驱动电机16、第一皮带传动副17、第二皮带传动副18、滑动电机安装座19、同步带齿形压块20、铺粉辊驱动轴安装座21、铺粉转动安装基板22、滑块23。所述铺粉滑动导轨12、带轮主动侧安装底板11、所述带轮从动侧支撑体13安装在所述基础安装板6上，所述滑块23沿着所述铺粉滑动导轨12滑动，所述铺粉转动安装基板22固定安装在所述滑块23上，所述铺粉辊驱动轴安装座21固定安装在所述铺粉转动安装基板22上，所述同步带齿形压块20与所述铺粉辊驱动轴安装座21将所述第二皮带传动副18中的皮带压住，所述滑动电机安装座19固定安装在所述带轮主动侧支撑体14上，所述带轮主动侧支撑体14固定安装在所述带轮主动侧安装底板11上，所述滑动驱动电机16通过第一皮带传动副17带动所述带轮主动侧转轴15转动，再通过第二皮带传动18带动所述同步带齿形压块20、铺粉辊驱动轴安装座21、铺粉转动安装基板22、滑块23沿着所述铺粉滑动导轨12滑动。
所述铺粉辊转动装置9包括铺粉辊转动驱动电机24、铺粉辊转动驱动电机安装座25、铺粉辊转动驱动轴26、第三皮带传动副27、铺粉辊转动轴28、铺粉辊29、铺粉辊安装两侧座30，所述铺粉辊29安装在所述铺粉辊安装两侧座30上，所述铺粉辊安装两侧座30固定安装在所述铺粉转动安装基板22上，所述铺粉辊29、所述铺粉辊安装两侧座30可随着所述铺粉转动安装基板22沿着所述铺粉滑动导轨12滑动，所述铺粉辊转动驱动电机安装座25固定安装在所述铺粉辊驱动轴安装座21上，所述铺粉辊转动驱动轴26穿设所述铺粉辊驱动轴安装座21，所述铺粉辊转动驱动电机24安装在所述铺粉辊转动驱动电机安装座25上，所述铺粉辊转动驱动电机24带动所述铺粉辊转动驱动轴26旋转，所述铺粉辊转动驱动轴26通过第三皮带传动27副带动所述铺粉辊转动轴28旋转，所述铺粉辊转动轴28带动所述铺粉辊29转动。
如图3至图8所示，所述铺粉活动槽装置10包括安装座31、铺粉落槽基座32、铺粉落槽移动接斗33、线性滑轨34、线性滑块35、活动槽移动挂板36、活动槽驱动电机37、活动槽驱动电机安装座38、活动槽驱动轴39、齿轮传动副40、铺粉活动槽移动轴41、齿轮齿条传动副42。
如图4所示，所述铺粉落槽基座的横截面是门形结构，门形结构的铺粉落槽基座的上部是粉料槽体321，所述粉料槽体的底面是宽度为W2的落槽底板322，门形结构的铺粉落槽基座的两侧是左落槽323和右落槽324，所述左落槽和右落槽的下端是粉料下落的开口，左落槽和右落槽的上端与所述粉料槽体连通；粉料槽体设置在铺粉辊的上方，左落槽和右落槽分别设置在铺粉辊的径向方向的两侧。在铺粉落槽基座的两端设有落槽固定座327，落槽固定座327固定安装在所述安装座31上。
如图5所示，所述铺粉落槽移动接斗是底面开放的接料斗，铺粉落槽移动接斗的中间设有隔板331，将铺粉落槽移动接斗分隔为左接料斗332和右接料斗333。铺粉落槽移动接斗设置在铺粉落槽基座的粉料槽体321中，铺粉落槽移动接斗的宽度W1对应于铺粉落槽基座的落槽底板的宽度W2，铺粉落槽移动接斗的底面与铺粉落槽基座的落槽底板接触，铺粉落槽移动接斗在铺粉落槽基座的粉料槽体中左右移动、使所述左接料斗和右接料斗在不同时间分别对应于铺粉落槽基座的左落槽和右落槽。在铺粉落槽移动接斗的两端设有接斗固定座334，铺粉落槽移动接斗通过接斗固定座334固定安装在所述活动槽移动挂板36上。
如图8所示，所述铺粉落槽移动接斗的左接料斗的底面宽度W3小于铺粉落槽基座的左落槽上端的开口宽度W4，铺粉落槽移动接斗的隔板在铺粉落槽基座的粉料槽体中向左移动不超过所述落槽底板的左侧边沿325；所述铺粉落槽移动接斗的右接料斗的底面宽度W5小于铺粉落槽基座的右落槽上端的开口宽度W6，铺粉落槽移动接斗的隔板在铺粉落槽基座的粉料槽体中向右移动不超过所述落槽底板的右侧边沿326。
所述活动槽驱动电机安装座38固定安装在所述铺粉辊驱动轴安装座21上，所述安装座31固定安装在所述铺粉转动安装基板22上，所述线性滑轨34固定安装在所述安装座31上，所述线性滑块35沿着所述线性滑轨34滑动，所述铺粉落槽基座32固定安装在所述安装座31上，所述活动槽移动挂板36固定安装在所述齿轮齿条传动副42中的齿条以及所述线性滑块35上，所述铺粉落槽移动接斗33固定安装在所述活动槽移动挂板36上，所述活动槽驱动轴39穿过所述铺粉辊驱动轴安装座21，所述活动槽驱动电机37带动所述活动槽驱动轴39旋转，活动槽驱动轴39通过所述齿轮传动副40带动所述铺粉活动槽移动轴41旋转，所述铺粉活动槽移动轴在铺粉落槽移动接斗的两端分别带动一个接斗齿轮-齿条传动副42，使接斗齿轮-齿条传动副42中的齿条移动，接斗齿轮-齿条传动副42中的齿条带动所述活动槽移动挂板36、铺粉落槽移动接斗33、线性滑块35沿着所述线性滑轨34滑动。
所述铺粉活动槽装置设有控制活动槽驱动电机的控制器，所述控制器控制活动槽驱动电机的启动时间、运转时间、转动方向。
在实际工作中，铺粉辊滑动装置8最终实现铺粉辊29沿着所述铺粉滑动导轨12滑动，铺粉辊转动装置9最终实现所述铺粉辊29自身转动，铺粉活动槽装置10最终实现接斗33沿着所述线性滑轨34左右滑动，所述铺粉辊滑动装置8、铺粉辊转动装置9、铺粉活动槽装置10相互配合实现精确定量铺粉。
如图9，在铺粉装置运行时，落粉装置将粉料50填入铺粉落槽移动接斗的左接料斗332和右接料斗333中，填入量由控制系统根据铺粉区域的面积控制。如图10，铺粉辊滑动装置驱动铺粉活动槽装置自右向左运动，当铺粉活动槽装置运动到设定的铺粉位置时，铺粉活动槽装置的控制器控制活动槽驱动电机启动，活动槽驱动电机通过活动槽驱动轴39、齿轮传动副40、铺粉活动槽移动轴41、齿轮齿条传动副42、活动槽移动挂板36带动铺粉落槽移动接斗33向左移动，使铺粉落槽移动接斗的左接料斗332中的粉料落入铺粉落槽基座的左落槽323中，铺粉辊转动装置驱动铺粉辊转动，将粉料均匀的铺设在铺粉区域，完成向左铺粉的操作。
如图11，向左铺粉的操作完成后，铺粉辊滑动装置驱动铺粉活动槽装置自左向右运动，当铺粉活动槽装置运动到设定的铺粉位置时，铺粉活动槽装置的控制器控制活动槽驱动电机启动，活动槽驱动电机通过驱动铺粉落槽移动接斗33向右移动，使铺粉落槽移动接斗的右接料斗333中的粉料落入铺粉落槽基座的右落槽324中，铺粉辊转动装置驱动铺粉辊转动，将粉料均匀的铺设在铺粉区域，完成向右铺粉的操作。然后进入下一个铺粉工作循环。
本实施例的精量铺粉装置可控制铺粉装置在一个铺粉行程铺粉区域，实现了选择性铺粉，可提高粉料利用率，提高铺粉精度和成品成形精度。
Claims (4)
1.一种激光粉末快速成形机精量铺粉装置，安装在激光粉末快速成形机上，包括总体机架和与总体机架固定连接的基础安装板，在所述基础安装板上装有铺粉辊、驱动铺粉辊转动的铺粉辊转动装置、驱动铺粉辊往复行走的铺粉辊滑动装置；其特征在于，在所述精量铺粉装置中设有铺粉活动槽装置，所述铺粉活动槽装置包括铺粉落槽基座、铺粉落槽移动接斗；
所述铺粉落槽基座的横截面是门形结构，门形结构的铺粉落槽基座的上部是粉料槽体，所述粉料槽体的底面是落槽底板，门形结构的铺粉落槽基座的两侧是左落槽和右落槽，所述左落槽和右落槽的下端是粉料下落的开口，左落槽和右落槽的上端与所述粉料槽体连通；粉料槽体设置在铺粉辊的上方，左落槽和右落槽分别设置在铺粉辊的径向方向的两侧；
所述铺粉落槽移动接斗是底面开放的接料斗，铺粉落槽移动接斗的中间设有隔板，将铺粉落槽移动接斗分隔为左接料斗和右接料斗；
铺粉落槽移动接斗设置在铺粉落槽基座的粉料槽体中，铺粉落槽移动接斗的宽度对应于铺粉落槽基座的落槽底板的宽度，铺粉落槽移动接斗的底面与铺粉落槽基座的落槽底板接触，铺粉落槽移动接斗在铺粉落槽基座的粉料槽体中左右移动、使所述左接料斗和右接料斗在不同时间分别对应于铺粉落槽基座的左落槽和右落槽。
2.根据权利要求1所述的一种激光粉末快速成形机精量铺粉装置，其特征在于，所述铺粉落槽移动接斗的左接料斗的底面宽度小于铺粉落槽基座的左落槽上端的开口宽度，铺粉落槽移动接斗的隔板在铺粉落槽基座的粉料槽体中向左移动不超过所述落槽底板的左侧边沿；所述铺粉落槽移动接斗的右接料斗的底面宽度小于铺粉落槽基座的右落槽上端的开口宽度，铺粉落槽移动接斗的隔板在铺粉落槽基座的粉料槽体中向右移动不超过所述落槽底板的右侧边沿。
3.根据权利要求1所述的一种激光粉末快速成形机精量铺粉装置，其特征在于，所述铺粉落槽移动接斗由一台活动槽驱动电机驱动，所述活动槽驱动电机带动一只铺粉活动槽移动轴转动，所述铺粉活动槽移动轴在铺粉落槽移动接斗的两端分别带动一个接斗齿轮-齿条传动副，所述接斗齿轮-齿条传动副带动铺粉落槽移动接斗左右移动。
4.根据权利要求3所述的一种激光粉末快速成形机精量铺粉装置，其特征在于，所述铺粉活动槽装置设有控制活动槽驱动电机的控制器，所述控制器控制活动槽驱动电机的启动时间、运转时间、转动方向。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| EXSB | Decision made by sipo to initiate substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Chen Xiaoming Inventor after: Ma Hongwei Inventor after: Yu Heng Inventor after: Xu Dong Inventor before: Qian Bo Inventor before: Ma Hongwei |
|
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20221019 Address after: 102308 Room 102, floor 1, building 2, No. 1, Huayuan Road, Shilong Industrial Zone, Mentougou District, Beijing Patentee after: Beijing Dehui Intelligent Technology Co.,Ltd. Address before: 100071 99 Zhang Yi Cun road, Fengtai District, Beijing, 251-256 Patentee before: BEIJING YIBO 3D TECHNOLOGY CO.,LTD. |
|
| TR01 | Transfer of patent right |