CN105618757B - 一种金属3d打印机的精密吹粉和自动除尘供料装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及3D打印技术领域，特别涉及一种金属3D打印机的精密吹粉和自动除尘供料装置，包括垂直设置并且与3D打印机顶部的集料桶连接的粉料输送管道；所述粉料输送管道的底部安装有雾化仓；所述雾化仓的底部安装有浮落仓；取消了设置在密封仓内的供料缸，使得密封仓体积明显缩小，缩短了密封仓抽真空所需时间；根据实际需要量铺设待融化粉层，避免向密封仓内带入大量多余粉料，每次铺料过程中自动将大于一个待融化粉层的粉料余量回收到设置在3D打印机下部的供料桶内。实现了定量供料和自动回收多余粉料的功能，避免多余粉料与空气接触发生氧化，减少了3D打印过程中金属粉料的浪费，降低了对多余粉料的回收难度。

Description

一种金属3D打印机的精密吹粉和自动除尘供料装置
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，特别涉及一种金属3D打印机的精密吹粉和自动除尘供料装置。
背景技术
金属3D打印机成形时，先在工作台上用供料装置铺粉系统铺一层粉末材料，然后，激光束在计算机的控制下，根据截面轮廓的信息，对实体部分的粉末进行扫描，使粉末的温度升至熔点以上，被扫描到的粉末熔化后又降到熔点以下，相互粘结得到一个烧结面，非扫描区的粉末仍呈松散状，作为工件和下一层粉末的支撑。一层成形完成后，工作台下降一层的高度，再进行下一层的铺料和成形，如此循环，最终成型三维实体零件，现有装置设计采用的是一个工作缸加一个供料缸的双缸结构，提供送供料缸的上下往复运动和工作缸上左右往复运动的铺粉辊相互配合实现铺粉动作。
由于金属3D打印机设备一般采用500W以上大功率光纤激光器，激光器输出激光经扩束镜和动态聚焦单元后，由两扫描振镜实现x、y轴方向扫描，在此光路中如果光束经过的镜片上有微小粉尘都会造成镜片的烧毁，所以对激光扫描系统的密封有着非常高的要求。
工作缸和供料缸被固定在主机架上，在加工过程中，当一层扫描完成后，工作缸活塞和供料缸活塞在工作缸电机和供料电机的驱动下分别上下移动一个加工层片厚度的距离，由铺粉机构将供料缸中推出的粉末材料推到工作缸上方，均匀形成一层待融化粉层。
如果在大气环境下进行快速成型加工，由于氧化作用的存在，成型件的表面及内部性能都会有极大影响，严重影响成型件的机械性能和物理性能，所以工作室内必须预抽真空，且需加入氩气或氮气保护气体，并带气体净化装置，以保证激光扫描系统工作在无尘状态。
现有金属3D打印机所使用的供料装置为了保证加工产品不被氧化，把供料缸和成型舱一起使用抽真空装置，导致供料装置体积庞大，现有供料装置由于抽真空时间较长，造成设备生产效率较低。
现有快速成型供粉为供料缸供粉，供料缸装粉量远大于成型所需的粉量，成型完成后要将多余的粉收集起来，以防止金属粉与空气接触发生氧化，工作量大；由于供料缸中的金属粉的余量较多，金属粉在生产完成后，开密封舱门取产品过程中金属粉易氧化；成型密封舱容积较大，抽真空需较长时间才能达到要求，生产效率容易受到影响；由于供料缸的存在，设备体积庞大。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术的不足，提供一种金属3D打印机的精密吹粉和自动除尘供料装置，取消了设置在密封仓内的供料缸，使得密封仓体积明显缩小，缩短了密封仓抽真空所需时间；通过粉料输送管道与设置在3D打印机顶部的供料桶连接，将精密吹粉和自动除尘供料装置延伸至密封仓内，根据实际需要量铺设待融化粉层，避免向密封仓内带入大量多余粉料，每次铺料过程中自动将大于一个待融化粉层的粉料余量回收到设置在3D打印机下部的供料桶内。实现了定量供料和自动回收多余粉料的功能，避免多余粉料与空气接触发生氧化，减少了3D打印过程中金属粉料的浪费，降低了对多余粉料的回收难度。
为解决上述问题，本发明提供以下技术方案：
一种金属3D打印机的精密吹粉和自动除尘供料装置，包括垂直设置并且与3D打印机顶部的集料桶连接的粉料输送管道；所述粉料输送管道的底部安装有雾化仓；所述雾化仓的底部安装有浮落仓；所述粉料输送管道的下端内部安装有倾斜挡料板；所述倾斜挡料板将粉料输送管道分割为用于临时储存粉料的储料室和与雾化仓连通的消尘室；所述倾斜挡料板下端与粉料输送管道内壁之间形成落料口；所述落料口处安装有粉料计量泵；所述雾化仓侧壁设有进气接头，消尘室侧壁安装有排气接头；所述浮落仓内安装有电极和消尘器。
进一步地，所述进气接头安装有向雾化仓内延伸的雾化喷头。
进一步地，所述排气接头安装有电磁阀。
进一步地，所述雾化仓与浮落仓之间安装有供粉料通过的丝网。
进一步地，所述粉料输送管道与3D打印机顶部的集料桶之间安装有截止阀。
有益效果：本发明的一种金属3D打印机的精密吹粉和自动除尘供料装置，取消了设置在密封仓内的供料缸，使得密封仓体积明显缩小，缩短了密封仓抽真空所需时间；通过粉料输送管道与设置在3D打印机顶部的供料桶连接，将精密吹粉和自动除尘供料装置延伸至密封仓内，根据实际需要量铺设待融化粉层，避免向密封仓内带入大量多余粉料，每次铺料过程中自动将大于一个待融化粉层的粉料余量回收到设置在3D打印机下部的供料桶内。实现了定量供料和自动回收多余粉料的功能，避免多余粉料与空气接触发生氧化，减少了3D打印过程中金属粉料的浪费，降低了对多余粉料的回收难度。
附图说明
图1为本发明在3D打印机上的安装示意图；
图2为本发明的结构示意图；
附图标记说明：3D打印机1，集料桶2，粉料输送管道3，雾化仓4，浮落仓5，倾斜挡料板6，计量泵7，进气接头8，排气接头9，电极10，消尘器11，雾化喷头12，电磁阀13，丝网14，截止阀15。
具体实施方式
下面结合说明书附图和实施例，对本发明的具体实施例做进一步详细描述：
参照图1和图2所示的一种金属3D打印机的精密吹粉和自动除尘供料装置，包括垂直设置并且与3D打印机1顶部的集料桶2连接的粉料输送管道3；所述粉料输送管道3的底部安装有雾化仓4；所述雾化仓4的底部安装有浮落仓5；所述粉料输送管道3的下端内部安装有倾斜挡料板6；所述倾斜挡料板6将粉料输送管道3分割为用于临时储存粉料的储料室和与雾化仓4连通的消尘室；所述倾斜挡料板6下端与粉料输送管道3内壁之间形成落料口；所述落料口处安装有粉料计量泵7；所述雾化仓4侧壁设有进气接头8，消尘室侧壁安装有排气接头9；所述浮落仓5内安装有电极10和消尘器11。
所述进气接头8安装有向雾化仓4内延伸的雾化喷头12，进气接头8通过管道与空气压缩机连接。
所述排气接头9安装有电磁阀13，排气接头9经电磁阀13与设置在3D打印机1下部用于回收粉料的供料桶连接。
所述雾化仓4与浮落仓5之间安装有供粉料通过的丝网14。
所述粉料输送管道3与3D打印机1顶部的集料桶2之间安装有截止阀15。
本发明的工作原理如下：
首先打开设置在粉料输送管道3上的截止阀15，向储料室内导入金属粉末，金属粉末的导入量大于一次铺设所需的实际粉量，并通过设置在出料口处的计量泵7将金属粉末导入到雾化仓4内。雾化仓4的侧壁上设有与空气压缩机连接的进气接头8，压缩空气经雾化喷头12进入到雾化仓4内，再经设置在消尘室侧壁上的排气接头9和电磁阀13进入到设置在3D打印机1下部的供料桶内，通过控制电磁阀13的阀门开度保持雾化仓4内气压恒定，进入到雾化仓4内的金属粉末在雾化喷头12的作用下均匀雾化，使金属粉末均匀悬浮在雾化仓4内；设置在雾化仓4底部的浮落仓5内安装有电极10，根据实际铺粉量的需要产生定量的正电荷，由于金属粉末自带负电荷，因此与正电荷等量的金属粉末在正电荷的吸引力作用下穿过丝网14进入到浮落仓5内并均匀悬浮在浮落仓5内，均匀悬浮在浮落仓5内的金属粉末在消尘器11的作用下落到工作平面上，完成定量铺粉动作。定量铺粉动作完成后，通过加大排气接头9上电磁阀13的阀门开度，降低雾化仓4内的空气压力，加大自进气接头8到排气接头9方向的空气流速，将一次供料过程中多余的金属粉料回收到设置在3D打印机1下部的供料桶内，完成自动除尘动作。
需要说明的是，在工件打印完成后，打开密封仓取件之前，需要关闭粉料输送管道3上的截止阀15和排气接头9上的电磁阀13，以确保供料桶内的金属粉料与空气隔绝，避免金属粉料氧化。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的技术范围作出任何限制，故凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。

Claims (5)

1.一种金属3D打印机的精密吹粉和自动除尘供料装置，其特征在于：包括垂直设置并且与3D打印机(1)顶部的集料桶(2)连接的粉料输送管道(3)；所述粉料输送管道(3)的底部安装有雾化仓(4)；所述雾化仓(4)的底部安装有浮落仓(5)；所述粉料输送管道(3)的下端内部安装有倾斜挡料板(6)；所述倾斜挡料板(6)将粉料输送管道(3)分割为用于临时储存粉料的储料室和与雾化仓(4)连通的消尘室；所述倾斜挡料板(6)下端与粉料输送管道(3)内壁之间形成落料口；所述落料口处安装有粉料计量泵(7)；所述雾化仓(4)侧壁设有进气接头(8)，消尘室侧壁安装有排气接头(9)；所述浮落仓(5)内安装有电极(10)和消尘器(11)。
2.根据权利要求1所述的一种金属3D打印机的精密吹粉和自动除尘供料装置，其特征在于：所述进气接头(8)安装有向雾化仓(4)内延伸的雾化喷头(12)。
3.根据权利要求1所述的一种金属3D打印机的精密吹粉和自动除尘供料装置，其特征在于：所述排气接头(9)安装有电磁阀(13)。
4.根据权利要求1所述的一种金属3D打印机的精密吹粉和自动除尘供料装置，其特征在于：所述雾化仓(4)与浮落仓(5)之间安装有供粉料通过的丝网(14)。
5.根据权利要求1所述的一种金属3D打印机的精密吹粉和自动除尘供料装置，其特征在于：所述粉料输送管道(3)与3D打印机(1)顶部的集料桶(2)之间安装有截止阀(15)。
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