CN105817623A - 用于制造三维物体的刮刀调平装置及调平方法 - Google Patents

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Abstract

一种用于制造三维物体的刮刀调平装置及调平方法,其中刮刀调平装置包括两个或两个以上距离传感器以及用于显示距离传感器检测数据的显示单元,所述两个或两个以上距离传感器安装在刮刀固定机构上,且两个或两个以上距离传感器处于同一水平位置,以使根据显示单元显示的距离传感器检测的数据对成型基板和刮刀进行调平,本发明的用于制造三维物体的刮刀调平装置及调平方法不仅避免了采用塞尺进行调节而造成的设备损坏,而且通过采用距离传感器检测,使得本发明用于制造三维物体的刮刀调平装置及调平方法对刮刀调平的准确度更高,操作更简单,更规范。

Description

用于制造三维物体的刮刀调平装置及调平方法
技术领域
本发明属于增材制造领域,具体涉及一种用于制造三维物体的刮刀调平装置及调平方法。
背景技术
增材制造技术(AdditiveManufacturing,简称AM)是一项具有数字化制造、高度柔性和适应性、直接CAD模型驱动、快速、材料类型丰富多样等鲜明特点的先进制造技术,自二十世纪八十年代末发展至今,己成为现代先进制造技术中的一项支柱技术。选区激光熔化技术(SelectiveLaserMelting,简称SLM)是近年来发展迅速的增材制造技术之一,其以粉末材料为原料,采用激光对三维实体的截面进行逐层扫描完成原型制造,不受零件形状复杂程度的限制,不需要任何的工装模具,应用范围广。选区激光熔化工艺的基本过程是:送粉装置将一定量粉末送至工作台面,铺粉装置将一层粉末材料平铺在成型缸已成型零件的上表面,振镜控制激光器按照该层的截面轮廓对实心部分粉末层进行扫描,使粉末的温度升至熔化点,粉末熔化烧结并与下面已成型的部分实现粘接;当一层截面烧结完后,工作台下降一个层的厚度,铺粉装置又在上面铺上一层均匀密实的粉末,进行新一层截面的扫描烧结,经若干层扫描叠加,直至完成整个三维实体制造。
目前,刮刀已成为铺粉装置的常用部件,其控制的精准度对整个三维物体制造起着至关重要作用,因此,为了确保刮刀的工作精准,在其工作前,务必先进行刮刀调平工艺。现有刮刀调平工艺,首先将刮刀通过压板安装在刮刀座上,刮刀底面与成型基板的距离通过刮刀座两端的挂钩来进行粗调节;在粗调节好的前提下,通过塞尺来判断刮刀底面与成型基板的距离是否一致,进行精调节;这样的调节不仅比较费时,还由于人工肉眼判断造成精度不高,而且,经常用塞尺塞入成型基本与刮刀底面之间,容易损伤刮刀底面和成型基板表面,进而造成设备损坏。
发明内容
针对现有技术存在的上述技术问题,本发明提供了一种避免设备损坏,且准确度高的用于制造三维物体的刮刀调平装置及调平方法。
为解决上述技术问题,本发明采用以下技术方案:
一种用于制造三维物体的刮刀调平装置,包括两个或两个以上距离传感器以及用于显示距离传感器检测数据的显示单元,所述两个或两个以上距离传感器安装在刮刀固定机构上,且两个或两个以上距离传感器处于同一水平位置,以使根据显示单元显示的距离传感器检测的数据对成型基板和刮刀进行调平。
作为本发明进一步优选地方案,所述刮刀固定机构包括刮刀座以及两个或两个以上用于安装距离传感器的安装座,所述刮刀座上设有与安装座匹配相连的凹槽,所述两个或两个以上距离传感器分别通过安装座固定安装在刮刀固定机构上。
作为本发明进一步优选地方案,所述刮刀固定机构包括刮刀和压板,所述刮刀通过压板安装在刮刀座的一侧。
作为本发明进一步优选地方案,所述两个或两个以上距离传感器位于平行于刮刀的同一直线上。
作为本发明进一步优选地方案,当距离传感器的数量为两个时,两个距离传感器对称安装在刮刀固定机构的两端。
作为本发明进一步优选地方案,当距离传感器的数量为三个或三个以上时,其中两个距离传感器对称安装在刮刀固定机构的两端,剩余距离传感器均匀安装在刮刀固定机构的两端内。
一种用于制造三维物体的刮刀调平方法,采用上述刮刀调平装置,其中方法包括以下步骤:
成型基板调平步骤:通过驱动成型缸底板带动成型基板至工作平面,将刮刀固定机构移动到成型基板上方,并调节成型基板与成型缸底板之间的连接件,直至显示单元显示的所有距离传感器检测的数据基本一致;
刮刀调平步骤:将刮刀立放在成型基板上,并将刮刀固定安装在刮刀固定机构的一侧,且使得刮刀的底面与成型基板贴合。
作为本发明进一步优选地方案,成型基板与成型缸底板之间的连接件包括设置在成型基板四角的四个螺钉,分别对每个螺钉进行调节,直至显示单元显示的所有距离传感器检测的数据基本一致。
作为本发明进一步优选地方案,所述刮刀通过压板安装在刮刀座的一侧。
作为本发明进一步优选地方案,当所有距离传感器检测的数据误差小于或等于0.01mm时,判断单元显示的所有距离传感器检测的数据基本一致。
本发明的用于制造三维物体的刮刀调平装置,通过包括两个或两个以上距离传感器以及用于显示距离传感器检测数据的显示单元,所述两个或两个以上距离传感器安装在刮刀固定机构上,且两个或两个以上距离传感器处于同一水平位置,以使根据显示单元显示的距离传感器检测的数据对成型基板和刮刀进行调平,这样不仅避免了采用塞尺进行调节而造成的设备损坏,而且本发明通过采用距离传感器的检测数据调平成型基板,进而实现刮刀调平,准确度更高,操作更简单,更规范。
本发明的用于制造三维物体的刮刀调平方法,通过采用上述刮刀调平装置,其中方法包括以下步骤:成型基板调平步骤:通过驱动成型缸底板带动成型基板至工作平面,将刮刀固定机构移动到成型基板上方,并调节成型基板与成型缸底板之间的连接件,直至显示单元显示的所有距离传感器检测的数据基本一致;刮刀调平步骤:将刮刀立放在成型基板上,并将刮刀固定安装在刮刀固定机构的一侧,且使得刮刀的底面与成型基板贴合,这样不仅避免了采用塞尺进行调节而造成的设备损坏,而且本发明通过采用距离传感器的检测数据调平成型基板,进而实现刮刀调平,准确度更高,操作更简单,更规范。
附图说明
图1为本发明用于制造三维物体的刮刀调平装置提供的一实施例的结构框图;
图2为图1的结构分解图;
图3为图1的B-B剖视图;
图4为本发明用于制造三维物体的刮刀调平方法提供的一实施例的方法流程图。
图中部件标记如下:
1、工作台;2、成型缸底板;3、连接件;4、成型基板;5、刮刀;6、压板;7、显示单元;8、安装座;9、距离传感器;10、刮刀座。
具体实施方式
为了让本领域的技术人员更好地理解并实现本发明的技术方案,以下将结合说明书附图和具体实施例做进一步详细说明。
为了解决现有技术采用塞尺进行刮刀调平所带来的上述技术问题(参见背景技术),本发明的发明人通过创造性劳动,得到了一种刮刀调平的方法,该方法主要核心是,首先通过距离传感器的数据检测对成型基板进行调平,再利用调平的成型基板以及刮刀自由下落的重力进而保证了刮刀的调平,整个技术方案准确度更高,操作更简单,更规范。
基于发明人的以上创新想法,本发明提供了一种用于制造三维物体的刮刀调平装置及调平方法,为了让本领域技术人员更好地理解并实现本发明的技术方案,下面以具体实施例并结合附图的形式详细描述本发明的技术方案。
如图1-图3所示,用于制造三维物体的刮刀调平装置,包括两个或两个以上距离传感器9以及用于显示距离传感器9检测数据的显示单元7,所述两个或两个以上距离传感器9安装在刮刀固定机构上,且两个或两个以上距离传感器9处于同一水平位置,以使根据显示单元7显示的距离传感器9检测的数据对成型基板4和刮刀5进行调平。
所述刮刀固定机构包括刮刀座10以及两个或两个以上用于安装距离传感器9的安装座8,所述刮刀座10上设有与安装座8匹配相连的凹槽,所述两个或两个以上距离传感器9分别通过安装座8固定安装在刮刀固定机构上,可以理解的是,距离传感器9、安装座8、凹槽呈一一对应的关系,也就是说,距离传感器9、安装座8和凹槽的数量相等,具体实施中,所述距离传感器9可采用光电测距仪,其通过数据线与显示单元7相连,用于将光电测距仪检测的数据传输到显示单元7上显示。
所述刮刀固定机构还包括刮刀5和压板6,所述刮刀5通过压板6安装在刮刀座10的一侧,即刮刀5置于压板6与刮刀座10之间,再通过螺钉将压板6与刮刀座10进行固定连接,从而实现刮刀5固定安装在刮刀座10上。
优选地,所述两个或两个以上距离传感器9位于平行于刮刀5的同一直线上,这样结构布局更整齐,测量更准确,进而使得刮刀5调平更精准,当然,在具体实施中,两个或两个以上距离传感器9位于近似直线的折线上,在此不做限定。
进一步优选地,为了进一步提高刮刀调平的精准度,当距离传感器9的数量为两个时,两个距离传感器9对称安装在刮刀固定机构的两端;而当距离传感器9的数量为三个或三个以上时,其中两个距离传感器9对称安装在刮刀固定机构的两端,剩余距离传感器9均匀安装在刮刀固定机构的两端内。例如,如图1-图3所示,距离传感器9的数量为三个,其中两个距离传感器9对称设置在刮刀固定机构的两端,而另一个距离传感器9则设置在位于两端距离传感器9的中间位置,同理,当距离传感器9的数量为四个时,其中两个距离传感器9对称设置在刮刀固定机构的两端,而剩余两个距离传感器9则均匀等距地设置在位于两端的两个距离传感器9之间。
请一并结合图4所示,用于制造三维物体的刮刀调平方法,采用上述刮刀5调平装置,其中方法包括以下步骤:
步骤41,,该步骤为成型基板4调平步骤,通过驱动成型缸底板2带动成型基板4至工作平面,将刮刀固定机构移动到成型基板4上方,并调节成型基板4与成型缸底板2之间的连接件3,直至显示单元7显示的所有距离传感器9检测的数据基本一致;
具体实施中,如图1-图3所示,成型基板4与成型缸底板2之间的连接件3包括设置在成型基板4四角的四个螺钉,可分别对每个螺钉进行调节,直至显示单元7显示的所有距离传感器9检测的数据基本一致,此处的基本一致可由设计人员根据需求设定一个误差范围,例如,可当所有距离传感器9检测的数据误差小于或等于0.01mm时,判断单元显示的所有距离传感器9检测的数据基本一致。
优选地,上述连接件3还包括设置在成型基板4之间的螺钉,可以理解的是,对于螺钉的个数及其具体位置,本发明不做任何限定,另外,上述连接件3还可以为其它实现连接成型缸底板2和成型基板4之间的可调节部件,在此不做详细举例说明。
步骤42,该步骤为刮刀调平步骤,将刮刀5立放在成型基板4上,并将刮刀5固定安装在刮刀固定机构的一侧,且使得刮刀5的底面与成型基板4贴合,这样便实现了刮刀5的调平。
具体实施中,所述刮刀5通过压板6安装在刮刀座10的一侧,即刮刀5置于压板6与刮刀座10之间,再通过螺钉将压板6与刮刀座10进行固定连接,从而实现刮刀5固定安装在刮刀座10上。
在此需说明的是,当完成上述刮刀调平步骤后,可通过驱动成型缸底板2带动成型基板4下降,以使得送粉装置进行铺粉;另外,由于本发明的创新在于刮刀调平,因此对于用于制造三维物体设备的其它部件没有做详细说明,其可以参照本领域的现有技术得知。
以上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 (10)

1.一种用于制造三维物体的刮刀调平装置,其特征在于,包括两个或两个以上距离传感器以及用于显示距离传感器检测数据的显示单元,所述两个或两个以上距离传感器安装在刮刀固定机构上,且两个或两个以上距离传感器处于同一水平位置,以使根据显示单元显示的距离传感器检测的数据对成型基板和刮刀进行调平。
2.根据权利要求1所述的用于制造三维物体的刮刀调平装置,其特征在于,所述刮刀固定机构包括刮刀座以及两个或两个以上用于安装距离传感器的安装座,所述刮刀座上设有与安装座匹配相连的凹槽,所述两个或两个以上距离传感器分别通过安装座固定安装在刮刀固定机构上。
3.根据权利要求2所述的用于制造三维物体的刮刀调平装置,其特征在于,所述刮刀固定机构包括刮刀和压板,所述刮刀通过压板安装在刮刀座的一侧。
4.根据权利要求3所述的用于制造三维物体的刮刀调平装置,其特征在于,所述两个或两个以上距离传感器位于平行于刮刀的同一直线上。
5.根据权利要求1至4任一项所述的用于制造三维物体的刮刀调平装置,其特征在于,当距离传感器的数量为两个时,两个距离传感器对称安装在刮刀固定机构的两端。
6.根据权利要求1至4任一项所述的用于制造三维物体的刮刀调平装置,其特征在于,当距离传感器的数量为三个或三个以上时,其中两个距离传感器对称安装在刮刀固定机构的两端,剩余距离传感器均匀安装在刮刀固定机构的两端内。
7.一种用于制造三维物体的刮刀调平方法,其特征在于,采用权利要求1-6任一项所述的刮刀调平装置,其中方法包括以下步骤:
成型基板调平步骤:通过驱动成型缸底板带动成型基板至工作平面,将刮刀固定机构移动到成型基板上方,并调节成型基板与成型缸底板之间的连接件,直至显示单元显示的所有距离传感器检测的数据基本一致;
刮刀调平步骤:将刮刀立放在成型基板上,并将刮刀固定安装在刮刀固定机构的一侧,且使得刮刀的底面与成型基板贴合。
8.根据权利要求7所述的用于制造三维物体的刮刀调平方法,其特征在于,成型基板与成型缸底板之间的连接件包括设置在成型基板四角的四个螺钉,分别对每个螺钉进行调节,直至显示单元显示的所有距离传感器检测的数据基本一致。
9.根据权利要求8所述的用于制造三维物体的刮刀调平方法,其特征在于,所述刮刀通过压板安装在刮刀座的一侧。
10.根据权利要求7至9任一项所述的用于制造三维物体的刮刀调平方法,其特征在于,当所有距离传感器检测的数据误差小于或等于0.01mm时,判断单元显示的所有距离传感器检测的数据基本一致。
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