CN106001564A - 一种选择性激光烧结sls履带式上供粉双向铺粉装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提出了一种选择性激光烧结SLS履带式上供粉双向铺粉装置，包括供粉缸、装置支架、送粉履带、履带驱动电机、带轮、铺粉滚筒或刮刀、滚筒或刮刀驱动电机、支架轨道、丝杠、支架驱动电机以及控制系统；供粉缸固定在装置支架上，供粉缸出料口下方安装有送粉履带，送粉履带前后安装有铺粉滚筒或刮刀，装置支架安装在支架导轨上，丝杠安装在装置支架的两侧，两侧的丝杠由两台支架驱动电机分别同步驱动装置支架运动；本发明改善了选择性激光烧结SLS成形铺粉质量，提高了铺粉效率，实现了同时铺多种粉末，对选择性激光烧结SLS成形技术的发展具有重要意义。

Description

一种选择性激光烧结 SLS 履带式上供粉双向铺粉装置
技术领域
本发明属于3D打印增材制造技术领域，涉及一种选择性激光烧结SLS履带式上供粉双向铺粉装置。
技术背景
随着社会发展，汽车、航空航天以及军事等领域不断研发新产品。新产品研发过程中需要多次改进，如果采用传统的制造技术，制造周期长、经济成本高。3D打印快速成形技术通过逐层成形并叠加的原理，制造复杂零件，无需模具，特别适合不同特点要求的柔性和个性化制造，具有制造流程短、材料利用率高、成形结构不受复杂度限制等优点。因此，3D打印快速成形技术对于推进先进制造业的发展具有重要意义。
选择性激光烧结SLS技术属于3D打印技术的一种，基本原理为：通过三维CAD软件设计出所需零件的三维模型，将模型导入到成形设备。开始烧结成形时，工作缸先下降一个层厚的高度，同时供粉缸上升一个层厚的高度。成形粉通过铺粉滚筒或刮刀水平铺满工作缸。计算机控制激光器以初始设定好的激光功率和扫描速度在铺好的粉末层上进行选区激光烧结。当一层成形面烧结完成后，继续重复上述过程，烧结切片层不停叠加，直到得到三维实体零件。选择性激光烧结（SLS）成形时供粉方式和铺粉方式对零件成形有较大影响，目前供粉方式和铺粉方式仍存在以下问题：①供粉方式，供粉方式主要有上供粉和下供粉两种。下供粉比较成熟，应用较多，但是下供粉装置结构复杂，成本高，如果零件较大时，需要打开成形腔添加粉末，不仅耗时，而且容易造成粉末污染。②铺粉方式，常用的铺粉方式为单程铺粉，完成一次铺粉，铺粉刮刀或铺粉滚筒需要来回运动，产生一次空程，浪费时间，效率较低。③无法同时铺不同种类的粉末，在铺粉过程中只能铺同一种粉末，难以制备由不同粉末烧结成形的零件。
发明内容
本发明提出了一种选择性激光烧结SLS履带式上供粉双向铺粉装置，该装置能够改善选择性激光烧结SLS成形的铺粉质量，提高铺粉效率，而且能够同时铺多种粉末。
本发明为了实现上述目的所采用的技术方案是：
一种选择性激光烧结SLS履带式上供粉双向铺粉装置，其特征在于：
包括供粉缸、装置支架、送粉履带、履带驱动电机、带轮、铺粉滚筒或刮刀、滚筒或刮刀驱动电机、支架轨道、丝杠、支架驱动电机以及控制系统；所述供粉缸通过供粉缸固定螺栓固定在装置支架上，供粉缸下端出料口处安装有阀门，供粉缸出料口下方安装有送粉履带，送粉履带安装在带轮上由履带驱动电机驱动，所述履带驱动电机可以正反旋转，送粉履带的带轮旋转方向与装置支架的运动方向保持一致；送粉履带前后安装有铺粉滚筒或刮刀，由滚筒或刮刀驱动电机带动对送粉履带输送到成形缸的粉末进行铺粉，所述装置支架安装在支架导轨上，所述丝杠安装在装置支架的两侧，丝杠与装置支架通过丝杠螺母连接，丝杠与支架驱动电机通过连接器连接，两侧的丝杠由两台支架驱动电机分别同步驱动装置支架运动；所述控制系统连接履带驱动电机、滚筒或刮刀驱动电机、支架驱动电机以及供粉缸的阀门。
所述供粉缸可以同时安装两个以上。
所述供粉缸的上截面为矩形，下截面为等腰梯形，梯形锐角为20-60°；所述供粉缸材料为轻质铝合金；供粉缸内部进行陶瓷镀层。
所述送粉履带材质采用高温橡胶或薄钢带，送粉履带外表面与供粉缸出料口相切，送粉履带外表面有半圆形、梯形或三角形的凹槽，送粉履带与带轮接触的内表面为平整表面。
本发明的有益效果为：
①采用上供粉方式，结构简单，能够连续供粉。
②铺粉滚筒或刮刀实现了往复循环铺粉，无空行程，提高了铺粉效率与铺粉质量。
③可以同时铺不同种类的成形粉末，能够制备阶梯材料或者由不同粉末烧结成形的零件。
该装置改善了选择性激光烧结SLS成形时铺粉质量，提高了铺粉效率，实现了同时铺多种粉末，对SLS成形技术的发展具有重要意义。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明的内部结构剖视图；
图中：1、供粉缸；2、装置支架；3、送粉履带；4、履带驱动电机；5、带轮；6、铺粉滚筒或刮刀；7、滚筒或刮刀驱动电机；8、支架轨道；9、丝杠；10、支架驱动电机；11、控制系统；12、供粉缸固定螺栓；13、阀门；14、丝杠螺母；15、连接器。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明：
一种选择性激光烧结SLS履带式上供粉双向铺粉装置，如图1和图2所示，包括供粉缸1、装置支架2、送粉履带3、履带驱动电机4、带轮5、铺粉滚筒或刮刀6、滚筒或刮刀驱动电机7、支架轨道8、丝杠9、支架驱动电机10以及控制系统11；
供粉缸1通过供粉缸固定螺栓12固定在装置支架2上，供粉缸1下端出料口处安装有阀门13，用于开启或关闭供粉缸1的出料口，也可以调节成形粉末流量；供粉缸1出料口下方安装有送粉履带3，送粉履带3安装在带轮5上由履带驱动电机4驱动，所述履带驱动电机4可以正反旋转，从而驱动送粉履带3可以双向运动，为了实现双向供粉、铺粉，送粉履带3的带轮5旋转方向与装置支架2的运动方向保持一致；送粉履带3前后安装有铺粉滚筒或刮刀6，由滚筒或刮刀驱动电机7带动对送粉履带3输送到成形缸的粉末进行铺粉，所述装置支架2安装在支架导轨8上，所述丝杠9安装在装置支架2的两侧，丝杠9与装置支架2通过丝杠螺母14连接，丝杠9与支架驱动电机10通过连接器15连接，两侧的丝杠9由两台支架驱动电机10分别同步驱动丝杠9旋转带动装置支架2在支架导轨8上运动；所述控制系统11连接履带驱动电机4、滚筒或刮刀驱动电机7、支架驱动电机10以及供粉缸的阀门13，以控制本装置的正常工作；
所述供粉缸1的上截面为矩形，下截面为等腰梯形，梯形锐角为20-60°；供粉缸1的材料采用轻质铝合金，使得该装置轻量化，供粉缸1内部进行陶瓷镀层，防止成形粉末在其壁面粘结，使粉末沿壁面顺畅向下流动，保证供粉质量；根据实际供粉需要，可以同时并排安装两个或两个以上的供粉缸1，以盛放并供应不同种类的成形粉末；
所述送粉履带3材质采用高温橡胶或薄钢带，送粉履带3外表面与供粉缸1出料口相切，送粉履带3外表面有半圆形、梯形或三角形的凹槽，便于盛放粉末，送粉履带3与带轮5接触的内表面为平整表面。
本装置的供粉和铺粉过程为：供粉缸1出料口阀门13在控制系统11的控制下开启后，履带驱动电机4、滚筒或刮刀驱动电机7、支架驱动电机10也在控制系统11的控制下启动，成形粉末落到运动的送粉履带3上，送粉履带3将成形粉末运送到成形缸内，随后铺粉滚筒或刮刀6对成形粉末进行铺平，当需要铺不同种类的粉末时，开启不同供粉缸1出料口的阀门13，使该供粉缸1内的粉末落到送粉履带3上，并被送到成型缸内，随后铺粉滚筒或刮刀6对其铺平。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种选择性激光烧结SLS履带式上供粉双向铺粉装置，其特征在于：
包括供粉缸、装置支架、送粉履带、履带驱动电机、带轮、铺粉滚筒或刮刀、滚筒或刮刀驱动电机、支架轨道、丝杠、支架驱动电机以及控制系统；所述供粉缸通过供粉缸固定螺栓固定在装置支架上，供粉缸下端出料口处安装有阀门，供粉缸出料口下方安装有送粉履带，送粉履带安装在带轮上由履带驱动电机驱动，所述履带驱动电机可以正反旋转，送粉履带的带轮旋转方向与装置支架的运动方向保持一致；送粉履带前后安装有铺粉滚筒或刮刀，由滚筒或刮刀驱动电机带动对送粉履带输送到成形缸的粉末进行铺粉，所述装置支架安装在导轨上，所述丝杠安装在装置支架的两侧，丝杠与装置支架通过丝杠螺母连接，丝杠与支架驱动电机通过连接器连接，两侧的丝杠由两台支架驱动电机分别同步驱动装置支架运动；所述控制系统连接履带驱动电机、滚筒或刮刀驱动电机、支架驱动电机以及供粉缸的阀门。
2.根据权利要求1所述的一种选择性激光烧结SLS履带式上供粉双向铺粉装置，其特征在于：所述供粉缸可以同时安装两个以上。
3.根据权利要求1所述的一种选择性激光烧结SLS履带式上供粉双向铺粉装置，其特征在于：所述供粉缸的上截面为矩形，下截面为等腰梯形，梯形锐角为20-60°；所述供粉缸材料为轻质铝合金；供粉缸内部进行陶瓷镀层。
4.根据权利要求1所述的一种选择性激光烧结SLS履带式上供粉双向铺粉装置，其特征在于：所述送粉履带材质采用高温橡胶或薄钢带，送粉履带外表面与供粉缸出料口相切，送粉履带外表面有半圆形、梯形或三角形的凹槽，送粉履带与带轮接触的内表面为平整表面。
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