CN108000869A - 一种适用于选择性激光烧结成型的铺粉装置 - Google Patents

一种适用于选择性激光烧结成型的铺粉装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种适用于选择性激光烧结成型的铺粉装置，包括：工作台和铺粉装置本体；铺粉装置本体包括储粉槽、量粉转轴、卸粉轴、导粉板、刮刀及压辊；量粉转轴设置于储粉槽的出料口下方，量粉转轴在转动过程中将储粉槽出料口中落下的粉料转置到卸粉轴的进料口中；卸粉轴在转动过程中，将进料口中的粉料下落至导粉板；粉料顺着导粉板的表面掉落至工作台的上表面；刮刀与工作台上表面之间间隔第一距离；刮刀沿着与工作台上表面平行的方向移动，将粉料在工作台上表面平铺为厚度为第一距离的粉料层；压辊与工作台上表面之间间隔第二距离，并且第二距离小于第一距离；压辊将厚度为第一距离的粉料层压紧为厚度为第二距离的粉料层。

Description

一种适用于选择性激光烧结成型的铺粉装置
技术领域
本发明涉及激光烧结，尤其涉及激光烧结中的铺粉装置。
背景技术
选择性激光烧结(SLS)是采用激光有选择地分层烧结固体粉末，并使烧结成型的固化层层层叠加生成所需形状的零件。
传统的选择性激光烧结的整个工艺装置由粉末缸和成型缸组成，如图1所示，工作时粉末缸活塞(送粉活塞)上升，由铺粉辊将粉末在成型缸活塞(工作活塞)上均匀铺上一层，计算机根据原型的切片模型控制激光束的二维扫描轨迹，有选择地烧结固体粉末材料以形成零件的一个层面。粉末完成一层后，工作活塞下降一个层厚，铺粉系统铺上新粉，控制激光束再扫描烧结新层。如此循环往复，层层叠加，直到三维零件成型。最后，将未烧结的粉末回收到粉末缸中，并取出成型件。
因此，传统的选择性激光烧结装置需要两个粉缸，粉末使用量大，粉末利用率低，粉末层松散，无法定量送粉。
发明内容
本发明所要解决的主要技术问题是提供一种适用于选择性激光烧结成型的铺粉装置，能够实现定量送粉。
本发明提供了一种适用于选择性激光烧结成型的铺粉装置，包括：工作台和铺粉装置本体，所述铺粉装置本体设置于一滑轨，沿着与工作台上表面平行的方向移动；
所述铺粉装置本体包括储粉槽、量粉转轴、卸粉轴、导粉板、刮刀及压辊；量粉转轴设置于储粉槽的出料口下方，所述量粉转轴在转动过程中将所述储粉槽出料口中落下的粉料转置到卸粉轴的进料口中；所述卸粉轴在转动过程中，将进料口中的粉料下落至导粉板；粉料顺着导粉板的表面掉落至工作台的上表面；
所述刮刀与工作台上表面之间间隔第一距离；所述刮刀沿着与工作台上表面平行的方向移动，将所述粉料在工作台上表面平铺为厚度为第一距离的粉料层；
所述压辊与工作台上表面之间间隔第二距离，并且第二距离小于第一距离；所述压辊将所述厚度为第一距离的粉料层压紧为厚度为第二距离的粉料层。
在一较佳实施例中：所述量粉转轴沿着转动方向间隔均匀设置落料槽，所述量粉转轴转动至落料槽位于所述出料口的下方时，储粉槽中的粉料落入所述落料槽中；
所述量粉转轴转动至落料槽位于所述进料口的上方时，落料槽中的粉料落入所述卸粉轴的进料口中。
在一较佳实施例中：所述卸粉轴位于量粉转轴的下方，并且与量粉转轴平行设置。
在一较佳实施例中：所述卸粉轴受一电机驱动而绕自身轴向转动，所述电机正转时，卸粉轴顺时针转动；所述电机反转时，卸粉轴逆时针转动。
在一较佳实施例中：所述导粉板设置在卸粉轴的下方，并且导粉板的中部至两侧向着靠近所述工作台上表面的方向延伸，形成两个沿着导粉板中部对称的倾斜板；所述倾斜板的末端面与工作台上表面之间间隔第三距离，并且该第三距离大于第一距离；
所述卸粉轴顺时针转动时，卸粉轴中的粉料顺着其中一块倾斜板落至工作台上表面的第一区域；所述卸粉轴逆时针转动时，卸粉轴中的粉料顺着另一块倾斜板落至工作台上表面的第二区域。
在一较佳实施例中：所述刮刀为两块，彼此相向设置，并且所述压辊设置于两块刮到之间。
在一较佳实施例中：所述第一距离、第二距离的高度可调。
在一较佳实施例中：所述刮刀和压辊的表面涂覆有低表面能涂层。
相较于现有技术，本发明的技术方案具备以下有益效果：
1.采用翻转式卸粉轴和储粉槽上下放置，来实现垂直送粉，降低粉末使用量，提高粉末利用率。
2.采用刮刀刮粉和压辊滚压复合的铺粉方式，提高粉末层的压实密度；
3.通过调整刮刀底部与压辊底部之间的间距实现粉末层压实密度的调整；
4.在刮刀和压辊表面涂敷低表面能涂层，防止铺粉过程中刮刀和滚轴表面的粉末吸附；
5.通过控制量粉转轴的转数(转速和时间)控制送粉量，实现定量送粉；
6.在储粉槽中使用震动弹片防止自重较轻的粉末由于蓬松或粘附引起的不自主下落及堵塞，保证粉末沿刮刀前面均匀分布；
7.采用前后双刮刀，中间压辊结构，通过控制粉末倾倒方向实现双向送粉。
附图说明
图1为本发明优选实施例的结构示意图。
具体实施方式
下文结合附图以及具体实施方式对本发明做进一步的说明。
参考图1，一种适用于选择性激光烧结成型的铺粉装置，包括：工作台1和铺粉装置本体2，所述铺粉装置本体2设置于一滑轨21，沿着与工作台1上表面平行的方向移动；
所述铺粉装置本体2包括储粉槽22、量粉转轴23、卸粉轴24、导粉板25、刮刀26及压辊27；量粉转轴23设置于储粉槽22的出料口下方，所述量粉转轴23在转动过程中将所述储粉槽22出料口中落下的粉料转置到卸粉轴24的进料口241中；所述卸粉轴24在转动过程中，将进料口241中的粉料下落至导粉板25；粉料顺着导粉板25的表面掉落至工作台1的上表面；
所述刮刀26与工作台1上表面之间间隔第一距离；所述刮刀26沿着与工作台1上表面平行的方向移动，将所述粉料在工作台1上表面平铺为厚度为第一距离的粉料层；
所述压辊27与工作台1上表面之间间隔第二距离，并且第二距离小于第一距离；所述压辊27将所述厚度为第一距离的粉料层压紧为厚度为第二距离的粉料层。
因此，通过压辊27与刮刀26的共同作用，就可以实现将粉料层平铺为厚度均匀的一层。并且由于储粉槽22和量粉转轴23为上下平行放置，可以实现垂直送粉，降低粉末使用量，提高粉末利用率。
具体来说，所述量粉转轴23沿着转动方向间隔均匀设置落料槽231，所述量粉转轴23转动至落料槽231位于所述出料口的下方时，储粉槽22中的粉料落入所述落料槽231中；
所述量粉转轴23转动至落料槽231位于所述进料口241的上方时，落料槽231中的粉料落入所述卸粉轴24的进料口241中。这样就实现了量粉转轴23将粉料进行转置的目的，同时量粉转轴23的接料和落料都是垂直送料，进一步降低粉末使用量，提高粉末利用率。
所述卸粉轴24位于量粉转轴23的下方，并且与量粉转轴23平行设置。
所述卸粉轴24受一电机驱动而绕自身轴向转动，所述电机正转时，卸粉轴24顺时针转动；所述电机反转时，卸粉轴24逆时针转动。因此，卸粉轴24就可以实现两个方向卸粉，在工作台表面上的粉料就比较均匀，不会出现局部没有粉末的情况。
导粉板25的作用在于将粉料引导至工作台1的上表面。由于卸粉轴24向着两个方向转动，因此，导粉板25也需要将两个方向落下的粉料都引导至工作台1的上表面。所以，本实施例中，所述导粉板25设置在卸粉轴24的下方，并且导粉板25的中部至两侧向着靠近所述工作台1上表面的方向延伸，形成两个沿着导粉板25中部对称的倾斜板；所述倾斜板的末端面与工作台1上表面之间间隔第三距离，并且该第三距离大于第一距离；
所以，所述卸粉轴24顺时针转动时，卸粉轴24中的粉料顺着其中一块倾斜板落至工作台1上表面的第一区域；所述卸粉轴24逆时针转动时，卸粉轴24中的粉料顺着另一块倾斜板落至工作台1上表面的第二区域。
此外，所述刮刀26为两块，彼此相向设置，并且所述压辊27设置于两块刮到之间。两块刮刀26就可以实现两个区域中的粉料都可以被刮刀平铺为厚度为第一距离的粉料层。
在实际激光烧结中，根据不同的需要，粉料层的密度要求也不一样，因此所述第一距离、第二距离的高度可调。这样就可以调节最终压出的粉料层的厚度，粉料层比较厚时，密度就比较小，粉料层比较薄时，密度就比较大。
最后，为了避免刮刀26和压辊27在工作过程中粘黏粉末，所述刮刀26和压辊27的表面涂覆有低表面能涂层。
因此，综上所述，本实施例的技术方案具备以下有益效果：
1.采用翻转式卸粉轴24和储粉槽22上下放置，来实现垂直送粉，降低粉末使用量，提高粉末利用率。
2.采用刮刀26刮粉和压辊27滚压复合的铺粉方式，提高粉末层的压实密度；
3.通过调整刮刀26底部与压辊27底部之间的间距实现粉末层压实密度的调整；
4.在刮刀26和压辊27表面涂敷低表面能涂层，防止铺粉过程中刮刀26和滚轴表面的粉末吸附；
5.通过控制量粉转轴23的转数(转速和时间)控制送粉量，实现定量送粉；
6.在储粉槽22中使用震动弹片防止自重较轻的粉末由于蓬松或粘附引起的不自主下落及堵塞，保证粉末沿刮刀26前面均匀分布；
7.采用前后双刮刀26，中间压辊27结构，通过控制粉末倾倒方向实现双向送粉。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种适用于选择性激光烧结成型的铺粉装置，其特征在于包括：工作台和铺粉装置本体，所述铺粉装置本体设置于一滑轨，沿着与工作台上表面平行的方向移动；
所述铺粉装置本体包括储粉槽、量粉转轴、卸粉轴、导粉板、刮刀及压辊；量粉转轴设置于储粉槽的出料口下方，所述量粉转轴在转动过程中将所述储粉槽出料口中落下的粉料转置到卸粉轴的进料口中；所述卸粉轴在转动过程中，将进料口中的粉料下落至导粉板；粉料顺着导粉板的表面掉落至工作台的上表面；
所述刮刀与工作台上表面之间间隔第一距离；所述刮刀沿着与工作台上表面平行的方向移动，将所述粉料在工作台上表面平铺为厚度为第一距离的粉料层；
所述压辊与工作台上表面之间间隔第二距离，并且第二距离小于第一距离；所述压辊将所述厚度为第一距离的粉料层压紧为厚度为第二距离的粉料层。
2.根据权利要求1所述的一种适用于选择性激光烧结成型的铺粉装置，其特征在于：所述量粉转轴沿着转动方向间隔均匀设置落料槽，所述量粉转轴转动至落料槽位于所述出料口的下方时，储粉槽中的粉料落入所述落料槽中；
所述量粉转轴转动至落料槽位于所述进料口的上方时，落料槽中的粉料落入所述卸粉轴的进料口中。
3.根据权利要求2所述的一种适用于选择性激光烧结成型的铺粉装置，其特征在于：所述卸粉轴位于量粉转轴的下方，并且与量粉转轴平行设置。
4.根据权利要求3所述的一种适用于选择性激光烧结成型的铺粉装置，其特征在于：所述卸粉轴受一电机驱动而绕自身轴向转动，所述电机正转时，卸粉轴顺时针转动；所述电机反转时，卸粉轴逆时针转动。
5.根据权利要求4所述的一种适用于选择性激光烧结成型的铺粉装置，其特征在于：所述导粉板设置在卸粉轴的下方，并且导粉板的中部至两侧向着靠近所述工作台上表面的方向延伸，形成两个沿着导粉板中部对称的倾斜板；所述倾斜板的末端面与工作台上表面之间间隔第三距离，并且该第三距离大于第一距离；
所述卸粉轴顺时针转动时，卸粉轴中的粉料顺着其中一块倾斜板落至工作台上表面的第一区域；所述卸粉轴逆时针转动时，卸粉轴中的粉料顺着另一块倾斜板落至工作台上表面的第二区域。
6.根据权利要求5所述的一种适用于选择性激光烧结成型的铺粉装置，其特征在于：所述刮刀为两块，彼此相向设置，并且所述压辊设置于两块刮到之间。
7.根据权利要求6所述的一种适用于选择性激光烧结成型的铺粉装置，其特征在于：所述第一距离、第二距离的高度可调。
8.根据权利要求1-7中任一项所述的一种适用于选择性激光烧结成型的铺粉装置，其特征在于：所述刮刀和压辊的表面涂覆有低表面能涂层。
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