CN109051889A - 增材制造设备用铺料装置 - Google Patents

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杨保
刘轶
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Shared Intelligent Equipment Co Ltd
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Abstract

一种增材制造设备用铺料装置，属于增材制造打印技术领域，解决了增材制造设备中铺料装置整体调整倾斜角度难度大、角度易发生变化造成的落料量不一致的问题，所述铺料装置包括储料仓、送料机构、落料机构和振动机构，其特征在于，所述落料机构设有落料仓和抹平机构，所述落料仓设有落料入口和落料出口；所述抹平机构对称的设置在所述落料出口的两侧；所述抹平机构设有抹平件和定位件，所述抹平件通过所述定位件连接于所述落料出口上，所述抹平件相对铺料面的端面设置为斜面。所述铺料装置实现了只根据原材料的粒度更换抹平件来获得必要的刮抹角度，避免了整个铺料装置倾斜在势能状态下容易发生偏移和角度难调整的问题，且提高了刮抹角度的精度。

Description

增材制造设备用铺料装置
技术领域
本发明涉及增材制造技术领域，特别涉及增材制造用原材料的铺设装置。
背景技术
在增材制造设备中，铺料装置是必要的关键部件，其不仅用于原材料的铺设，还用于铺料面的抹平与压实。而现有的铺料装置为了实现对铺料面的抹平与压实，是将所述铺料装置整体倾斜以形成抹平件与铺料面之间的夹角，从而实现对铺料面的抹平；通过对铺料装置的落料口进行震动的方式，实现对铺料面的压实。此种结构存在的问题是，铺设不同粒度的原材料时，需要将所述铺料装置调整为不同的倾斜角度，而此角度的调整是细微的，此细微的角度在铺料装置长时间的运行过程中易发生变化，从而导致落料量发生变化，如出现断料、多料（堆料）等问题，造成产品质量不合格。
发明内容
有鉴于以上铺料装置整体调整倾斜角度难度大、角度易发生变化造成的落料量不一致的问题，有必要提出一种增材制造设备用铺料装置，所述铺料装置通过设置可调的抹平机构，实现了只调整抹平机构，而使所述铺料装置整体始终处于水平状态，使得铺料装置的势能最低，保证了铺料装置最小的变化量。
一种增材制造设备用铺料装置，包括储料仓、送料机构、落料机构和振动机构，
所述储料仓用于原材料的容纳，也即用于承接来自所述增材制造设备的混料机构的原材料，整体呈长条形结构；
所述送料机构通长的设置在所述储料仓内，用于将原材料从储料仓的进料口输送至所述储料仓的另一端，从而使原材料在所述储料仓内均匀分布，所述进料口设置在所述储料仓的一端并与所述混料机构的出料口相接；
所述落料机构设置在所述储料仓下方，所述落料机构设有落料仓和抹平机构，所述落料机构通过所述落料仓的落料入口与所述储料仓连通，从而实现原材料通过送料机构从储料仓进入所述落料机构的落料仓内，在所述落料仓的落料出口两侧设有所述抹平机构；所述抹平机构设有抹平件和定位件，所述定位件连接于所述落料出口的两侧，所述抹平件连接于所述定位件上，所述定位件用于保证所述抹平件的水平度，所述抹平件与铺料面件设有一定的夹角，所述夹角由设置为斜面的面向铺料面的抹平件的端面构成；所述抹平件的斜面与所述铺料面形成一夹角，将所述夹角称之为预储料角，所述预储料角中的原材料可以避免铺料装置启动之始由于落料不及时或者落料量不足造成的断料、少料的问题；
所述振动机构设置在所述落料仓下方，振动机构的振动部件与所述落料出口相连，从而实现对落料出口的振动机能，以实现落料的连续、均匀。
更进一步的，所述预储料角的角度由原材料决定，所述预储料角的大小与原材料的粒度、原材料的角形系数、原材料的形状有关，当原材料的角形系数E越大、原材料单粒形状越不规则、原材料目数越小时，预储料角越大；反之，则预储料角越小，预储料角的角度一般为0度~5度。
更进一步的，所述抹平件上用于形成预储料角的斜面在铺料面上的投影长度B小于所述抹平件在铺料面上的投影长度L，从而保证抹平件的抹平和压实机能，也即抹平件具有一定面积的平面。
更进一步的，为了减少所述抹平机构的重量，以减轻所述铺料装置的承重，也为了缩短抹平件与铺料面的接触面积，将抹平件与铺料面接触的用于压实的平面，称为压实面，所述压实面的横截面在铺料面上的投影长度不小于5mm、且不大于80mm。在具体操作层面，在相应的预储料角的前提下，所述抹平件与铺料面接触的压实面之外多余的部分可以被切除掉，以确保不与铺料面接触，从而实现减少压实面与铺料面的接触面积，避免不必要的粘料，确保了铺料面的平整、厚度均匀。就铺料装置的运行方向上来讲，所述压实面位于所述斜面的下游方向，也即远离所述落料出口的方向。
作为本发明的进一步限定，所述抹平件可以沿所述定位件相向移动，从而实现改变落料出口的落料量的目的，也即通过所述抹平件调整所述落料出口的口径大小，从而控制落料量。
更优地，为了利于原材料的顺畅下料，不会在落料出口处发生堆积，将所述抹平件与所述定位件接触的面、朝向落料出口的角设置为具有一定角度的倒角，如可以设置为30度~45度的倒角。
作为本发明的进一步限定，为了提高进入落料仓的原材料的均匀度，在所述送料机构外围还设有滤筒，所述滤筒与所述送料机构同轴，所述原材料从所述进料口进入设有所述滤筒的储料仓中，所述原材料经过送料机构和滤筒均匀的分布到储料仓中，所述落料仓与所述储料仓对接，也即经过滤筒的所述原材料可均匀的分布至所述落料仓中，同时缓解了送料机构传递至原材料的动能，使得原材料自身的动能变小，在自由状态下通过滤筒进入储料仓中。
作为本发明的进一步限定，在所述送料机构的外围还可以设置单开口旋转式滚筒，所述单开口旋转式滚筒的开口处设有挡板，所述挡板可设置为网状以供原材料通过，所述挡板也可以设置为可开闭式的弧形板，通过所述送料机构的带有动能的原材料沿单开口旋转式滚筒运动到开口处，在摩擦阻力的作用下将原材料的动能消除，从而实现自由状态的原材料通过挡板落入储料仓中。
发明的有益效果：本技术方案通过设置带有斜面的抹平机构解决了需要整体倾斜铺料装置的问题，且所述抹平机构与铺料面之间的预储料角的大小由原材料的粒度来决定，从而有效的解决了由于整体调整铺料装置而无法精准控制抹平机构与铺料面的角度的问题，且由于所述抹平机构和所述铺料装置整体均处于水平状态，避免了长时间运行造成的倾斜势能变化所致抹平机构与铺料面间角度偏移的问题。同时，通过在所述送料机构外围设置减缓原材料动能的滤筒或者单开口旋转式滚筒，使得原材料能够在自由状态下落入储料仓，使得原材料更均匀。
附图说明
图1是实施例一铺料装置主视图；
图2是实施例一铺料装置A-A向视图；
图3是实施例一铺料装置落料机构放大图；
图4是实施例二铺料装置主视图；
图5是实施例二铺料装置A-A向视图；
图6是实施例三铺料装置主视图；
图7是实施例三铺料装置A-A向视图；
图8是单开口旋转式滚筒结构示意图；
图9是单开口旋转式滚筒挡板打开状态示意图；
图10是抹平件局部放大示意图；
图中，1-储料仓；101-进料口；2-送料机构；201-驱动机构；3-落料机构；301-落料仓；3011-落料入口；3012-落料出口；302-抹平机构；3021-抹平件；3022-定位件；303-预储料角；4-振动机构；5-滤筒；6-单开口旋转式滚筒；601-挡板；7-转接件。
具体实施方式
为了更清楚地说明本发明的技术方案，将按照附图实施例进行详细说明，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
实施例一：
一种增材制造设备用铺料装置，包括储料仓1、送料机构2、落料机构3和振动机构4，所述储料仓1通过进料口101与混料机构的出料口相连，从而实现原材料从混料机构进入储料仓1中；所述送料机构2用来将进料口101处的原材料输送到整个储料仓1中，且所述送料机构2设置在所述储料仓1内；所述落料机构3用来实现原材料的铺设、刮平与压实；所述振动机构4用来给所述落料机构3动力，从而实现原材料的连续下落，所述振动机构4与所述落料机构3相连。
所述储料仓1的侧壁由两个方钢组成，所述储料仓1的上顶由钢板制成，所述侧壁方钢和顶部钢板构成带有下开口的长槽结构的储料仓1，且所述储料仓1的顶部钢板的一端设有进料口101，所述进料口101与混料机构的出料口相连；在所述顶部钢板相对于进料口101的另一端设有用于驱动所述送料机构2的驱动机构201。
所述送料机构2通长的设置在所述储料仓1内，所述送料机构2可以是布置在所述储料仓1内的通长的螺杆，其在所述驱动机构201的驱动下可以进行旋转，从而实现将进料口101处的原材料输送到储料仓1的另一端，从而实现原材料在储料仓内1的均匀分布。
所述落料机构3包括落料仓301和抹平机构302。所述落料仓设有落料入口3011和落料出口3012，所述落料机构3通过落料仓301与所述储料仓1的下开口连通，实现原材料从储料仓1进入落料机构3，所述落料入口3011处设有密封垫用来防止原材料外漏，从而有效的保证了原材料只从落料仓301的落料出口3012下料，保证了落料机构3下方铺料面的干净。所述落料仓301的横截面上部为矩形、下部为锥形，从而形成横截面形状为矩形的落料入口3011和锥形的落料出口3012，具体如图2所示的铺料装置A-A向视图。所述抹平机构302设置在落料仓301下方，具体的所述抹平机构302设置在落料出口3012的两侧、且对称地设置有两组，所述抹平机构302设有定位件3022和抹平件3021，所述抹平件3021通过定位件3022连接于所述落料仓301的落料出口3012上，所述定位件3022用于确保所述抹平件3021的水平度，所述定位件3022的一端面通过水平件连接于所述落料仓301的仓壁上，所述定位件3022的另一端面连接有所述抹平件3021，为了保证抹平件3021连接的稳定性，在横截面的长度方向上，所述定位件3022与所述抹平件3021的长度相等，且所述抹平件3021与铺料面接触的面设置为斜面结构，所述斜面的倾角相对的朝向落料出口3012，所述斜面与铺料面之间形成的夹角成为预储料角303，在铺料装置接到铺料指令后移出原点位置时，落下的原材料即可被前行的铺料装置聚集到预储料角303中，从而避免了铺料装置起始铺料时会发生的起始段料薄或者断料的问题。
所述振动机构4连接于所述落料仓301的仓壁上，用于振动所述落料仓301，实现原材料的顺畅下落。
优选地，所述预储料角303的角度由原材料、落料量和铺料层厚决定，所述预储料角303为零度到一度之间倾角。在具体操作中，所述预储料角303的大小需要考虑原材料的目数n、原材料的角形系数E、落料量（用落料出口的宽度d体现）和铺料层厚h，如50＜n＜100、E＜0.02、1.5mm＜d＜2.5mm、0.4mm＜h＜0.44mm时，预储料角303的角度i为0.1度；又如70＜n＜100、E＜0.02、1.5mm＜d＜2.5mm、0.34mm＜h＜0.4mm时，预储料角303的角度i为0.3度。当原材料的角形系数E较大、原材料单粒形状不规则、且目数较小时，为了保证铺料面的平整与压实，可以将所述预储料角303的角度设置的较大，从而利用所述抹平件3021的斜面与抹平件3021的压实面的过渡圆角来刮平所述角形系数大、形状不规则的原材料；相反的，则可以选择较小的预储料角303，避免过渡刮抹。
更优地，为了实现抹平件3021对铺料面的压实机能，需要在斜面的末端或者说与铺料面接触的一端设置一定宽度的水平面，也即所述抹平件3021具有一定的用于压实的平面，称之为压实面，所述压实面的横截面在铺料面上的投影长度为5mm~80mm，从而保证足够的压力效果。
作为本实施例的一种改进，还可以在所述落料仓301和所述储料仓1间设置转接件7，所述转接件7的一端密封焊接于所述储料仓1的内壁上，从而避免原材料从转接件7处外漏，且所述转接件7的口径小于所述落料入口3011的口径，也即所述转接件7通过所述落料入口3011内接于所述落料仓301上，避免了原材料从落料仓301的入口处外漏，从而有效的保证了原材料只从落料仓301的落料出口3012下料，保证了铺料面的干净。
作为本实施例的一种改进，将所述抹平件3021可滑动的设置在所述定位件3022上，所述对称分布的两个抹平件3021可以相向移动，实现缩小落料出口3012的目的，从而实现控制落料量的目的。
更优地，为了利于原材料的顺畅下料，将所述抹平件3021与所述定位件3022接触的面且朝向落料出口3012的角设置为30度~45度的倒角。
实施例二：
实施例二中与实施例一相同的部分不再赘述，本实施例为在实施例一的基础上增设滤筒5，具体地，在所述送料机构2的外围设置滤筒5。
所述滤筒5包裹在所述送料机构2外围并与所述送料机构2同轴，且在所述滤筒5与所述进料口101的对应位置上开设过料口，从而使原材料从混料机构通过进料口101和过料口进入滤筒5中，由滤筒5中的送料机构2将原材料从一端输送到另一端，在此过程中原材料通过所述滤筒2进入储料仓1，所述滤筒5可消除或者减缓送料机构2传递给原材料的动能，使得所述原材料以最小的动能进入储料仓1再落入落料仓301中。从而避免了由于原材料带有能量造成的铺料不均匀。
所述滤筒5上孔的孔径大小由原材料的目数决定。具体地，当采用200目的原材料生产时，所述滤筒孔径为0.7mm~2mm。
实施例三：
实施例三中与实施例一相同的部分不再赘述，本实施例为在实施例一的基础上增设了单开口旋转式滚筒6，具体地，在所述送料机构2的外围设置单开口旋转式滚筒6。
所述单开口旋转式滚筒6包裹在所述送料机构2外围并与所述送料机构2同轴，且在所述单开口旋转式滚筒6与所述进料口101的对应位置上开设过料口，从而使原材料从混料机构通过进料口和过料口进入单开口旋转式滚筒6中，由单开口旋转式滚筒6中的送料机构2将原材料从一端输送到另一端，在此过程中原材料通过所述单开口旋转式滚筒6进入储料仓1，所述单开口旋转式滚筒6可消除或者减缓送料机构2传递给原材料的动能，使得所述原材料以最小的动能进入储料仓1再落入落料仓301中。从而避免了由于原材料带有能量造成的铺料不均匀。在所述单开口旋转式滚筒6的开口处设置有挡板601，所述挡板601可以设置为网状，也可以设置可开闭的弧形板，具体如图8所示。
一种增材制造设备，其设有本发明所述的增材制造设备用铺料装置，为了提升铺料装置的效率，可以将所述铺料装置横跨与所述增材制造设备上，形成具有一定长度的所述铺料装置，也即所述铺料装置具有长条槽型开口的落料出口，具有长条结构的送料机构、落料机构。
以上实施例仅为本发明的具体典型应用，依据本技术方案结合现有技术、不需要付出创造性劳动的实施方式，均属于本发明的范畴。

Claims (13)

1.一种增材制造设备用铺料装置，所述铺料装置包括储料仓（1）、送料机构（2）、落料机构（3）和振动机构（4），其特征在于，所述落料机构（3）设有落料仓（301）和抹平机构（302），
所述落料仓（301）设有落料入口（3011）和落料出口（3012）；
所述抹平机构（302）对称的设置在所述落料出口（3012）的两侧；
所述抹平机构（302）设有抹平件（3021）和定位件（3022），所述抹平件（3021）通过所述定位件（3022）连接于所述落料出口（3012）上，所述抹平件（3021）相对铺料面的端面设置为斜面。
2.如权利要求1所述的增材制造设备用铺料装置，其特征在于，所述抹平件（3021）的斜面与铺料面间的预储料角（303）的角度为0度~5度。
3.如权利要求2所述的增材制造设备用铺料装置，其特征在于，所述预储料角（303）的大小与原材料的粒度、原材料的角形系数、原材料的形状有关，当原材料的角形系数E越大、原材料单粒形状越不规则、原材料目数越小时，预储料角（303）越大；反之，则预储料角（303）越小。
4.如权利要求1所述的增材制造设备用铺料装置，其特征在于，所述抹平件（3021）还设有压实面，所述压实面设置在所述斜面的下游方向。
5.如权利要求4所述的增材制造设备用铺料装置，其特征在于，所述压实面的横截面在铺料面上的投影的长度不小于5mm且不大于80mm。
6.如权利要求1所述的增材制造设备用铺料装置，其特征在于，所述抹平件（3021）在所述定位件（3022）上具有相向移动的自由度。
7.如权利要求6所述的增材制造设备用铺料装置，其特征在于，所述抹平件（3021）与所述定位件（3022）接触的面且朝向落料出口（3012）的角设置为具有一定角度的倒角。
8.如权利要求1-7任意一项所述的增材制造设备用铺料装置，其特征在于，所述储料仓（1）和所述落料仓（301）间设有转接件（7）。
9.如权利要求1-7任意一项所述的增材制造设备用铺料装置，其特征在于，所述送料机构（2）上还设有滤筒（5）。
10.如权利要求9所述的增材制造设备用铺料装置，其特征在于，所述滤筒（5）上设置的通孔的孔径由原材料的目数决定。
11.如权利要求1-7任意一项所述的增材制造设备用铺料装置，其特征在于，所述送料机构（2）上还设有单开口旋转式滚筒（6）。
12.如权利要求11所述的增材制造设备用铺料装置，其特征在于，所述单开口旋转式滚筒（6）开口处设有挡板，所述挡板设置网状或者可开闭的弧形板。
13.一种增材制造设备，其特征在于，所述增材制造设备设有权利要求1-12任意一项所述的增材制造设备用铺料装置。
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