CN109158601A - 一种定量双向铺粉装置及其激光选区熔化成形装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种定量双向铺粉装置及其激光选区熔化成形装置，包括落粉结构和铺粉结构；所述落粉结构包括落粉槽，落粉槽下方开有用于落粉的开口，落粉槽内设置有可转动的落粉轴；所述铺粉装置包括落粉板，落粉板的上部设置有多个分流导向管，分流导向管与落粉板的内部空腔连通；落粉板的两端连接有刮刀托架；所述刮刀托架的下方设置有运动滑块，运动滑块在预定轨道上进行运动；所述落粉板的底面设置有刮刀，刮刀的两侧均开有落粉槽，落粉槽为落粉板底面上的开口。采用上落粉方式，在设备上部防止送粉结构取缔下送粉方式，大幅度减小了成形腔内部体积，减少了铺粉臂行程，缩短了成形时间。

Description

一种定量双向铺粉装置及其激光选区熔化成形装置
技术领域
本发明属于激光选区熔化成形技术领域；具体涉及一种定量双向铺粉装置；还涉及一种激光选区熔化成形装置。
背景技术
激光选区熔化成形技术(SLM)是以原型制造技术为基本原理发展起来的一种先进的激光增材制造技术，是金属净成形的常用增材方式。成形材料多为钛合金、铝合金和不锈钢等，依据SLM成形工艺特点，需将粒径为10-53μm左右的金属粉末均匀的铺在成形基板上，根据不同的成形材料与光路系统，每层的厚度为30μm左右。在SLM成形工艺中，除了激光功率、扫描速度、填充策略、成形氛围等之外，铺粉厚度也是制件重要的工艺影响因素之一，快速均匀的铺好每层粉末，直接影响到制件的成形性能。
目前，针对SLM成形工艺，铺粉结构多为下送粉形式，在成形缸体旁边放置送粉缸，送粉缸上升一定高度，提供一定的金属粉末用于刮刀铺粉，该方法加大了成形设备尺寸，使设备体积增大，空间利用率低，并且增加了铺粉臂运动行程，对于SLM成形下送粉结构，制件总用时的30％-50％为铺粉过程用时，成形设备为单向送粉，铺粉机构带动刮刀往复运动耗时长，当成形设备尺寸较小时，铺粉占用时长明显上升，因此，设计减小行程，减少刮刀往复次数的铺粉结构对降低成形总耗时具有重要意义。
发明内容
本发明提供了一种定量双向铺粉装置及其激光选区熔化成形装置；采用上落粉方式，在设备上部防止送粉结构取缔下送粉方式，大幅度减小了成形腔内部体积，减少了铺粉臂行程，缩短了成形时间。
本发明的技术方案是，一种定量双向铺粉装置，包括落粉结构和铺粉结构；所述落粉结构包括落粉槽，落粉槽下方开有用于落粉的开口，落粉槽内设置有可转动的落粉轴；所述铺粉装置包括落粉板，落粉板的上部设置有多个分流导向管，分流导向管与落粉板的内部空腔连通；落粉板的两端连接有刮刀托架；所述刮刀托架的下方设置有运动滑块，运动滑块在预定轨道上进行运动；所述落粉板的底面设置有刮刀，刮刀的两侧均开有落粉槽，落粉槽为落粉板底面上的开口；所述落粉板的两端分别连接有用于引导该装置运行方向的导向块和该装置在换向过程中进行限位的换向限位块；所述落粉结构设置在铺粉装置的上方，且分流导向管的开口与落粉槽用于落粉的开口相对；该装置还包括击针，击针设置在该装置的铺粉的终点位置上，导向块与击针接触，该装置换向移动至铺粉的起点位置。
该装置采用上落粉的方式，在铺粉结构上方设置落粉结构，取缔现有的下送粉方式，大幅度减小了成形腔体内部的体积，减少了铺粉臂的运动行程，该装置采用的双向铺粉方式缩短了加工零件的成形时间；在使用该装置进行铺粉，能够大幅度缩短零件的成形时间，并且该装置能够减小其激光选区熔化成形装置的体积，在不影响成形设备运作的前提下减小成形腔的占用面积，缩短了制造零件前的气氛准备时间，增强了成形设备的可操作性。
可选的，落粉槽下方的开口的边缘设置有阻挡边框，阻挡边框围绕所述开口形成落粉腔。
采用落粉腔能够对从落粉槽下方的开口处的落粉进行保护和导向，防止粉料落在铺粉结构外部。
可选的，落粉轴的周向上均匀开有若干个用于控制送粉量的粉槽。
落粉轴上设置粉槽，粉槽能够装入定量的粉料，在落粉轴转动时，粉槽跟随转动，并且将粉料落下。
可选的，落粉板上方连接有分流导向板，分流导向板上连通有若干个分流导向管，分流导向管的一端开口朝上与落粉槽用于落粉的开口相对，分流导向管的另一端开口连接在分流导向板两侧的边缘处。
设置分流导向管用于接收从落粉结构处落下的粉料，使铺粉结构能够均匀的接收落粉结构落下的粉料。
可选的，若干个分流导向管朝上的开口在同一水平线上。
可选的，相邻两个分流导向管分别连接在分流导向板两侧的边缘处。
可选的，落粉板的下部连接有落粉启闭板，刮刀和两个落粉槽均设置在落粉启闭板上，落粉启闭板的两端伸出落粉板用于安装换向限位块和导向块。
导向块和换向限位块设置在落粉启闭板上，落粉启闭板上结合前落粉槽和后落粉槽实现双向落粉。
可选的，该装置还包括若干个击针，若干个击针分别设置在该装置运动方向上，导向块与击针接触，该装置换向移动。
采用击针装置实现本发明装置的换向。
可选的，击针包括固定座，固定座上连接有换向弹簧，换向弹簧连接击针固定支架，击针固定支架上连接换向击针，所述导向块与换向击针接触，换向击针带动击针固定支架压缩换向弹簧。
击针采用换向弹簧用于缓冲击针与该铺粉装置的碰撞，使其换向的过程缓和。
本发明的另一技术方案是，一种激光选区熔化成形装置，该装置具有如上所述的定量双向铺粉装置。
该成形装置在制件成形的过程中能够大幅缩短成形耗时，通过运用该方法，减少设备体积，在不影响设备运作的前提下，减小成形腔占用面积，缩短制件前的气氛准备工作时间，增强了该装置的可操作性。
附图说明
图1为本发明双向铺粉一实施例的结构示意图；
图2为本发明一实施例的仰视图；
图3为本发明中落粉结构的示意图；
图4为本发明中落粉轴的结构示意图；
图5为本发明中击针的结构示意图。
图中：1为落粉轴；2为落粉槽；3为落粉腔；4为刮刀托架；5为分流导向管；6为分流管上板；7为分流管侧板；8为刮刀固定架；9为导向块；10为落粉启闭板；11为落粉板；12为分流导向板；13为换向限位块；14为前落粉槽；15为运动滑块；16为后落粉槽；17为刮刀；18为换向击针；19为击针固定支架；20为换向弹簧；21为击针缓冲垫。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进一步说明。
本发明提供了一种定量双向铺粉装置，该装置包括铺粉结构和落粉结构；落粉结构设置在铺粉结构的上方。
如图3所示，落粉结构包括落粉腔3，落粉腔3内设置有落粉轴1，落粉轴1在落粉腔3内能够进行转动；具体的，落粉腔3的上部和下部均设置有开口，其上部的开口用于装入粉料，下部的开口用于向铺粉结构落粉。
优选的，落粉腔3下部开口的正下方与铺粉结构用于接收落粉的入口相对。
优选的，落粉腔3下部开口的边缘处设置有阻挡边框，阻挡边框围成落粉槽2。
优选的，如图4所示，落粉轴1上开有若干个粉槽，粉槽为条形状，其长度小于落粉腔3的长度，落粉轴1的一端伸出落粉腔3与电机连接，电机带动落粉轴1实现落粉轴1在落粉腔3内转动。
优选的，落粉轴1上均匀分布有6个粉槽，粉槽的深度为5-8mm。
如图1所示，铺粉结构包括落粉板11，落粉板11的上部设置有用于接收落粉结构落下粉体的若干个分流导向管5，分流导向管5的一端开口朝上与落粉槽2的开口相对，分流导向管5的另一端开口与落粉板11内的腔体连通；落粉板11的两端还均连接有刮刀托架4；如图2所示，刮刀托架4的上设置有运动滑块15，运动滑块15带动该铺粉装置进行直线运动；落粉板11的下部设置有刮刀17，刮刀17的两侧分别开设有前落粉槽14和后落粉槽16；落粉板11的两端分别设置有导向块9和换向限位块13，导向块9和换向限位块13均设置在刮刀托架4的正下方。
优选的，落粉板11的两端均通过刮刀固定架8连接刮刀托架4。
优选的，落粉板11的上部设置有分流导向板12，分流导向板12用于保护分流导向管5与落粉板11的连接位置，分流导向板12上设置有分流导向管5；其中若干个分流导向管5朝上的开口设置在一条直线上，且分流导向管5的另一端开口连接在分流导向板12的侧边内侧上；具体的相邻两个分流导向管5连接在分流导向板12不同的侧边内侧，使若干个分流导向管5交错设置。
优选的，分流导向管5的直径为12-16mm。
优选的，若干个分流导向管5的两侧均设置有分流管侧壁7，分流管侧壁7用于保护最外侧的分流导向管。
优选的，若干个分流导向管5朝上的开口处设置有分流管上板6，分流管上板6用于保护分流导向管5朝上与落粉结构相对的开口。
优选的，落粉板11的下方设置有落粉启闭板10，前落粉槽14、后落粉槽16和刮刀17均设置在落粉启闭板10上。
优选的，刮刀17为硬质合金材料。
优选的，落粉启闭板10的两端均伸出落粉板11，且导向块9和换向限位块13均固定在落粉启闭板10伸出的部位上。
本发明铺粉装置中的运动滑块15在相应的轨道上进行往复移动，铺粉装置的移动具有运动起点和运动终点，在铺粉装置的运动终点上设置有一个或多个击针；铺粉装置从起点向终点移动，导向块9与击针接触之后，铺粉装置换向并回到运动起点。
优选的，如图5所示，击针包括固定座，固定座上固定有换向弹簧20，换向弹簧20的一端固定在固定座上，另一端连接击针固定支架19，击针固定支架19上设置有换向击针18。
优选的，本发明的铺粉装置在运动滑块15的带动下从运动起点向运动终点运动，导向块9与换向击针18接触，然后该铺粉装置回到运动起点。
优选的，换向弹簧20的弹力大于换向限位块13的阻力。
本发明的铺粉装置的工作方式为：粉料从落粉结构上部的开口进入落粉腔3内，电机带动落粉轴1转动，落粉轴1上的粉槽将粉料定量的通过落粉槽2进行下落；粉料落入设置在落粉结构正下方的铺粉结构中，粉料通过分流导向管5进入落粉板11内，再通过落粉板下方刮刀两侧的前落粉槽和后落粉槽进行铺粉；该装置通过刮刀托架4运动，完成铺粉动作。
本发明还提供了一种激光选取熔化成形装置，该装置基于现有的SLM成形装置，替换现有装置总的铺粉部件，采用本发明提供的上述定量双向铺粉装置。

Claims (10)

1.一种定量双向铺粉装置，其特征在于，包括落粉结构和铺粉结构；
所述落粉结构包括落粉腔(3)，落粉腔(3)下方开有用于落粉的开口，落粉腔(3)内设置有可转动的落粉轴(1)；
所述铺粉装置包括落粉板(11)，落粉板(11)的上部设置有多个分流导向管(5)，分流导向管(5)与落粉板(11)的内部空腔连通；落粉板(11)的两端连接有刮刀托架(4)；
所述刮刀托架(4)的下方设置有运动滑块(15)，运动滑块(15)在预定轨道上进行运动；
所述落粉板(11)的底面设置有刮刀(17)，刮刀(17)的两侧均开有落粉槽，落粉槽为落粉板(11)底面上的开口；
所述落粉板(11)的两端分别连接有用于引导该装置运行方向的导向块(9)和该装置在换向过程中进行限位的换向限位块(13)；
所述落粉结构设置在铺粉装置的上方，且分流导向管(5)的开口与落粉腔(3)用于落粉的开口相对；
该装置还包括击针，击针设置在该装置的铺粉的终点位置上，导向块(9)与击针接触，该装置换向移动至铺粉的起点位置。
2.根据权利要求1所述的定量双向铺粉装置，其特征在于，所述落粉腔(3)下方的开口的边缘设置有阻挡边框，阻挡边框围绕所述开口形成落粉槽(2)。
3.根据权利要求1或2任意一项所述的定量双向铺粉装置，其特征在于，所述落粉轴(1)的周向上均匀开有若干个用于控制送粉量的粉槽。
4.根据权利要求1所述的定量双向铺粉装置，其特征在于，所述落粉板(11)上方连接有分流导向板(12)，分流导向板(12)上连通有若干个分流导向管(5)，分流导向管(5)的一端开口朝上与落粉槽(2)用于落粉的开口相对，分流导向管(5)的另一端开口连接在分流导向板(12)两侧的边缘处。
5.根据权利要求4所述的定量双向铺粉装置，其特征在于，所述若干个分流导向管(5)朝上的开口在同一水平线上。
6.根据权利要求4所述的定量双向铺粉装置，其特征在于，所述相邻两个分流导向管(5)分别连接在分流导向板(12)两侧的边缘处。
7.根据权利要求4所述的定量双向铺粉装置，其特征在于，所述落粉板(11)的下部连接有落粉启闭板(10)，刮刀(17)和两个落粉槽均设置在落粉启闭板(10)上，落粉启闭板(10)的两端伸出落粉板(11)用于安装换向限位块(13)和导向块(9)。
8.根据权利要求4所述的定量双向铺粉装置，其特征在于，该装置还包括若干个击针，若干个击针分别设置在该装置运动方向上，导向块(9)与击针接触，该装置换向移动。
9.根据权利要求1所述的定量双向铺粉装置，其特征在于，所述击针包括固定座，固定座上连接有换向弹簧(20)，换向弹簧(20)连接击针固定支架(19)，击针固定支架(19)上连接换向击针(18)，所述导向块(9)与换向击针(18)接触，换向击针(18)带动击针固定支架(19)压缩换向弹簧(20)。
10.一种激光选区熔化成形装置，其特征在于，该装置具有如权利要求1-9任意一项所述的定量双向铺粉装置。
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