CN109641391A - 分配粉末 - Google Patents

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Abstract

在一个示例中，一种分配粉末的装置包括：料斗；所述料斗的出口；分配器，其从所述料斗通过所述出口分配粉末状构建粉末；以及搅拌器，其可在所述分配器的推动下间歇地在所述出口处移动。

Description

分配粉末
背景技术
有时称为3D打印机的增材制造机器通过积累材料层来产生物体。数字数据可以被处理成切片，这些切片各自定义待形成物体的一层或多层构建材料的一部分。在一些增材制造机器中，物体切片形成为在工作区域上分层散布的粉末状构建材料。每个连续层中的粉末被熔合成期望的图案以形成固体物体。
附图说明
图1是图示了分配粉末的装置的一个示例的等距视图。
图2是图1中所示的示例性装置的等距局部剖视图。
图3-5呈现了一系列剖视图，它们图示了图1的装置的示例性分配操作。
图6是图示了分配粉末的装置的另一个示例的等距视图。
图7-9呈现了一系列剖视图，它们图示了图6中的装置的示例性分配操作。
图10是图示了从粉末的供应分配粉末的方法的一个示例的流程图。
贯穿附图，相同的附图标记标示相同或相似的部分。附图不一定按比例绘制。
具体实施方式
一些增材制造机器能够使用多种构建材料粉末。可具有成本效益的是，使供应料斗和分配机构适应这种机器中所使用的各种各样的粉末。一些构建材料粉末趋于在料斗中形成拱形或鼠洞(rathole)，从而特别是在与增材制造的分配少量粉末特性相关联的间歇低流量时，阻碍了出口处的期望的粉末流动。
已开发出一种新技术来帮助防止在粉末状构建材料分配器中不期望地形成拱形或鼠洞。在一个示例中，分配装置包括搅拌器，该搅拌器可在分配操作期间在分配器的推动下间歇地在料斗的出口处移动。在一个具体示例中，该搅拌器被实施为柔性翼片(flap)，其延伸到料斗的出口中并与分配器重叠，使得在分配操作期间，分配器推动该翼片穿过出口，然后释放翼片(或平板，flat)以朝向出口的一侧向回弯曲。
直接利用分配器来致动翼片或其他搅拌器避免了对分离的外部驱动机构的需要，同时仍然打碎出口中或附近的粉末，否则在那里它可能更严重地阻碍准确地分配少量粉末。此外，作为致动器的分配器中固有的间歇搅动对于多种不同的粉末状构建材料而言可以是有效的，并且有助于避免在一些粉末中可能由振动搅拌器引起的进一步阻塞。
虽然实施该新技术的示例被开发成处理用于增材制造的粉末状构建材料，但是示例并不限于增材制造。本文中所述和附图中所示的示例说明但不限制本专利的范围，本专利的范围在本说明书之后的权利要求中限定。
如本文档中所使用的：“和/或”意指关联的事物中的一个或多个；“计量供给器(doser)”意指构造成从料斗内的散装材料分配固定体积的材料的分配器；以及“翼片”意指沿一个部分固定并且延伸到自由来回弯曲的另一个部分的扁平柔性材料片。
图1是图示了分配粉末12的装置10的一个示例的等距视图。图2是图1的装置10的等距局部剖视图。图3-5是在装置10中具有粉末12的供应的剖视图。参照图1-5，分配装置10包括保持粉末12的供应16的料斗14、出口18和处于出口18处的分配器20。分配器20可以在出口18处附接到料斗14，例如如图1-5中所示，或者分配器20可以被整合到出口18中(例如，如图6-9中所示)。在图1-5中所示的示例中，分配器20被实施为计量供给器，其从批量供应16分配固定体积的粉末12。在该示例中，计量供给器20包括安置在主体24中的圆柱形轴22。两个槽26A、26B彼此相对地形成在轴22中，以保持一定量的粉末12。例如利用马达28和传动系30，轴22在主体24中转动180°，以交替地从每个槽26A、26B分配粉末12。
分配装置10还包括搅拌器32，其在计量供给器20的推动下间歇地在出口18中移动，以在料斗14的底部处打碎供应16中的粉末12。在该示例中，搅拌器32被实施为柔性翼片，其从固定到料斗14的一个侧壁36的第一部分34延伸到与计量供给器20重叠的出口18中的第二部分38。此外，在该示例中，翼片32还是可分离的，其利用夹具40夹持到料斗14。如在图3和图5中最佳地看到的，搅拌器翼片32位于料斗14内，使得第二部分38倚靠出口18的一侧42，并且延伸到计量供给器的凹部26A(图3)或26B(图5)中。如果需要，则翼片32可以位于料斗14内，使得翼片中的弯曲使第二部分38偏置抵靠出口18的一侧42，以例如增加回复力。
在分配操作期间，计量供给器的轴22逆时针旋转，以从一个凹部26A分配粉末12并重新填充另一个凹部26B，如图3-5的序列中所示。旋转的轴22使搅拌器翼片32的第二部分38穿过出口18移动，如图4中所示，直到翼片32在凹部26B处被释放并且朝向出口18的所述侧向回弯曲，如图5中所示。翼片32可以部分地穿过出口18移动，如图4中所示，或者完全穿过出口18。根据需要，通过改变出口18处的部件的几何关系，翼片32可以部分或完全地穿过出口18移动。例如，将搅拌器翼片32的第二部分38更深地延伸到凹部26A、26B中将允许翼片32在分配操作期间进一步穿过出口18的宽度移动。此外，翼片32也可以朝向料斗14的内部而不是在料斗14的一侧处定位。例如，在一些实施方式中，可能期望将翼片32定位在料斗14的中心处，以适应为分配而双向(顺时针和逆时针)旋转的计量供给器轴22。
图6是图示了分配粉末12的装置10的另一个示例的等距视图。图7-9是在装置10中具有粉末12的供应的剖视图。在图6-9中所示的示例中，装置10包括圆锥形料斗14，其具有实施为阀的分配器20，该阀打开和关闭出口18以从批量供应16分配粉末12。此外，在分配装置10的该示例中，搅拌器32被实施为在轴或其他合适的枢轴44上来回枢转的板。搅拌器板32包括附接到枢轴44的第一部分34和延伸到出口18中并与阀20重叠的第二部分38。在分配操作期间，阀20顺时针旋转90°以打开出口18，如图7和图8中所示。随着阀20从图8中所示的打开位置朝向关闭位置(图7中所示)顺时针旋转，旋转的阀20使搅拌器板32的第二部分38移动穿过出口18，如图9中所示，直到板20被释放并且在复位弹簧46的推动下朝向出口18的中心向回枢转。
可以通过改变出口18处的部件的几何关系，来改变搅拌器板32来回穿过出口18的行程范围。例如，行程范围可以从偏置的板32所示的行程范围朝向出口18的左侧延长，使得阀20在打开时以及在关闭时接合板32并使板32移动穿过出口18。此外，相对的扭转弹簧46或其他合适的偏置装置可被用于在两个方向上提供回复力，从而适应阀20的顺时针和/或逆时针的打开和关闭。
图10是图示了从粉末的供应分配粉末的方法100的一个示例的流程图，该方法100例如可利用图1-5中所示的分配装置10来执行。方法100的描述中的附图标记是参照图1-5中所示的示例性装置10作出。然而，方法100也可以利用其他分配装置执行。参照图10，粉末12从供应16间歇地分配(框102)，并且与每次分配同时，在粉末供应16内翻动某物(框104)。例如，该翻动(flapping)可以通过如下方式来执行，即：计量供给器20单向移动搅拌器翼片32，以及该翼片沿另一个方向向回弯曲，如图4和图5中所示。与每次分配操作同时在粉末供应内间歇地翻动某物有助于保持粉末松散，以便在不持续搅拌的情况下进行分配。
如上所述，附图中所示和本文中所述的示例说明但不限制本专利，本专利在下面的权利要求中限定。
权利要求中所使用的“一种”、“一个”和“所述”意指一个或多个。例如，“一个翼片”意指一个或多个翼片，并且“所述翼片”意指所述一个或多个翼片。

Claims (14)

1.一种分配粉末的装置，包括：
料斗，其具有朝向出口延伸的侧壁；
处于所述出口处的分配器，所述分配器可在第一位置和第二位置之间移动，在所述第一位置，粉末不从所述出口分配，在所述第二位置，粉末从所述出口分配；以及
处于所述料斗内的翼片，所述翼片在粉末通过所述出口离开所述料斗的方向上处于所述分配器的上游，当所述分配器从第一位置朝向第二位置和/或从第二位置朝向第一位置移动时，所述翼片可通过所述分配器移动穿过所述料斗。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述翼片包括远离所述分配器的固定的第一部分和与所述分配器重叠的可移动的第二部分，使得：
当所述分配器从第一位置朝向第二位置和/或从第二位置朝向第一位置移动时，所述分配器使所述翼片的所述第二部分移动穿过所述料斗；以及
随着所述分配器继续从第一位置朝向第二位置和/或从第二位置朝向第一位置移动，所述分配器释放所述翼片的所述第二部分以向回弯曲穿过所述料斗。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述翼片可通过所述分配器部分地穿过所述料斗移动。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述分配器包括可在第一位置和第二位置之间移动的计量供给器，在所述第一位置，所述计量供给器保持固定体积的粉末，在所述第二位置，所述计量供给器从所述料斗通过所述出口分配所述固定体积的粉末。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述分配器包括阀，所述阀与所述出口是一体的，并且可在第一关闭位置和第二打开位置之间移动，在所述第一关闭位置，所述料斗中的粉末不可流动通过所述出口，在所述第二打开位置，所述料斗中的粉末可流动通过所述出口。
6.如权利要求2所述的装置，其特征在于，所述翼片的所述第二部分被夹持到所述料斗的所述侧壁中的一个。
7.一种分配粉末的装置，包括：
料斗；
所述料斗的出口；
分配器，其从所述料斗通过所述出口分配粉末状构建粉末；以及
搅拌器，其可在所述分配器的推动下间歇地在所述出口处移动。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于：
所述搅拌器可在所述分配器的推动下从处于所述出口的一侧处的第一位置部分地穿过所述出口移动到第二位置；以及
所述搅拌器是可移动的，以从所述第二位置朝向所述第一位置弯曲或枢转。
9.如权利要求7所述的装置，其特征在于，所述搅拌器包括可枢转的搅拌器，所述可枢转的搅拌器具有附接到枢轴的第一部分和远离所述枢轴并延伸到所述出口中的第二部分，所述搅拌器的所述第二部分可在所述分配器的推动下在所述出口中移动。
10.如权利要求7所述的装置，其特征在于：
所述搅拌器包括柔性翼片，所述柔性翼片包括远离所述分配器的固定的第一部分和延伸到所述出口中的可移动的第二部分；
所述分配器使所述翼片的所述第二部分穿过所述出口从处于所述出口的一侧处的第一位置移动到第二位置；以及
所述分配器释放所述翼片的所述第二部分，以从所述第二位置朝向所述第一位置向回弯曲。
11.一种方法，包括：
间歇地从粉末的供应通过出口分配粉末；以及
与每次分配同时，在所述出口处在所述供应内翻动某物。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，所述分配包括从所述供应计量供给粉末。
13.如权利要求12所述的方法，其特征在于，所述翻动包括计量供给器单向移动翼片以及所述翼片沿另一个方向向回弯曲。
14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，所述计量供给包括旋转计量供给器，以移动所述翼片并分配所述粉末。
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