CN109822895B - 用于增材制造设备的铺粉总成 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于增材制造设备的铺粉总成，包括多个向下延伸呈放射状的粉末流道，各个所述粉末流道底部连接于储粉仓顶部与其内腔贯通，各个粉末流道底部沿储粉仓长度方向等间距排列，所述储粉仓底部延其长度方向开设有落粉槽，所述储粉仓底部设置有用于启闭落粉槽的落粉板，所述落粉板通过驱动组件驱动其动作用于开启或关闭落粉槽；本发明中粉末流动过程中沿粉末流道内壁翻滚或者摩擦，将结块的粉末块细化，消除粉末内部的结块，并消除粉末挤压造成的内部空隙现象，提高粉末均匀度，提高铺粉质量；各个粉末流道将储粉仓内部等量区间化，等量的粉末流动至各个等量空间内，确保储粉仓内部初始粉层的相对均匀性。

Description

用于增材制造设备的铺粉总成

技术领域

本发明属于增材制造技术领域，特别涉及一种用于增材制造设备的铺粉总成。

背景技术

增材制造设备在铺粉时，通常做法为铺粉总成在刮刀的前侧铺粉，刮刀在后侧刮粉，而目前铺粉时，由于粉末的均匀度较差，难以保证铺粉质量，当检测到局部铺粉不符合要求时，铺粉装置会重新铺粉，铺粉效率低，且造成粉末的大量浪费；

针对上述问题提出用于增材制造设备的铺粉总成，该装置储存于铺粉总成内的粉末分散均匀，无空隙，可有效提高铺粉质量和铺粉效率，并减少粉末的浪费；

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种用于增材制造设备的铺粉总成，该装置储存于铺粉总成内的粉末分散均匀，无空隙，可有效提高铺粉质量和铺粉效率，并减少粉末的浪费；

本发明的用于增材制造设备的铺粉总成，包括多个向下延伸呈放射状的粉末流道，各个所述粉末流道底部连接于储粉仓顶部与其内腔贯通，各个粉末流道底部沿储粉仓长度方向等间距排列，所述储粉仓底部延其长度方向开设有落粉槽，所述储粉仓底部设置有用于启闭落粉槽的落粉板，所述落粉板通过驱动组件驱动其动作用于开启或关闭落粉槽。

进一步，还包括分流嘴，所述分流嘴上在垂直于储粉仓的长度方向水平排列设置有多个与粉末流道一一匹配的分流槽，所述分流槽水平转动并向下延伸形成螺旋状的过渡流道后直线向下延伸形成粉末流道。

进一步，所述粉末流道截面呈与分流槽截面相适配的槽状结构，所述粉末流道截面长度方向垂直于储粉仓长度方向，所述分流槽截面长度方向平行于储粉仓长度方向。

进一步，所述储粉仓上连接有刮刀安装座，所述刮刀安装座上连接有沿储粉仓长度方向延伸的两个刮刀，两个所述刮刀分设于落粉槽两侧。

进一步，所述粉末流道以及储粉仓安装于壳体内，所述储粉仓底部固定连接于壳体内腔底部，壳体底部开设有与落粉槽贯通的落粉口，所述分流嘴固定连接于壳体顶部，所述壳体侧部开口并可拆卸连接有盖板，所述刮刀安装座固定连接于壳体底部，两个所述刮刀分设落粉口两侧。

进一步，所述落粉板位于落粉口内，所述落粉板通过驱动组件驱动沿其长度方向延伸的中轴线转动，所述落粉口一侧壁连接有限位凸块，所述限位凸块位于落粉板下方，在落粉板打开时，限位凸块侧壁贴合于落粉板底部一侧对其形成限位，在落粉板关闭时，限位凸块上方贴合于落粉板底部另一侧对其形成支撑。

进一步，所述储粉仓内腔截面呈上大下小的梯形结构，所述储粉仓两侧壁倾斜向下延伸至落粉槽两侧。

进一步，所述壳体呈与多个粉末流道构成外轮廓相适配的且具有一定厚度的截头三角状结构。

本发明的有益效果：

本发明中呈放射状结构分布的粉末流道其流道长度较长，且大部分或全部流道倾斜延伸，在粉末流动过程中沿粉末流道内壁翻滚或者摩擦，将结块的粉末块细化，使其重新分散成粉末颗粒，此结构可消除粉末内部的结块，提高粉末均匀度，提高铺粉质量，在粉末沿粉末流道流动过程中，可消除粉末挤压造成的内部空隙现象，同样可提高粉末均匀度；各个粉末流道将储粉仓内部等量区间化，等量的粉末流动至各个等量空间内，确保储粉仓内部初始粉层的相对均匀性；

本发明中本发明中多个粉末流道为储粉仓供粉，改善了储粉仓内粉末堆积现象，减小了其初始堆积角，并在多个粉末流道依次供粉过程中铺粉总成移动产生的震荡，消除粉末堆，提高了粉末均匀度，粉末均匀分散在储粉仓内，大大提高铺粉质量，可有效减少由于局部铺粉不符合要求而重新铺粉的情况，减少重新铺粉次数，提高了铺粉效率，减少了粉末浪费，降低烧结成本；

本发明可利用铺粉总成的前后滑动使得各个分流槽依次与等量供粉装置的出粉口匹配定位，等量供粉装置无需发生位移，减少等量供粉装置的驱动结构，简化了增材制造设备的结构，可有效降低增材制造设备的成本，在铺粉总成依次滑动过程中，可对储粉仓内已有的粉末进行二次摇匀，并通过轻微振动防止粉末流道内壁粘附粉末，提高供粉精度；该结构的各个粉末流道依次供粉，储粉仓内的各个等量空间内依次充粉，正在充入粉末的等量空间内粉末处于动态流动状态，与其相邻已经充入粉末的等量空间内的粉末处于静态，动态粉末流动堆积后与静态粉末接触相互交织连为一体，动态粉末与静态粉末在连为一体的过程中处于相对平衡状态，在二者的连接处粉末分散均匀，两个相邻等量空间内的粉末通过动静结合的连接方式，简化了其二者接触时的流动状态，使得储粉仓内粉末分散均匀，进而提高铺粉质量；在粉末沿分流槽向下流动过程中，经过螺旋状结构的过渡流道内时，粉末会发生旋转，增大粉末与过渡流道内壁的摩擦，可有效消除粉末结块，提高粉末的均匀度；

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1为本发明立体结构示意图1；

图2为本发明立体结构示意图2；

图3为本发明平面结构示意图；

图4为图3的Ⅰ-Ⅰ剖视结构示意图；

图5为图3的俯视结构示意图；

附图中：1-粉末流道、2-储粉仓、3-落粉槽、4-落粉板、5-分流嘴、5a-分流槽、6-刮刀安装座、7-刮刀、8-壳体、9-落粉口、10-盖板、11-限位凸块、12-伺服电机、13-固定架；

具体实施方式

图1为本发明立体结构示意图1；图2为本发明立体结构示意图2；图3为本发明平面结构示意图；图4为图3的Ⅰ-Ⅰ剖视结构示意图；图5为图3的俯视结构示意图；

本实施例储粉仓的长度方向即为图3中的左右方向，垂直于储粉仓的长度的水平方向即为图3中的前后方向；

本实施例提供了一种用于增材制造设备的铺粉总成，包括多个向下延伸呈放射状的粉末流道1，各个所述粉末流道底部连接于储粉仓2顶部与其内腔贯通，各个粉末流道底部沿储粉仓长度方向等间距排列，所述储粉仓底部延其长度方向开设有落粉槽3，所述储粉仓底部设置有用于启闭落粉槽的落粉板4，所述落粉板通过驱动组件驱动其动作用于开启或关闭落粉槽；粉末流道截面为槽状结构，通过等量供粉装置从每个粉末流道上端开口处为其供入等量的粉末，粉末沿着粉末流道流到储粉仓内，呈放射状结构分布的粉末流道其流道长度较长，且大部分或全部流道倾斜延伸，在粉末流动过程中沿粉末流道内壁翻滚或者摩擦，将结块的粉末块细化，使其重新分散成粉末颗粒，此结构可消除粉末内部的结块，提高粉末均匀度，提高铺粉质量，在粉末沿粉末流道流动过程中，可消除粉末挤压造成的内部空隙现象，同样可提高粉末均匀度；各个粉末流道将储粉仓内部等量区间化，等量的粉末流动至各个等量空间内，确保储粉仓内部初始粉层的相对均匀性，粉末均匀流动至储粉仓内后，通过落粉板开启落粉槽使得粉末从落粉槽内流出，同时铺粉总成通过外设驱动整体前后移动，进行铺粉操作；其中驱动组件可为直线驱动方式，即驱动落粉板水平直线运行用于启闭落粉槽，或者驱动组件可为转动驱动方式，可驱动落粉板转动用于启闭落粉槽，落粉板转动时，可延其一侧作为中轴线翻转形成类似合页结构，或者可沿其中轴线转动，具体不在赘述；

本实施例中，还包括分流嘴5，所述分流嘴上在垂直于储粉仓的长度方向水平排列设置有多个与粉末流道一一匹配的分流槽5a，所述分流槽水平转动并向下延伸形成螺旋状的过渡流道后直线向下延伸形成粉末流道；分流嘴可与粉末流道一体成型设置，即过渡流道与粉末流道为同一流道的不同区域，分流嘴与粉末流道可分体设置，即过渡流道与粉末流道为两个独立的流道并相互拼接贯通；如图5所示，分流槽在前后方向排列设置有多个，分流槽呈长条形的槽状结构，其截面呈矩形结构，当然，其截面还可以设置为类似加长的腰型孔结构，具体不在赘述，分流槽的前后排列方向与铺粉方向一致，即与粉末流道、储粉仓以及分流嘴构成的铺粉总成的滑动方向一致，在铺粉完成后，在粉末烧结的过程中，等量供粉装置的出粉口一一与分流槽匹配为其依次供粉，在供粉过程中，等量供粉装置无需移动，铺粉总成依次前后滑动使得各个分流槽依次与等量供粉装置的出粉口配合，此种分流槽的排列结构可利用铺粉总成的滑动使得各个分流槽依次与等量供粉装置的出粉口匹配定位，等量供粉装置无需发生位移，减少等量供粉装置的驱动结构，简化了增材制造设备的结构，可有效降低增材制造设备的成本；此类供粉方式，可简化等量供粉装置出粉口的结构；在铺粉总成依次滑动过程中，可对储粉仓内已有的粉末进行二次摇匀，并通过轻微振动防止粉末流道内壁粘附粉末，提高供粉精度；该结构各个粉末流道依次供粉，储粉仓内的各个等量空间内依次充粉，正在充入粉末的等量空间内粉末处于动态流动状态，与其相邻已经充入粉末的等量空间内的粉末处于静态，动态粉末流动堆积后与静态粉末接触相互交织连为一体，该结构使得动态粉末与静态粉末在连为一体的过程中处于相对平衡状态，在二者的连接处粉末分散均匀；若相邻的两个等量空间内的粉末均处于动态流动状态，由于粉末流动的动能较大，在两个动态粉末接触的过程中，会相互碰撞挤压，二者的连接处会由于碰撞挤压会形成密度较大的粉末体，由于二者接触时的复杂的流动状态，连接处的粉末容易形成空隙，会造成储粉仓内粉末分散不均，影响铺粉效果；本实施例中两个相邻等量空间内的粉末通过动静结合的连接方式，简化了其二者接触时的流动状态，使得储粉仓内粉末分散均匀，进而提高铺粉质量；在粉末沿分流槽向下流动过程中，经过螺旋状结构的过渡流道内时，粉末会发生旋转，增大粉末与过渡流道内壁的摩擦，可有效消除粉末结块，提高粉末的均匀度；

本实施例中，所述粉末流道截面呈与分流槽截面相适配的槽状结构，所述粉末流道截面长度方向垂直于储粉仓2长度方向，所述分流槽截面长度方向平行于储粉仓2长度方向；分流槽截面长度方向与储粉仓长度方向一致，易于分流槽与等量供粉装置出粉口的定位配合，粉末流道在垂直于储粉仓的方向将其切割成沿长度方向排列的多个等量空间，各个等量空间呈左右对称以及中心对称结构，其无死角，粉末流动时均匀向等量空间内分散，提高粉末均匀度，需要说明的是，此处的等量空间的切割面为相邻粉末流道底部之间的中心面；粉末流道与分流槽的布置形式，使得螺旋状的过渡流道的水平方向转动角度为90°，该结构可将过渡流道控制在合理长度和角度的空间范围内，可保证粉末流动的流畅性，减小由于转动角度过大造成的堵塞现象，为进一步保证粉末流动的流畅性，需要控制螺旋角的角度，具体螺旋角角度依据粉末的材质以及过渡流道的结构形式等综合因素确定，具体不在赘述；

本实施例中，所述储粉仓上连接有刮刀安装座6，所述刮刀安装座上连接有沿储粉仓2长度方向延伸的两个刮刀7，两个所述刮刀分设于落粉槽3两侧；通过该结构，可实现双向铺粉，提高铺粉效率，如图4所示，刮刀安装座上具有一卡槽，刮刀呈圆柱状结构并卡在卡槽内，圆柱形刮刀外周面部分区域裸露于卡槽外，该部分区域作为刮粉面，刮刀其外周面任意一轴向外表面均可以作为刮刀的刮粉面，当其中一侧磨损时，转动刮刀即可以改变其刮粉面，刮刀可重复利用多次，并可保证其刮粉面的精度，提高了铺粉质量，提高了刮刀的使用寿命和刮粉精度，减少了更换刮刀的次数，降低刮刀使用成本；

本实施例中，所述粉末流道1以及储粉仓2安装于壳体8内，所述储粉仓2底部固定连接于壳体内腔底部，壳体底部开设有与落粉槽贯通的落粉口9，所述分流嘴5固定连接于壳体顶部，所述壳体侧部开口并可拆卸连接有盖板10，所述刮刀安装座固定连接于壳体底部，两个所述刮刀分设落粉口两侧；壳体顶部有一开口，分流嘴盖于该开口处，粉末流道1以及储粉仓2封装在壳体内，使得铺粉总成结构紧凑，提高了各个零部件的整体一致性；

本实施例中，所述落粉板4位于落粉口9内，所述落粉板通过驱动组件驱动沿其长度方向延伸的中轴线转动，所述落粉口一侧壁连接有限位凸块11，所述限位凸块位于落粉板4下方，在落粉板打开时，限位凸块侧壁贴合于落粉板底部一侧对其形成限位，在落粉板关闭时，限位凸块上方贴合于落粉板底部另一侧对其形成支撑；驱动组件可采用电机驱动、液压驱动或者气动驱动形式，本实施例中采用伺服电机12驱动，伺服电机通过固定架13连接于壳体外部，通过私服电机驱动落粉板，可通过小角度摆动方式将储粉槽内的初始落粉进行二次调整，以确保落粉前的粉堆一致性，可通过大角度摆动起到落粉开关的作用，结合图4所示，当落粉板关闭时，其左侧一端支撑于限位凸块上端，通过该结构为落粉板提供支撑，可有效避免长时间使用，落粉板受压形变，当落粉板顺时针旋转打开时，落粉板的左侧底部贴合于限位凸块的右侧壁，可对落粉板形成限位，用于控制落粉板的打开最大角度，同时可密闭落粉板左侧空间，使得粉末只能从落粉板右侧的空间落下，可提高铺粉质量；

本实施例中，所述储粉仓内腔截面呈上大下小的梯形结构，所述储粉仓两侧壁倾斜向下延伸至落粉槽3两侧；如图4所示，该结构的储粉仓可使得粉末沿其两侧壁滑动至落粉槽内，储粉仓内无死角，可确保所有的粉体落下，提高铺粉精度；

本实施例中，所述壳体呈与多个粉末流道1构成外轮廓相适配的且具有一定厚度的截头三角状结；通过三角形结构提高壳体的整体强度和扭转刚度，壳体与粉末流道构成的外轮廓相适配，其结构紧凑，整体一致性好；

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，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种用于增材制造设备的铺粉总成，其特征在于：包括多个向下延伸呈放射状的粉末流道，各个所述粉末流道底部连接于储粉仓顶部与其内腔贯通，各个粉末流道底部沿储粉仓长度方向等间距排列，所述储粉仓底部延其长度方向开设有落粉槽，所述储粉仓底部设置有用于启闭落粉槽的落粉板，所述落粉板通过驱动组件驱动其动作用于开启或关闭落粉槽；

还包括分流嘴，所述分流嘴上在垂直于储粉仓的长度方向水平排列设置有多个与粉末流道一一匹配的分流槽，所述分流槽水平转动并向下延伸形成螺旋状的过渡流道后直线向下延伸形成粉末流道，螺旋状的过渡流道的水平方向转动角度为90°；

所述粉末流道截面呈与分流槽截面相适配的槽状结构，所述粉末流道截面长度方向垂直于储粉仓长度方向，所述分流槽截面长度方向平行于储粉仓长度方向；

所述储粉仓内腔截面呈上大下小的梯形结构，所述储粉仓两侧壁倾斜向下延伸至落粉槽两侧。

2.根据权利要求1所述的用于增材制造设备的铺粉总成，其特征在于：所述储粉仓上连接有刮刀安装座，所述刮刀安装座上连接有沿储粉仓长度方向延伸的两个刮刀，两个所述刮刀分设于落粉槽两侧。

3.根据权利要求2所述的用于增材制造设备的铺粉总成，其特征在于：所述粉末流道以及储粉仓安装于壳体内，所述储粉仓底部固定连接于壳体内腔底部，壳体底部开设有与落粉槽贯通的落粉口，所述分流嘴固定连接于壳体顶部，所述壳体侧部开口并可拆卸连接有盖板，所述刮刀安装座固定连接于壳体底部，两个所述刮刀分设落粉口两侧。

4.根据权利要求3所述的用于增材制造设备的铺粉总成，其特征在于：所述落粉板位于落粉口内，所述落粉板通过驱动组件驱动沿其长度方向延伸的中轴线转动，所述落粉口一侧壁连接有限位凸块，所述限位凸块位于落粉板下方，在落粉板打开时，限位凸块侧壁贴合于落粉板底部一侧对其形成限位，在落粉板关闭时，限位凸块上方贴合于落粉板底部另一侧对其形成支撑。

5.根据权利要求4所述的用于增材制造设备的铺粉总成，其特征在于：所述壳体呈与多个粉末流道构成外轮廓相适配的且具有一定厚度的截头三角状结构。