CN111230110B - 一种用于slm设备的粉末管理系统 - Google Patents

一种用于slm设备的粉末管理系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于SLM设备的粉末管理系统，用于对SLM设备中的铺粉系统进行供粉以及加工后粉末的收集，所述粉末管理系统包括为整个系统提供支撑的架体，所述粉末管理系统还包括落粉装置、粉末存储与传输装置和粉末收集装置，所述落粉装置连接在所述铺粉系统的工作区上端，所述粉末收集装置连接在所述铺粉系统工作区的下端，所述粉末存储与传输装置分别连接所述落粉装置和粉末收集装置，所述粉末存储与传输装置通过涡轮风机组传输粉末。与现有技术相比，本发明能实现自动送粉，方便二次加粉以及对粉末的二次收集，具有稳定可靠、工作效率高等优点。

Description

一种用于SLM设备的粉末管理系统
技术领域
本发明涉及SLM设备领域，尤其是涉及一种用于SLM设备的粉末管理系统。
背景技术
激光选区熔化(Selective Laser Melting，SLM)技术是一种利用高能量激光束直接照射金属粉末使其快速熔化并冷却凝固成型的技术，它可以应用于单一的金属粉末，也可以应用于混合金属粉末。它可以使金属粉末直接成型为金属零件，且零件致密度接近100％，SLM技术已广泛应用于航空航天、汽车制造、军工与医疗等行业。
现有技术的粉末管理系统中大部分的送粉系统仍需要依靠一定的人力，即人为的把粉末加入到粉缸里，再由铺粉系统进行控制铺粉；同时对打印后仍有残留的粉末及多余粉末没有较好的收集系统，部分使用人工收集，有的设置使用吸尘器直接吸收多余的粉末。
现有技术存在以下缺点：
1、往粉缸里送粉仍需依靠一定的人力，且若一次加粉量不足以打印整个部件，进行二次加粉比较困难。
2、现有技术在SLM加工结束后，对多余粉末及残余粉末的收集较为不合理，没有较好的收集系统。
公开号为CN109516214A的发明公开了一种SLM设备的粉体自动输送装置，包括有惰性气体输粉管道，惰性气体输粉管道上连接有至少一个粉体投放末端，粉体投放末端包括与惰性气体输粉管道通过第一输粉分管连接的中转粉仓，中转粉仓通过第二输粉分管连接有粉桶，第一输粉分管和第二输粉分管上分别设置有第一电动阀和第二电动阀，还包括控制器，第一电动阀和第二电动阀均通过线缆电连接控制器。
该粉体自动输送装置存在以下缺点：
1、通过一个输粉管道上连接多个粉体投放末端，若输粉管道发生故障，会导致多个粉体投放末端均无法运行，并且该设置难以保证各粉体投放末端粉末的供应均满足需求。
2、该粉体自动输送装置仅能实现传输粉末，无法收集多余粉末及残余粉末。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的人工加粉、二次加粉困难，粉末收集不合理的缺陷而提供一种用于SLM设备的粉末管理系统。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种用于SLM设备的粉末管理系统，用于对SLM设备中的铺粉系统进行供粉以及加工后粉末的收集，所述粉末管理系统包括为整个系统提供支撑的架体，所述粉末管理系统还包括落粉装置、粉末存储与传输装置和粉末收集装置，所述落粉装置连接在所述铺粉系统的工作区上端，所述粉末收集装置连接在所述铺粉系统工作区的下端，所述粉末存储与传输装置分别连接所述落粉装置和粉末收集装置，所述粉末存储与传输装置通过涡轮风机组传输粉末。
进一步地，所述粉末存储与传输装置包括储粉桶、粉末控制阀、粉末传输腔和涡轮风机组，所述粉末控制阀分别连接所述储粉桶和所述粉末传输腔，所述粉末传输腔通过管道连接所述涡轮风机组，所述涡轮风机组通过管道连接所述落粉装置。
进一步地，所述粉末传输腔的两个相对的侧面分别设有第一上料通气孔和第二上料通气孔，所述涡轮风机组包括第一风机和第二风机，所述第一风机用于吹出气体，所述第二风机为吸入式风机，所述第一上料通气孔通过管道连接所述第一风机，所述第二上料通气孔通过管道连接所述第二风机，所述第二风机通过管道连接所述落粉装置。
进一步地，所述储粉桶设有储粉盖板和吹粉管。吹粉管用于利用风压把粉末往下吹，防止堵死。
进一步地，所述落粉装置包括上落粉盒、电动阀门和上落粉腔，所述电动阀门分别连接所述上落粉盒和上落粉腔，所述上落粉腔连接所述铺粉系统的工作区上端。
进一步地，所述上落粉腔内设有第一落粉板和第二落粉板，所述第一落粉板和第二落粉板均位于所述上落粉腔中靠近所述电动阀门的一端的中部，所述第一落粉板和第二落粉板靠近所述电动阀门的一端相互靠拢，远离所述电动阀门的一端相互远离。第一落粉板和第二落粉板的设置用于对粉末进行引导，使得粉末下落均匀。
进一步地，所述上落粉腔远离所述电动阀门的一端设有落粉控制机构，该落粉控制机构包括减速器、陶瓷辊和落粉控制腔，所述减速器的固定端连接所述落粉控制腔，输出端连接所述陶瓷辊，所述陶瓷辊位于所述落粉控制腔内，并受所述落粉控制腔支撑，所述落粉控制腔的一端贯通连接所述上落粉腔，另一端设有用于落粉的条状通孔。
进一步地，所述陶瓷辊的外表面设有多组条状凹槽，所述条状凹槽与所述上落粉腔的输出端平行。
进一步地，所述粉末收集装置包括粉末收集盒和粉末回收桶，所述粉末收集盒的一端连接所述铺粉系统工作区的下端，另一端通过管道连接所述粉末回收桶。
进一步地，所述粉末管理系统还包括粉末过滤腔体，所述粉末存储与传输装置经过所述粉末过滤腔体分别连接所述落粉装置和粉末收集装置。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
(1)本发明粉末管理系统通过落粉装置和粉末存储与传输装置实现自动的把粉末送入成型粉缸中，也方便二次加粉；同时设置有粉末收集装置，可以对多余的粉末进行收集，便于对粉末进行加工后二次使用。
(2)本发明在粉末存储与传输装置设置了粉末控制阀，来控制加入储粉桶中粉末的下降，防止一次性落入太多粉末而把出粉口堵死；在落粉装置也设有电动阀门，控制粉末的继续下降，防止因落入大量粉末而把上落粉盒堵死。
(3)本发明在上落粉腔中设置了第一落粉板和第二落粉板，使得粉末下落均匀，防止其形成类似正态分布的粉末。
(4)本发明在落粉装置还设有落粉控制机构，该落粉控制机构包括减速器、陶瓷辊和落粉控制腔，用于控制粉末进入铺粉系统的粉缸中，通过控制落粉控制机构中陶瓷辊的转速即可控制单位时间的落粉量。
(5)本发明粉末管理系统还包括粉末过滤腔体，对各管道中的粉末进行过滤，既能防止粉末落入电机而造成电机的损坏，同时，也对打印过程中形成的黑烟进行过滤。
附图说明
图1为本发明粉末管理系统的结构示意图；
图2为本发明粉末存储与传输装置的结构示意图；
图3为本发明粉末存储与传输装置的主视结构示意图；
图4为本发明粉末存储与传输装置的左视结构示意图；
图5为本发明落粉装置的主视结构示意图；
图6为本发明落粉装置的左视结构示意图；
图7为本发明落粉装置中上落粉腔的结构示意图；
图8为本发明落粉装置中落粉控制机构的主视结构示意图；
图9为本发明落粉装置中落粉控制机构的仰视结构示意图；
图10为本发明陶瓷辊的结构示意图；
图11为本发明粉末收集装置的结构示意图；
图12为本发明粉末收集盒的结构示意图；
图中，1、架体，2、落粉装置，21、上落粉盒，22、电动阀门，23、上落粉腔，231、第一落粉板，232、第二落粉板，24、减速器，25、陶瓷辊，251、条状凹槽，26、落粉控制腔，261、条状通孔，3、粉末存储与传输装置，31、储粉桶，311、储粉盖板，312、吹粉管，32、粉末控制阀，33、粉末传输腔，331、第一上料通气孔，332、第二上料通气孔，34、涡轮风机组，341、第一风机，342、第二风机，4、粉末收集装置，41、粉末收集盒，42、粉末回收桶，5、粉末过滤腔体，6、铺粉系统。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。本实施例以本发明技术方案为前提进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
实施例1
如图1所示，本实施例提供一种用于SLM设备的粉末管理系统，用于对SLM设备中的铺粉系统6进行供粉以及加工后粉末的收集，粉末管理系统包括为整个系统提供支撑的架体1、落粉装置2、粉末存储与传输装置3、粉末收集装置4和粉末过滤腔体5，落粉装置2连接在铺粉系统6的工作区上端，粉末收集装置4连接在铺粉系统6工作区的下端，粉末存储与传输装置3分别连接落粉装置2和粉末收集装置4，粉末存储与传输装置3通过涡轮风机组34传输粉末，粉末过滤腔体5用于对粉末管理系统中各管路中的粉末进行过滤。
本实施例中，将粉末管理系统应用在具有两个工位的铺粉系统6中，铺粉系统6具有成型工位(图1中右侧)和取件工位(图1中左侧)，本实施例粉末管理系统在成型工位对应设置了落粉装置2、粉末存储与传输装置3、粉末收集装置4和粉末过滤腔体5，在取件工位对应设置了粉末收集装置4和粉末过滤腔体5。
下面对装置进行具体描述。
1、粉末存储与传输装置3
如图2所示，粉末存储与传输装置3包括储粉桶31、粉末控制阀32、粉末传输腔33和涡轮风机组34，粉末控制阀32分别连接储粉桶31和粉末传输腔33，粉末传输腔33通过管道连接涡轮风机组34，涡轮风机组34通过管道连接落粉装置2。
如图3所示，粉末传输腔33的两个相对的侧面分别设有第一上料通气孔331和第二上料通气孔332，涡轮风机组34包括第一风机341和第二风机342，第一风机341用于吹出气体，第二风机342为吸入式风机，第一上料通气孔331通过管道连接第一风机341，第二上料通气孔332通过管道连接第二风机342，第二风机342通过管道连接落粉装置2。第一风机341和第二风机342均设有两个连接口，分别用于进气和出气。
如图4所示，储粉桶31设有储粉盖板311和吹粉管312。通过打开储粉盖板311，为储粉桶31添加粉末；吹粉管312用于利用风压把粉末往下吹，防止堵死。
2、落粉装置2
如图5和图6所示，落粉装置2包括上落粉盒21、电动阀门22和上落粉腔23，电动阀门22分别连接上落粉盒21和上落粉腔23，上落粉腔23连接铺粉系统6的工作区上端。
如图7所示，上落粉腔23内设有第一落粉板231和第二落粉板232，第一落粉板231和第二落粉板232均位于上落粉腔23中靠近电动阀门22的一端的中部，第一落粉板231和第二落粉板232靠近电动阀门22的一端相互靠拢，远离电动阀门22的一端相互远离。上落粉腔23通过一平板固定连接第一落粉板231和第二落粉板232。
上落粉腔23的上端腔体较大，下端腔体长度不变，宽度逐渐变小。
如图8所示，上落粉腔23远离电动阀门22的一端设有落粉控制机构，该落粉控制机构包括减速器24、陶瓷辊25和落粉控制腔26，减速器24的固定端连接落粉控制腔26，输出端连接陶瓷辊25，陶瓷辊25位于落粉控制腔26内，并受落粉控制腔26支撑，具体地，陶瓷辊25为中空的圆柱结构，一端的内壁通过传动轴连接减速器24的输出端，另一端通过传动轴可旋转连接落粉控制腔26。
如图9所示，落粉控制腔26的一端贯通连接上落粉腔23，另一端设有用于落粉的条状通孔261。
如图10所示，陶瓷辊25的外表面设有多组条状凹槽251，条状凹槽251与上落粉腔23的输出端平行。
3、粉末收集装置4
如图11所示，粉末收集装置4包括粉末收集盒41和粉末回收桶42，粉末收集盒41的一端连接铺粉系统6工作区的下端，另一端通过管道连接粉末回收桶42。
如图12所示，粉末收集盒41为逐渐变小的腔体结构，粉末收集盒41与铺粉系统6工作区的连接端的通孔为长方形，该长方形通孔与铺粉系统6工作区的边缘相对应。粉末收集盒41与粉末回收桶42的连接端的通孔为圆形。
粉末收集盒41设有两个，分别连接在铺粉系统6工作区的两侧。
4、粉末过滤腔体5
粉末管理系统还包括粉末过滤腔体5，粉末存储与传输装置3经过粉末过滤腔体5分别连接落粉装置2和粉末收集装置4。
粉末过滤腔体5内部为细筛网结构，粉末过滤腔体5设有进气口和出气口。
以上详细描述了本发明的较佳具体实施例。应当理解，本领域的普通技术人员无需创造性劳动就可以根据本发明的构思作出诸多修改和变化。因此，凡本技术领域中技术人员依本发明的构思在现有技术的基础上通过逻辑分析、推理或者有限的实验可以得到的技术方案，皆应在由权利要求书所确定的保护范围内。

Claims (6)

1.一种用于SLM设备的粉末管理系统，用于对SLM设备中的铺粉系统(6)进行供粉以及加工后粉末的收集，所述粉末管理系统包括为整个系统提供支撑的架体(1)，其特征在于，所述粉末管理系统还包括落粉装置(2)、粉末存储与传输装置(3)和粉末收集装置(4)，所述落粉装置(2)连接在所述铺粉系统(6)的工作区上端，所述粉末收集装置(4)连接在所述铺粉系统(6)工作区的下端，所述粉末存储与传输装置(3)分别连接所述落粉装置(2)和粉末收集装置(4)，所述粉末存储与传输装置(3)通过涡轮风机组(34)传输粉末；
所述粉末存储与传输装置(3)包括储粉桶(31)、粉末控制阀(32)、粉末传输腔(33)和涡轮风机组(34)，所述粉末控制阀(32)分别连接所述储粉桶(31)和所述粉末传输腔(33)，所述粉末传输腔(33)通过管道连接所述涡轮风机组(34)，所述涡轮风机组(34)通过管道连接所述落粉装置(2)；
所述粉末传输腔(33)的两个相对的侧面分别设有第一上料通气孔(331)和第二上料通气孔(332)，所述涡轮风机组(34)包括第一风机(341)和第二风机(342)，所述第一风机(341)用于吹出气体，所述第二风机(342)为吸入式风机，所述第一上料通气孔(331)通过管道连接所述第一风机(341)，所述第二上料通气孔(332)通过管道连接所述第二风机(342)，所述第二风机(342)通过管道连接所述落粉装置(2)；
所述粉末管理系统还包括粉末过滤腔体(5)，所述粉末存储与传输装置(3)经过所述粉末过滤腔体(5)分别连接所述落粉装置(2)和粉末收集装置(4)；
所述粉末收集装置(4)包括粉末收集盒(41)和粉末回收桶(42)，所述粉末收集盒(41)的一端连接所述铺粉系统(6)工作区的下端，另一端通过管道连接所述粉末回收桶(42)。
2.根据权利要求1所述的一种用于SLM设备的粉末管理系统，其特征在于，所述储粉桶(31)设有储粉盖板(311)和吹粉管(312)。
3.根据权利要求1所述的一种用于SLM设备的粉末管理系统，其特征在于，所述落粉装置(2)包括上落粉盒(21)、电动阀门(22)和上落粉腔(23)，所述电动阀门(22)分别连接所述上落粉盒(21)和上落粉腔(23)，所述上落粉腔(23)连接所述铺粉系统(6)的工作区上端。
4.根据权利要求3所述的一种用于SLM设备的粉末管理系统，其特征在于，所述上落粉腔(23)内设有第一落粉板(231)和第二落粉板(232)，所述第一落粉板(231)和第二落粉板(232)均位于所述上落粉腔(23)中靠近所述电动阀门(22)的一端的中部，所述第一落粉板(231)和第二落粉板(232)靠近所述电动阀门(22)的一端相互靠拢，远离所述电动阀门(22)的一端相互远离。
5.根据权利要求3所述的一种用于SLM设备的粉末管理系统，其特征在于，所述上落粉腔(23)远离所述电动阀门(22)的一端设有落粉控制机构，该落粉控制机构包括减速器(24)、陶瓷辊(25)和落粉控制腔(26)，所述减速器(24)的固定端连接所述落粉控制腔(26)，输出端连接所述陶瓷辊(25)，所述陶瓷辊(25)位于所述落粉控制腔(26)内，并受所述落粉控制腔(26)支撑，所述落粉控制腔(26)的一端贯通连接所述上落粉腔(23)，另一端设有用于落粉的条状通孔(261)。
6.根据权利要求5所述的一种用于SLM设备的粉末管理系统，其特征在于，所述陶瓷辊(25)的外表面设有多组条状凹槽(251)，所述条状凹槽(251)与所述上落粉腔(23)的输出端平行。
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