CN111702178A - 一种铺粉装置及增材制造装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于增材制造技术领域，公开了一种铺粉装置及增材制造装置，铺粉装置包括：铺粉平台，铺粉平台设有第一位置和第二位置；粉箱，设置于铺粉平台上方；倒粉盒，转动连接于粉箱，倒粉盒通过转动能打开或封闭粉箱的出粉口；刮刀，滑动置于铺粉平台上，刮刀能驱动倒粉盒转动；刮刀由第一位置滑动至第二位置时，倒粉盒打开出粉口，并将粉箱内的粉末输送至刮刀的刮粉侧，刮刀离开第二位置时，倒粉盒封闭出粉口。本发明通过刮刀在第一位置与第二位置两个位置之间的移动，能够实现倒粉盒的转动，进而实现粉箱内的粉末经倒粉盒输送至刮刀的刮粉侧，能够有效控制粉箱内粉末的输送量，保证了输送的每层的粉末量足够，不会出现过多或过少的情况。

Description

一种铺粉装置及增材制造装置

技术领域

本发明涉及增材制造技术领域，尤其涉及一种铺粉装置及增材制造装置。

背景技术

增材制造(3D打印)是一种通过连续熔合一个以上薄层的材料来构建三维物体的制造技术。粉床式增材制造是增材制造技术路线的一种，其基本的工艺步骤如下：三维模型储存在计算机中，并将模型进行分层，得到每一层的截面数据。粉末系统(装置)将粉末材料在工作平台上铺展成薄层，高能量密度的射线束(激光或电子束)在粉末层上扫描三维模型的一个截面；之后，工作平台下降一个粉末层厚度的距离，在工作平台上铺一层新的粉末，射线扫描三维模型的下一个截面；重复以上步骤，直至该三维物体制造完成。

现有的增材制造装置中，其铺粉装置在进行粉末供应以及铺粉时，会存在以下问题：

1.每层打印提供的粉末量过多，而且在长时间打印中会有粉末大量堆积最终溢出成型平台。

2.每层打印提供的粉末过少，不能满足每层打印所需要粉末的用量，使零件部分缺失，导致打印失败。

3.每层提供的粉末不均匀，部分区域粉末不足，导致零件部分缺失。

发明内容

本发明的目的在于提供一种铺粉装置及增材制造装置，能够确保每层铺设的粉末量足够且定量，铺设的粉末层均匀。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种铺粉装置，包括：

铺粉平台，所述铺粉平台设有第一位置和第二位置；

粉箱，设置于所述铺粉平台上方；

倒粉盒，转动连接于所述粉箱，且所述倒粉盒通过转动能打开或封闭所述粉箱的出粉口；

刮刀，滑动置于所述铺粉平台上，所述刮刀能驱动所述倒粉盒转动；

所述刮刀由所述第一位置滑动至所述第二位置时，所述倒粉盒打开所述出粉口，并将所述粉箱内的粉末输送至所述刮刀的刮粉侧，所述刮刀离开所述第二位置时，所述倒粉盒封闭所述出粉口。

作为优选，所述倒粉盒的一侧固设有齿轮，所述刮刀上设有能与所述齿轮啮合的齿条，所述刮刀由所述第一位置滑动至所述第二位置的过程中，所述齿条驱动所述齿轮转动，以使所述倒粉盒打开所述出粉口；所述刮刀由所述第二位置滑动至所述第一位置的过程中，所述齿条驱动所述齿轮转动，以使所述倒粉盒关闭所述出粉口。

作为优选，所述倒粉盒上设有配重，所述配重被配置为在所述刮刀离开所述第二位置时，使所述倒粉盒保持封闭所述出粉口的状态。

作为优选，所述粉箱上设有限位块，所述限位块被配置为在所述倒粉盒转动至水平状态时，与所述倒粉盒抵接。。

作为优选，所述铺粉装置还包括挡粉板，所述挡粉板位于所述刮刀的非刮粉侧。

作为优选，所述倒粉盒内部开设有通道，所述通道的一端开口为接粉口，另一端开口为输粉口，所述接粉口连通所述出粉口，所述输粉口能指向所述铺粉平台。

作为优选，所述粉箱设有两个，两个所述粉箱分置于所述铺粉平台的两端处，每个所述粉箱均转动连接一个所述倒粉盒，所述刮刀能驱动任意一个所述倒粉盒转动。

作为优选，所述刮刀上设有两个齿条，其中一个所述齿条能啮合于一个所述倒粉盒上的所述齿轮，另一个所述齿条能啮合于另一个所述倒粉盒上的所述齿轮。

作为优选，所述铺粉装置还包括设置于所述铺粉平台两侧的侧挡板。

本发明还提供一种增材制造装置包括上述的铺粉装置。

本发明的有益效果：通过刮刀在第一位置与第二位置两个位置之间的移动，能够实现倒粉盒的转动，进而实现粉箱内的粉末经倒粉盒输送至刮刀的刮粉侧，能够有效控制粉箱内粉末的输送量，保证了输送的每层的粉末量足够，不会出现过多或过少的情况。而且也能使得铺设的粉末层均匀。

此外，当铺设一层粉末结束后，随着粉末堆积到一定程度，其能够越过刮刀至刮粉侧，且在粉末堆积到满足一层铺粉要求的量时，由于粉末流动的自然止息特性，该粉末能够封堵倒粉盒的输粉口，粉箱内的粉末无法流出至铺粉平台，刮刀可以直接将堆积的粉末铺设，进而避免粉末在铺粉平台上堆积的越来越多。

附图说明

图1是本发明实施例一提供的铺粉装置的结构示意图；

图2是本发明实施例一提供的铺粉装置的剖视图；

图3是本发明实施例一提供的倒粉盒的结构示意图；

图4是本发明实施例一提供的倒粉盒封闭出粉口时的状态示意图；

图5是本发明实施例一提供的倒粉盒打开出粉口时的状态示意图；

图6是本发明实施例一提供的刮刀与倒粉盒配合的结构示意图；

图7是本发明实施例二提供的铺粉装置的结构示意图；

图8是本发明实施例二提供的铺粉装置的剖视图；

图9是本发明实施例二提供的刮刀与倒粉盒配合的结构示意图。

图中：

1、铺粉平台；2、粉箱；21、出粉口；3、倒粉盒；31、接粉口；32、输粉口；33、转轴；4、刮刀；41、支架；5、齿轮；6、齿条；7、配重；8、限位块；9、挡粉板；10、侧挡板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

实施例一

本实施例提供一种铺粉装置，其应用于增材制造装置，用于向增材制造装置的成形缸位置处铺设粉末，如图1和图2所示，该铺粉装置包括铺粉平台1、粉箱2、倒粉盒3以及刮刀4，其中刮刀4可移动的置于铺粉平台1上，以在铺粉平台1进行铺粉作业。于铺粉平台1处设有成形缸，上述刮刀4能够将粉末铺设于成形缸处，以便后续的增材制造作业。上述粉箱2设置于铺粉平台1上方，其用于储存粉末，并能够使得粉末从下方的出粉口21流出。上述倒粉盒3转动安装于粉箱2的出粉口21处，其能够将出粉口21打开和关闭，且能够引导经粉箱2的出粉口21流出的粉末至铺粉平台1上。

本实施例中，铺粉平台1设有第一位置和第二位置，该第一位置和第二位置间隔设置，且均位于铺粉平台1的一端处。上述第一位置沿刮刀4的移动方向，其位于第二位置的后方。上述刮刀4能在第一位置和第二位置停留，且刮刀4在第二位置停留时，粉末输送至铺粉平台1上，且粉末落于铺粉平台1上的位置位于刮刀4的刮粉侧。

优选地，本实施例在铺粉平台1沿铺粉方向的左右两侧设有侧挡板10，该侧挡板10用于防止铺粉过程中粉末经左右两侧溢出铺粉平台1。进一步的，还可以在铺粉平台1沿铺粉方向的前后两侧设有挡粉板9，该挡粉板9位于刮刀4的非刮粉侧，能够避免粉末经前后两侧溢出铺粉平台1。

于本实施例中，粉箱2设置有一个，其设置于铺粉平台1的一端处，即本实施例的铺粉装置适用于单向铺粉的增材制造装置。该粉箱2的出粉口21设置于最下方处，进而粉箱2内的粉末可以通过自身重力经出粉口21流出。当然也可以在粉箱2上设置振动电机，通过振动电机的振动，将粉末输送出出粉口21。

如图2和图3所示，本实施例的上述倒粉盒3转动连接于粉箱2，且倒粉盒3通过转动能打开或封闭粉箱2的出粉口21，并且在打开粉箱2的出粉口21时，可以承接出粉口21流出的粉末。示例性地，上述倒粉盒3设有接粉口31以及输粉口32，其中接粉口31与粉箱2的出粉口21连通，以便承接出粉口21流出的粉末。输粉口32则对应铺粉平台1设置，粉箱2内的粉末依次经过出粉口21、接粉口31以及输粉口32，被倒粉盒3导向输送至铺粉平台1上。

此外，上述倒粉盒3内部开设通道，该通道用于粉末的流通，且该通道顶部开口即为上述接粉口31，底部开口即为上述输粉口32。该通道呈弧形结构，进而在粉末进入通道内后，弧形结构的通道能够对粉末的流动进行导向，并输送至铺粉平台1上。本实施例中，如图3所示，在该倒粉盒3两侧设有转轴33，通过转轴33，使得倒粉盒3能够转动连接于粉箱2，且在倒粉盒3转动至水平位置时(图4所示)，倒粉盒3的输粉口32与铺粉平台1平行，粉箱2内的粉末无法经倒粉盒3的输粉口32流动至铺粉平台1，粉箱2的出粉口21被倒粉盒3封闭。在倒粉盒3转动至与水平面成最大角度时(图5所示)，此时倒粉盒3的输粉口32指向铺粉平台1，粉箱2内的粉末能够经倒粉盒3流动至铺粉平台1，此时粉箱2的出粉口21被打开。

本实施例中，在倒粉盒3的一侧设有齿轮5，该齿轮5固接于倒粉盒3的一侧，并能够带动倒粉盒3转动，且齿轮5能够带动倒粉盒3转动至与水平面成最大角度以打开出粉口21。于倒粉盒3靠近接粉口31的一端设有配重7，该配重7能够通过自身重力带动倒粉盒3转动，且配重7带动倒粉盒3转动的方向与齿轮5带动倒粉盒3转动的方向相反，其能够使得倒粉盒3转动至水平位置以封闭出粉口21。

本实施例中，进一步地，在粉箱2的出粉口21处还可以设置限位块8，该限位块8用于在倒粉盒3被配置带动转动时，限定倒粉盒3的转动角度，使得倒粉盒3限定在水平位置，有效封闭出粉口21。

如图6所示，本实施例的刮刀4的一侧固设有支架41，该支架41上设有齿条6，该齿条6能够与倒粉盒3上的齿轮5相啮合。当刮刀4移动至第一位置时，上述齿条6未与齿轮5啮合，倒粉盒3在配重7的自重作用下处于水平位置。随着刮刀4继续移动至第二位置时，刮刀4带动齿条6与齿轮5啮合以带动齿轮5转动，齿轮5则带动倒粉盒3以及其上的配重7转动，使得其输粉口32指向铺粉平台1，粉箱2的出粉口21被打开，粉箱2内的粉末则可以输送至铺粉平台1上。可以理解的是，上述刮刀4位于第二位置时，输送至铺粉平台1上的粉末位于刮刀4的铺粉侧。此外，本实施例的倒粉盒3的输粉口32的位置高于刮刀4的最顶部位置，以避免对刮刀4移动造成干涉。

随着粉末输送至一定时间后，刮刀4则对该粉末进行铺设，因此刮刀4会带动齿条6向铺粉平台1的另一端移动，此时刮刀4带动齿条6与齿轮5啮合以带动齿轮5转动，齿轮5则带动倒粉盒3以及其上的配重7反向转动，当齿条6与齿轮5分离时，倒粉盒3将出粉口21封闭，同时在配重7以及限位块8的作用下倒粉盒3处于水平状态，此时粉末不再输送至铺粉平台1上。

本实施例中，上述刮刀4可以由电机以及链轮链条带动移动，该驱动连接方式为现有技术较为常见的结构，因此不再赘述。可以理解的是，上述刮刀4也可以有其他驱动部件驱动移动。

本实施例的上述铺粉装置，随着刮刀4的多层铺设粉末，每层均会有部分剩余粉末存在，当刮刀4移动至第二位置时，剩余的粉末能够被挡粉板9阻挡并逐渐堆积，当堆积足够高时，粉末能够越过刮刀4并流动至刮刀4的刮粉侧，且在流动至刮刀4的刮粉侧的粉末越来越多时，通过粉末流动的自然止息特性，粉末会堆积至封堵倒粉盒3的输粉口32的程度，此时输粉口32被封堵，粉箱2内的粉末无法经输粉口32流至铺粉平台1，进而避免了粉末堆积过多，刮刀4则可以直接将堆积的粉末铺设于成形缸处，进而实现了多余粉末的再利用，而且也不会造成铺粉平台1上的粉末越堆越多。

本实施例的上述铺粉装置，其能够通过倒粉盒3的转动，实现粉箱2内的粉末经倒粉盒3输送至刮刀4的刮粉侧，能够有效控制粉箱2内粉末的输送量，保证了输送的每层的粉末量足够，不会出现过多或过少的情况。而且也能使得铺设的粉末层均匀。

本实施例中还提供一种增材制造装置，其包括上述铺粉装置，能够实现粉末的最大化利用，确保每层铺粉均匀，保证了增材制造的零件的良品率。

实施例二

本实施例提供一种铺粉装置，其与实施例一的区别在于本申请的铺粉装置能够实现双向铺粉。具体地，如图7和图8所示，本实施例的粉箱2设置有两个，两个粉箱2分别设置于铺粉平台1的两端处，且每个粉箱2的出粉口21均设置有倒粉盒3。本实施例的刮刀4能够实现双向铺粉动作，且在刮刀4移动至一端时，能够带动该端的倒粉盒3转动实现粉末的输送。

优选地，如图9所示，本实施例的刮刀4的支架41上设有两个齿条6，其中一个齿条6能啮合于一个倒粉盒3上的齿轮5，进而带动该倒粉盒3转动，以输送粉箱2内的粉末。另一个齿条6能啮合于另一个倒粉盒3上的齿轮5，以带动该倒粉盒3转动，输送粉末。更为优选地，本实施例的两个齿条6交错设置，进而保证一个齿轮5仅与其对应的齿轮5啮合，而不会对另一个齿轮5造成影响。

本实施例的铺粉装置的其余结构与实施例一均相同，不再赘述。

本实施例的上述铺粉装置，在初始时，刮刀4初始处于铺粉平台1一端的第一位置，当接到送粉指令时，刮刀4运动至第二位置，此时在刮刀4上的一个齿条6的作用下，使倒粉盒3转动至指向铺粉平台1的位置，粉箱2内的粉末经倒粉盒3输送至刮刀4的刮粉侧，几秒后，刮刀4移动到第一位置，刮刀4带动齿条6与齿轮5啮合以带动齿轮5转动，齿轮5则带动倒粉盒3以及其上的配重7反向转动，当齿条6与齿轮5分离时，倒粉盒3将出粉口21封闭，同时在配重7以及限位块8的作用下倒粉盒3处于水平状态，粉箱2内的粉末不再输送。当接收倒刮粉指令时，刮刀4将粉末铺设至成形缸处形成所需的粉末层，并且最终刮刀4停留在铺粉平台1另一端的第一位置处,并将多余的粉末堆积在刮刀4的非刮粉侧(需要指出的是，当刮刀4由铺粉平台1一端移动至另一端时，其刮粉侧和非刮粉侧互换)，随后重复上述输送粉末以及铺粉过程。当堆积的粉末较多时，刮刀4停留在第一位置时，会有粉末翻过刮刀4并置于刮刀4的刮粉侧，在到达第二位置后，因粉末流动的自然止息，当粉末堆积到一定程度的时候将倒粉盒3的输粉口32封堵，此时倒粉盒3不再有粉末流出，保证了粉末不会越来越多。在同一次输送粉末时，沿着倒粉盒3的输粉口32方向，通过粉末的流动的自然止息，对于粉末少的区域会进行补充，保证了粉末的均匀。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种铺粉装置，其特征在于，包括：

铺粉平台(1)，所述铺粉平台(1)设有第一位置和第二位置；

粉箱(2)，设置于所述铺粉平台(1)上方；

倒粉盒(3)，转动连接于所述粉箱(2)，且所述倒粉盒(3)通过转动能打开或封闭所述粉箱(2)的出粉口(21)；

刮刀(4)，滑动置于所述铺粉平台(1)上，所述刮刀(4)能驱动所述倒粉盒(3)转动；

所述刮刀(4)由所述第一位置滑动至所述第二位置时，所述倒粉盒(3)打开所述出粉口(21)，并将所述粉箱(2)内的粉末输送至所述刮刀(4)的刮粉侧，所述刮刀(4)离开所述第二位置时，所述倒粉盒(3)封闭所述出粉口(21)。

2.根据权利要求1所述的铺粉装置，其特征在于，所述倒粉盒(3)的一侧固设有齿轮(5)，所述刮刀(4)上设有能与所述齿轮(5)啮合的齿条(6)，所述刮刀(4)由所述第一位置滑动至所述第二位置的过程中，所述齿条(6)驱动所述齿轮(5)转动，以使所述倒粉盒(3)打开所述出粉口(21)；所述刮刀(4)由所述第二位置滑动至所述第一位置的过程中，所述齿条(6)驱动所述齿轮(5)转动，以使所述倒粉盒(3)关闭所述出粉口(21)。

3.根据权利要求2所述的铺粉装置，其特征在于，所述倒粉盒(3)上设有配重(7)，所述配重(7)被配置为在所述刮刀(4)离开所述第二位置时，使所述倒粉盒(3)保持封闭所述出粉口(21)的状态。

4.根据权利要求3所述的铺粉装置，其特征在于，所述粉箱(2)上设有限位块(8)，所述限位块(8)被配置为在所述倒粉盒(3)转动至水平状态时，与所述倒粉盒(3)抵接。

5.根据权利要求1-4任一所述的铺粉装置，其特征在于，所述铺粉装置还包括挡粉板(9)，所述挡粉板(9)位于所述刮刀(4)的非刮粉侧。

6.根据权利要求5所述的铺粉装置，其特征在于，所述倒粉盒(3)内部开设有通道，所述通道的一端开口为接粉口(31)，另一端开口为输粉口(32)，所述接粉口(31)连通所述出粉口(21)，所述输粉口(32)能指向所述铺粉平台(1)。

7.根据权利要求2-4任一所述的铺粉装置，其特征在于，所述粉箱(2)设有两个，两个所述粉箱(2)分置于所述铺粉平台(1)的两端处，每个所述粉箱(2)均转动连接一个所述倒粉盒(3)，所述刮刀(4)能驱动任意一个所述倒粉盒(3)转动。

8.根据权利要求7所述的铺粉装置，其特征在于，所述刮刀(4)上设有两个齿条(6)，其中一个所述齿条(6)能啮合于一个所述倒粉盒(3)上的所述齿轮(5)，另一个所述齿条(6)能啮合于另一个所述倒粉盒(3)上的所述齿轮(5)。

9.根据权利要求1所述的铺粉装置，其特征在于，所述铺粉装置还包括设置于所述铺粉平台(1)两侧的侧挡板(10)。

10.一种增材制造装置，其特征在于，包括权利要求1-9任一所述的铺粉装置。

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