CN111974996B - 一种可调节铺粉面积的选择性激光熔化成型仓 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种可调节铺粉面积的选择性激光熔化成型仓，包括成型仓侧壁移动轴、导风板、保护气管道、成型仓侧壁、打印平台、沉降式基板、刮刀导轨、多功能可伸缩式刮刀、粉料进料口、高效除尘挡板和成型仓侧壁横梁，打印平台左右两侧安装成型仓侧壁，成型仓侧壁之间安装沉降式基板，两侧壁后侧之间安装多功能可伸缩式刮刀，两侧壁底部内侧分别安装刮刀导轨，多功能可伸缩刮刀上方设粉料进料口，成型仓侧壁中部安装保护气管道，在通气孔处分别安装高效除尘挡板，高效除尘挡板分别与导风板连接。本发明结构简单，设计新颖合理，使用方便，可以控制铺粉面积，操作方便；并且减少烟尘掉落引起的粉尘浪费，节约成本。

Description

一种可调节铺粉面积的选择性激光熔化成型仓
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，尤其涉及一种可调节铺粉面积的选择性激光熔化成型仓。
背景技术
随着工业技术的发展，传统的金属材料成型方式已经难以满足应用要求，选择性激光熔化技术作为新兴金属材料成型方法，自问世以来就受到了极大的关注。在各界研究人员的共同努力下，选择性激光熔化技术已经取得了瞩目的成就，众多性能优异的产品已经被用于航空航天、汽车、医疗等领域。
然而，在现有的选择性激光熔化成型过程中，金属粉料存在较大的浪费，打印制品前，需要准备远大于实际所需的金属粉料；在打印过程中，产生的大部分烟尘都落在了粉层上，所以打印完毕收集的金属粉料内部会有大量杂质，不能再次利用，因而造成大量的浪费。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种可调节铺粉面积的选择性激光熔化成型仓，可实现根据需要调节铺粉面积，并可以减少铺粉过程中烟尘的掉落造成粉尘的浪费。
为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种可调节铺粉面积的选择性激光熔化成型仓，包括成型仓侧壁移动轴、导风板、保护气管道、成型仓侧壁、打印平台、沉降式基板、刮刀导轨、多功能可伸缩式刮刀、粉料进料口、高效除尘挡板和成型仓侧壁横梁。
所述打印平台左右两侧安装成型仓侧壁一和成型仓侧壁二，成型仓侧壁一和成型仓侧壁二之间安装沉降式基板，两侧壁之间后侧安装多功能可伸缩式刮刀，两侧壁底部内侧分别安装刮刀导轨，所述多功能可伸缩刮刀上方设粉料进料口，成型仓侧壁一中部安装保护气管道一，成型仓侧壁二中部安装保护气管道二，在通气孔处分别安装高效除尘挡板，高效除尘挡板分别与导风板一、导风板二连接，导风板一、导风板二分别安装在保护气管道一、保护气管道二内部，两个保护气管道的出口分别对应保护气进气口与出气口。
所述成型仓侧壁移动轴一、成型仓侧壁移动轴二分别对应安装在成型仓侧壁一、成型仓侧壁二顶端，成型仓侧壁移动轴一和成型仓侧壁移动轴二两端都安装有可转动的齿轮；所述成型仓侧壁横梁一安装在成型仓侧壁一和成型仓侧壁二前端顶部，成型仓侧壁横梁二安装在成型仓侧壁一和成型仓侧壁二后端顶部，成型仓侧壁横梁一和成型仓侧壁横梁二内部设置有供齿轮移动的导轨。
所述保护气管道为可伸缩式。
所述粉料进料口内的挡板之间相互搭接，可根据成型仓大小调节出粉口的宽度。
所述高效除尘挡板可更换。
所述多功能可伸缩式刮刀宽度可调节；多功能可伸缩式刮刀包括液氮冷却喷头、白光干涉探头一、刮刀棒、移动齿轮、白光干涉探头二、支撑梁、集成线路接口和可伸缩刮刀架；以支撑梁为主体结构，在支撑梁的两端分别安装有液氮冷却喷头和白光干涉探头二，可伸缩刮刀架安装在支撑梁的下方，集成线路接口安装在支撑梁的上方，白光干涉探头一安装在液氮冷却喷头和可伸缩刮刀架中间，刮刀棒安装在可伸缩刮刀架的下方，移动齿轮安装在可伸缩刮刀架的两侧。
所述可伸缩刮刀架内部结构包括刮刀棒、移动齿轮、微型电动机、伸缩杆一、伸缩杆二、伸缩杆三、伸缩杆四和支撑弹簧，每个伸缩杆的末端有伸长的卡扣，伸缩杆一安装在伸缩杆二内，伸缩杆一的末端连接有支撑弹簧；所述刮刀棒均倾斜安装，相邻两个刮刀棒首尾连接。
所述刮刀棒采用橡胶材质。
所述粉料进料口包括挡板和导轨，挡板和导轨可滑动连接。
所述挡板的数量可增减。
和现有技术相比，本发明取得的有益效果：本发明结构简单，设计新颖合理，操作方便，通过齿轮、导轨和可伸缩装置可根据需要有效调节铺粉面积，使铺粉更方便，效率更高；使用高效除尘挡板减少铺粉过程中烟尘掉落到粉层，造成粉末的浪费，节约成本。
附图说明
图1为本发明装置示意图；
图2为多功能可伸缩刮刀的结构图；
图3为多功能可伸缩刮刀的剖视图；
图4为刮刀棒的连接方式；
图5为粉料进料口示意图。
1、成型仓侧壁移动轴一；2、导风板一；3、保护气管道一；4、成型仓侧壁一；5、打印平台；6、沉降式基板；7、刮刀导轨；8、成型仓侧壁二；9、多功能可伸缩式刮刀；9.1、液氮冷却喷头；9.2、白光干涉探头一；9.3、刮刀棒；9.4、移动齿轮；9.5、白光干涉探头二；9.6、支撑梁；9.7、集成线路接口；9.8、可伸缩刮刀架；9.8.1、微型电动机；9.8.2、伸缩杆一；9.8.3、伸缩杆二；9.8.4、伸缩杆三；9.8.5、伸缩杆四；9.8.6、支撑弹簧；9.8.7、伸长的卡扣；9.8.8、卡扣；10、粉料进料口；10.1、挡板；10.2导轨；11、高效除尘挡板；12、成型仓侧壁横梁一；13、导风板二；14、保护气管道二；15、成型仓侧壁移动轴二；16、成型仓侧壁横梁二。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明做进一步的描述。
如图1，一种可调节铺粉面积的选择性激光熔化成型仓，包括成型仓侧壁移动轴一1和成型仓侧壁移动轴二15、导风板一2和导风板二13、保护气管道一3和保护气管道二14、成型仓侧壁一4和成型仓侧壁二8、打印平台5、沉降式基板6、刮刀导轨7、多功能可伸缩式刮刀9、粉料进料口10、高效除尘挡板11、成型仓侧壁横梁一12和成型仓侧壁横梁二16。
打印平台5左右两侧安装成型仓侧壁一4和成型仓侧壁二8，成型仓侧壁一4和成型仓侧壁二8之间安装沉降式基板6，两侧壁之间后侧安装多功能可伸缩式刮刀9，两侧壁底部内侧分别安装刮刀导轨7，多功能可伸缩刮刀9上方设粉料进料口10，成型仓侧壁一4中部安装保护气管道一3，成型仓侧壁二8中部安装保护气管道二14，在通气孔处分别安装高效除尘挡板11，高效除尘挡板11分别与导风板一2、导风板二13连接，导风板一2、导风板二13分别安装在保护气管道一3、保护气管道二14内部，两个保护气管道的出口分别对应保护气进气口与出气口。
成型仓侧壁移动轴一1、成型仓侧壁移动轴二15分别对应安装在成型仓侧壁一4、成型仓侧壁二8顶端，成型仓侧壁移动轴一1和成型仓侧壁移动轴二15两端都安装有可转动的齿轮；成型仓侧壁横梁一12安装在成型仓侧壁一4和成型仓侧壁二8前端顶部，成型仓侧壁横梁二16安装在成型仓侧壁一4和成型仓侧壁二8后端顶部，成型仓侧壁横梁一12和成型仓侧壁横梁二16内部都设置有供齿轮移动的导轨；通过移动成型仓侧壁移动轴一1和成型仓侧壁移动轴二15使成型仓侧壁一4和成型仓二8之间的间距改变，进而改变沉降式基板6的可铺粉面积。
高效除尘挡板11可更换，用于吸收飞扬的金属粉尘。
保护气管道一3和保护气管道二14均为可伸缩式。
多功能可伸缩式刮刀9可调节宽度，具有氮气冷却成型基体、实时检测铺粉质量和打印层质量的作用；如图2，多功能可伸缩式刮刀9包括液氮冷却喷头9.1、白光干涉探头一9.2、刮刀棒9.3、移动齿轮9.4、白光干涉探头二9.5、支撑梁9.6、集成线路接口9.7和可伸缩刮刀架9.8；以支撑梁9.6为主体结构，在支撑梁9.6的两端分别安装有液氮冷却喷头9.1、白光干涉探头二9.5，可伸缩刮刀架9.8安装在支撑梁9.6的下方，集成线路接口9.7安装在支撑梁9.6的上方，白光干涉探头一9.2安装在液氮冷却喷头9.1和可伸缩刮刀架9.8中间，刮刀棒9.3安装在可伸缩刮刀架9.8的下方，移动齿轮9.4安装在可伸缩刮刀架9.8的两侧。
工作时，粉料进料口10排出金属粉，多功能可伸缩式刮刀9在电机控制的移动齿轮9.4带动下向前移动，液氮冷却喷头9.1首先对打印完毕的材料进行冷却，加速金属凝固速度；白光干涉探头一9.2对打印表面进行三维形貌扫描，实时掌握成型质量，刮刀棒9.3对金属粉进行刮平铺粉，安装在可伸缩刮刀架9.8另一侧的白光干涉探头二9.5能够对铺粉层进行三维形貌扫描，能够起到监控铺粉质量的作用；需要指出的是，液氮冷却喷头9.1、白光干涉探头一9.2、白光干涉探头二9.5的宽度不能大于可伸缩刮刀架9.8的最小宽度。
可伸缩刮刀架9.8内部结构如图3所示，包括刮刀棒9.3、移动齿轮9.4、微型电动机9.8.1、伸缩杆一9.8.2、伸缩杆二9.8.3、伸缩杆三9.8.4、伸缩杆四9.8.5和支撑弹簧9.8.6。
可伸缩刮刀架9.8的每个伸缩杆的末端有伸长的卡扣9.8.7，能够与下一个伸缩杆前端的卡扣9.8.8一起起到防脱杆的作用，伸缩杆一9.8.2安装在伸缩杆二9.8.3内，伸缩杆一9.8.2的末端连接有支撑弹簧，在弹簧作用下，伸缩杆一9.8.2可以实现伸缩，改变长度，其他几个伸缩杆的工作方式相同。
微型电动机9.8.1固定在最外端伸缩杆一9.8.2的一侧，移动齿轮9.4安装在微型电动机9.8.1上；工作时，当成型仓侧壁4和8间距变小，就会挤压可伸缩刮刀架9.8，进而改变多功能可伸缩式刮刀9的宽度。
如图4，刮刀棒9.3的安装方式，刮刀棒均倾斜安装在伸缩杆的下方，相邻两个刮刀棒首尾连接，刮刀棒使用橡胶材质，当可伸缩刮刀架9.8宽度改变时，刮刀棒可以相互交叉，从而缩短宽度。
粉料进料口10根据成型仓大小调节出粉口的宽度；如图5，以调节完毕的成型仓侧壁一4和成型仓侧壁二8间距为准，对成型仓出粉口进行宽度调节，挡板10.1之间相互搭接，调节时将挡板10.1沿着导轨10.2移动，完成出粉口调节，挡板10.1的数量根据粉料进料口10的总体宽度进行增减。
以上实施例仅为本发明的优选技术方案，其并不仅限于说明书和实施方式中所列运用，它完全可以被适用于各种适合本发明的领域，对于熟悉本领域的人员而言，在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本发明并不限于特定的细节和描述的图例。

Claims (6)

1.一种可调节铺粉面积的选择性激光熔化成型仓，其特征在于，包括成型仓侧壁移动轴、导风板、保护气管道、成型仓侧壁、打印平台、沉降式基板、刮刀导轨、多功能可伸缩式刮刀、粉料进料口、高效除尘挡板和成型仓侧壁横梁；
所述打印平台左右两侧安装成型仓侧壁一和成型仓侧壁二，成型仓侧壁一和成型仓侧壁二之间安装沉降式基板，两侧壁之间后侧安装多功能可伸缩式刮刀，两侧壁底部内侧分别安装刮刀导轨，所述多功能可伸缩刮刀上方设粉料进料口；成型仓侧壁一中部安装保护气管道一，成型仓侧壁二中部安装保护气管道二，在通气孔处分别安装高效除尘挡板，高效除尘挡板分别与导风板一、导风板二连接，导风板一、导风板二分别安装在保护气管道一、保护气管道二内部，两个保护气管道的出口分别对应保护气进气口与出气口；
所述多功能可伸缩式刮刀宽度可调节；多功能可伸缩式刮刀包括液氮冷却喷头、白光干涉探头一、刮刀棒、移动齿轮、白光干涉探头二、支撑梁、集成线路接口和可伸缩刮刀架；以支撑梁为主体结构，在支撑梁的两端分别安装有液氮冷却喷头和白光干涉探头二，可伸缩刮刀架安装在支撑梁的下方，集成线路接口安装在支撑梁的上方，白光干涉探头一安装在液氮冷却喷头和可伸缩刮刀架中间，刮刀棒安装在可伸缩刮刀架的下方，移动齿轮安装在可伸缩刮刀架的两侧；所述可伸缩刮刀架内部结构包括刮刀棒、移动齿轮、微型电动机、伸缩杆一、伸缩杆二、伸缩杆三、伸缩杆四和支撑弹簧，伸缩杆一安装在伸缩杆二内，伸缩杆一的末端连接有支撑弹簧；所述刮刀棒均倾斜安装，相邻两个刮刀棒首尾连接。
所述成型仓侧壁移动轴一、成型仓侧壁移动轴二分别对应安装在成型仓侧壁一、成型仓侧壁二顶端，成型仓侧壁移动轴一和成型仓侧壁移动轴二两端都安装有可转动的齿轮；所述成型仓侧壁横梁一安装在成型仓侧壁一和成型仓侧壁二前端顶部，成型仓侧壁横梁二安装在成型仓侧壁一和成型仓侧壁二后端顶部，成型仓侧壁横梁一和成型仓侧壁横梁二内部设置有供齿轮移动的导轨；
所述粉料进料口包括挡板和导轨，挡板和导轨可滑动连接。
2.根据权利要求1所述的一种可调节铺粉面积的选择性激光熔化成型仓，其特征在于，所述保护气管道为可伸缩式。
3.根据权利要求1所述的一种可调节铺粉面积的选择性激光熔化成型仓，其特征在于，所述粉料进料口可根据成型仓大小调节出粉口的宽度。
4.根据权利要求1所述的一种可调节铺粉面积的选择性激光熔化成型仓，其特征在于，所述高效除尘挡板可更换。
5.根据权利要求1所述的一种可调节铺粉面积的选择性激光熔化成型仓，其特征在于，所述挡板的数量可增减。
6.根据权利要求1所述的一种可调节铺粉面积的选择性激光熔化成型仓，其特征在于，所述刮刀棒采用橡胶材质。
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