CN1120794C - 快速成型自动送粉系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种快速成型自动送粉系统。将带搅拌器的料箱固定在工作腔内，其下方的定量送料机构由等分式定量槽及其壳体组成，等分式定量槽活动安装在壳体内，其轴与位于工作腔后面的驱动装置相连，送料辊与装有撞块的动力装置相连，其上方的送料辊罩的侧面安装有铺粉斗；该系统还包括密封带、可自动控制的预热装置和可分离式溢出粉末装载筒。该系统具有耐磨损、适用材料面广和可提高烧结效率和烧结件质量。
Description
本发明属于先进制造技术领域，具体涉及一种快速成型自动送粉系统。
SLS(Selective Laser Sintering，选区激光烧结技术)是目前广泛应用并已商业化的快速成型方法。SLS快速成型技术采用的是选择性激光烧结原理。从理论上来说，任何受热后能够粘结的粉末都可以用作SLS烧结的原材料，如高分子、陶瓷、金属粉末和它们的复合粉。由于SLS成型材料的多样化、可重复使用性，使得SLS的应用范围非常广泛。SLS技术是各种技术的集合，其中，送粉技术是关键技术之一，它对SLS设备的体积、价格、方便性和制件的成型效率等影响很大。
本申请人申请的实用新型专利(申请号99 2 37635.1，2000年4月5日公告)公开了一种定量送料装置。该装置由料箱、定量送料机构、弹簧和送料辊构成。料箱设置于定量送料机构的上方，定量送料机构由进料板、出料板、定量给料控制板组成，料箱的出料口与进料板上的进料孔相对应，在进料板和出料板之间设置有定量给料控制板，在定量给料控制板和出料板上分别设有料槽和出料孔。这种定量送料装置结构简单、控制方便。但是，由于该装置是采用平移定量给料控制板的方式实现送料，当所送料为金属、陶瓷或其它坚硬的材料时，其定量送料机构易于磨损；且由于摩擦阻力增大，定量给料控制板容易卡住，导致定量送料失败，所以这种定量送料装置只适用于塑料粉末的送料。另外，该装置将粉料从一定高度直接落到工作平台上，造成部分粉料撒落到工作加工区之外，造成对工作环境的“污染”和粉料的浪费。
本发明的目的在于克服现有技术的上述缺陷，提供一种新的快速成型自动送粉系统。该快速成型自动送粉系统能耐磨损，适用于塑料、陶瓷和金属等各种粉末材料的送料，同时粉料的浪费大大减小，工作环境也更加洁净。
为实现上述发明目的，该快速成型自动送粉系统包括工作腔、料箱、定量送料机构、驱动装置、送料辊及铺粉斗，料箱固定在工作腔内，其进料口设置在工作腔顶部或侧部。料箱内设有搅拌器，该搅拌器由搅拌网与搅拌器轴组成，搅拌网安装在搅拌器轴上，搅拌器轴的另一端与位于工作腔后壁外部的驱动杆连接，驱动杆上设有反向弹簧。所述定量送料机构由等分式定量槽及其壳体组成，等分式定量槽活动安装在壳体内，壳体上的进料口与料箱的出料口相对应，该等分式定量槽的轴与位于工作腔后壁外部的驱动装置相连。动力装置位于工作腔后壁的外部，其上面装有撞块，送料辊位于工作面上方，该送料辊的轴和动力装置相连，密封带夹持在送料辊的轴和动力装置之间，送料辊罩位于送料辊上方并固定在送料辊的轴上，在送料辊罩的侧面安装有铺粉斗，铺粉斗的进料口尺寸与等分式定量槽的壳体上的出料口尺寸相对应。
作为本发明更进一步的改进，本发明系统设置有可自动控制的预热装置和可分离式溢出粉末装载筒。
本发明提供的快速成型自动送粉系统保持了背景技术的铺粉精度高、从上方送粉、可调整进料量和结构简单等特点，同时由于本发明采用旋转式定量送料机构代替背景技术中的平移式送料机构，机构更加耐磨，可适用于多种类型的原材料。在铺粉辊上增设铺粉斗，可近距离、适时地将粉料送到工作台面，这样可防止粉料撒落到工作区之外污染工作环境和浪费原材料。此外，本发明还采用密封带将工作腔密封，这不仅可保持工作腔具有恒定的温度，而且可保证粉末只在工作腔内活动或落入可分离式溢出粉末装载筒，而不进入SLS设备的其它地方，以保持工作环境洁净。采用本发明的改进型，该系统设置有搅拌器和可自动控制的预热装置，可保证粉末顺畅下落，并提高粉料与工作腔的温度，以满足激光烧结的工艺需求，提高工作效率和烧结件的质量。
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明：
图1为本发明快速成型自动送粉系统的一种实施方式的结构示意图；
图2为沿图1中A-A线的剖视图；
图3为图1中所示装置的俯视图；
图4为图2中C向局部视图；
图5为本发明快速成型自动送粉系统的另一种实施方式的结构示意图。
本发明可以采用单向或双向送粉方式，图1至图4所示的是双向送粉的本发明装置的一种实施方式从不同视角的结构示意图，图4是采用棘轮装置作为驱动装置的系统的驱动原理图。料箱2、2’对称安装在工作腔1的左右部，其进料口位于工作腔1顶部，也可位于工作腔1的侧部，通过此进料口加入所需烧结的粉料。位于料箱内的搅拌器轴3、3’的一端安装有搅拌网4、4’，另一端与工作腔后壁外部的驱动杆21、21’相连。驱动杆21、21’上安装有反向弹簧22、22’，该反向弹簧22、22’的另一端可固定在工作腔后壁外部。定量送料机构6、6’位于料箱2、2’的下方，该机构由等分式定量槽7、7’及其壳体5、5’组成，壳体固定不动，其进料口与料箱2、2’的出料口相对应，壳体内的等分式定量槽7、7’可拆换，并可转动，根据所需加工原料的多少，可打开壳体更换不同等分数的定量槽，二个等分式定量槽的轴分别与工作腔后壁外部的二个驱动装置相连。该实施例中驱动装置为棘轮装置，包括棘轮19、主动棘爪18、限位棘爪20和复位弹簧23，等分式定量槽的轴与棘轮相连，限位棘爪20和所述复位弹簧23可固定在工作腔后壁外部。动力装置15位于工作腔后壁的外部，其上装有撞块16，该撞块可撞击到上述的驱动杆21、21’和左右二个棘轮装置上的主动棘爪。送料辊10稍高于工作面14一定距离，该距离应大于铺粉层的最大厚度。该送料辊的轴连接在动力装置15上，动力装置15可由两台电机组成，其中一台用于驱动送料辊10旋转，另一台用于驱动送料辊10左右移动。密封带13夹持在送料辊10与动力装置15之间，密封带13使工作腔1保持密封。动力装置15可带动送料辊旋转并同时左右移动，密封带13也随之左右移动，密封带13与动力装置的连接处至其二端头的长度应大于工作面14的长度。为方便密封带运动，可在其运行轨道的二端分别设置一个密封带卷曲盒，该盒上设有供密封带进出的开口。当驱动装置带着密封带沿左移动时，右边盒中的密封带自动带出，左边的密封带沿开口进入并自动导向卷曲收集在左边的盒中。沿右移动时其工作原理相同。送料辊上方设置有送料辊罩8，其形状可为
形，并安装在送料辊的轴上。送料辊罩8的二侧安装有铺粉斗12、9，铺粉斗12、9的进料口与等分式定量槽的壳体5、5’的出料口相对应，其出料口为细长状。在工作台面的左右二端各设一个溢出口，在溢出口的下方设置可分离式溢出粉末筒11、11’，用于收集多余的粉料。
快速成型工艺通常需对原材料进行预热，采用本发明时，也可根据需要在料箱和工作腔内的其它位置设置多个可自动控制的预热装置。通常，料桶中的原材料预热温度不能太高，以免原材料粘结，不利于铺粉。但工作腔的加热温度可高一些，只要稍低于原材料的熔化温度即可。
带动定量送料装置工作的驱动装置为现有技术，其实现的方式有多种，如棘轮装置、分度转盘或电机带动分度旋转等。在使用电机带动分度旋转方式时，动力装置15上不需设置撞块16，只要另设一个电机带动定量送料机构分度旋转，并使之与送料辊左右移动相协调即可。
图5所示的是单向送粉的快速成型自动送粉系统，该系统只有一个料箱位于工作腔1内部的一侧，其进料口位于工作腔1的侧部，也可位于其顶部，本系统相应地只有一套定量送料机构6、搅拌器、驱动装置和驱动杆和反向弹簧。在送料辊罩上也只在一侧设置铺粉斗12，其它结构与双向送粉的结构相同。
下面以棘轮装置作为驱动装置的单向送粉方式为例，说明本发明的上述实施方式的工作原理。可自动控制的预热装置对料桶中的原材料和工作腔进行预热，使其温度满足激光烧结的要求。动力装置可带动送料辊转动并同时在工作台面上左右移动。当送料辊移动到一侧的极限位置时，动力装置上的撞块撞击棘轮上主动棘爪，带动棘轮转动，棘轮又带动自动送料机构的等分式定量槽转动一格。同时，限位棘爪移动一格，防止棘轮反转。撞块同时撞击驱动杆，使驱动杆摆动一定的角度，带动搅拌器工作，保证粉料下落顺畅，这时料箱中的粉料因自重落入位于定量槽壳体的进料口的定量槽的格中，位于壳体出料口的定量槽格中的粉料因自重落入铺粉斗。随后，动力装置带动铺粉辊反向移动，撞块同时反向运动，棘轮在驱动棘爪支撑、复位弹簧作用下反向移动一格回到原位。同时。粉末搅拌器的驱动杆在反向弹簧的作用下反向摆动到原位，并搅拌料桶中的粉料。铺粉斗在随送料辊移动的过程中，其中的粉料不断地从其细长形出口落在工作台面上，送料辊将粉料推平并压实，以供激光烧结使用。当此层烧结完成后，工作缸下降一个铺粉层厚，再进行下一次送料、铺料，如此循环驱动送料辊左右运动，以实现定量送料和铺料，多余的粉料可通过溢出口落入左右的分离式溢出粉末装载筒中。
Claims (8)
1.一种快速成型自动送粉系统，由料箱(2)、定量送料机构(6)和送料辊(10)组成，所述料箱(2)设置在定量送料机构(6)的上方、在所述定量送料机构(6)下方的工作平台(14)的上方设置有所述送料辊(10)，其特征在于：所述料箱(2)固定在工作腔(1)内，其进料口位于工作腔1顶部或侧部，料箱(2)内设有搅拌器，该搅拌器由搅拌网(4)与搅拌器轴(3)组成，搅拌网(4)安装在搅拌器轴(3)上，搅拌器轴(3)的另一端与位于工作腔后壁外部的驱动杆(21)连接，驱动杆上设有反向弹簧(22)，所述定量送料机构(6)由等分式定量槽(7)及其壳体(5)组成，等分式定量槽(7)活动安装在壳体(5)内，壳体(5)上的进料口与料箱(2)的出料口相对应，该等分式定量槽的轴与位于工作腔后壁外部的驱动装置相连，动力装置(15)位于工作腔后壁的外部，动力装置(15)的上面装有撞块(16)，送料辊(10)的轴与动力装置15相连，密封带(13)夹持在送料辊(10)与动力装置(15)之间，送料辊罩(8)位于送料辊上方并安装在送料辊的轴上，在送料辊罩(8)的侧面安装有铺粉斗(12)，铺粉斗(12)的进料口尺寸与等分式定量槽的壳体(5)上的出料口尺寸相对应。
2.根据权利要求1所述的快速成型自动送粉系统，其特征在于：所述工作腔内安装有二个所述料箱，相应地设置有二套所述搅拌器、驱动杆、反向弹簧、定量送料机构和驱动装置，所述送料辊罩的左右两侧各设有一个铺粉斗。
3.根据权利要求1或2所述的快速成型自动送粉系统，其特征在于：所述料箱和工作腔内设有可自动控制的预热装置。
4.根据权利要求3所述的快速成型自动送粉系统，其特征在于：所述密封带运动轨迹的二端处分别设有密封带卷曲盒，该盒上设有供密封带进出的开口，密封带的二端位于该盒内。
5.根据权利要求4所述的快速成型自动送粉系统，其特征在于：所述工作平台的两端设有溢出口，该溢出口的下方设置有可分离式溢出粉末装载筒。
6.根据权利要求1或2所述的快速成型自动送粉系统，其特征在于：该装置的驱动装置为棘轮装置或分度转盘。
7.根据权利要求6所述的快速成型自动送粉系统，其特征在于：所述密封带运动轨迹的二端处分别设有密封带卷曲盒，该盒上设有供密封带进出的开口，密封带的二端位于该盒内。
8.根据权利要求7所述的快速成型自动送粉系统，其特征在于：所述工作平台的两端设有溢出口，该溢出口的下方设置有可分离式溢出粉末装载筒。
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