CN112091214A - 一种slm设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种SLM设备，包括粉缸、送粉装置、铺粉装置和打印装置，粉缸、送粉装置和铺粉装置通过送粉管依次连通；打印装置包括基板、工作台、打印圆台；基板的上表面四个边角处固定连接有支撑柱，工作台固定连接在支撑柱的上表面，工作台的上表面中间开设有圆形通孔；刮粉装置包括安装架和刮粉刀，安装架左右两侧沿水平方向设置有多组相对应的滑槽，滑槽内滑动设置有调节板。本发明的SLM设备解决了解决了大型旋转件尺寸带来的SLM问题，同时提升了轴对称结构件的材料和结构力学性能；此外，提高了SLM设备的打印成型效率和打印成品的质量。

Description

一种SLM设备

技术领域

本发明涉及SLM设备技术领域，具体涉及一种SLM设备。

背景技术

激光选区熔化金属3D打印技术(Selective laser melting,SLM)采用精密聚焦光斑快速熔化预置铺好的一层层金属粉末，几乎可以直接获得任意形状以及具有完全冶金结合的功能零件。致密度可达到近乎100％，是一种极具发展前景的快速成型技术，尤其在航空航天、医疗、汽车、模具等领域有着极为重要的应用前景。SLM工艺存在铺粉流程，即粉末由送粉机构送至粉末床后，由铺粉装置铺平，此流程直接影响打印结果。

3D打印即快速成型技术的一种，也称增材制造。与传统切削加工的“减法制造”不同，它是将所需成形工件的复杂三维形体通过切片处理转化为简单的二维截面的组合。其中以激光选区熔化(SLM)的3D打印机采用粉末为原材料进行逐层打印，分层堆积，自下而上“生长”成具有任意复杂形状结构的三维产品。该类型3D打印机在其主工作区包含一个送粉缸、一个收粉缸和一个工作平台。金属粉末装在送粉缸内，每当打印完一层后，送粉缸往上上升多于一个层厚的高度，同时工作平台下降一个层厚的高度，然后刮刀将这高出来的金属粉末刮向工作平台和收粉缸。当刮刀刮过工作平台时，金属粉末能比较均匀地散落于工作平台，并在其上铺上一个层厚的粉末供一层截面形状的激光选区熔化；但是现有技术中刮粉到依次需要刮除的粉末较多，极易造成粉层厚度不一；同时刀具安装完成后就不能调节位置，而只能通过升降装置进行大范围的调节，其调节精度不够，刀具高度调节困难。

此外，现有的SLM设备还存在下列问题：

1、现有的SLM设备，一般只能上下移动，逐层打印，对于一些旋转部件在加工时很难满足轴对称的要求，导致加工产品不合格。

2、现有的SLM设备，加工过程中多余的粉末，一般堆积在台面需要工作人员进行清理，非常麻烦。

目前SLM设备打印机均采用方形粉缸结构，为了保证打印精度、气密性及稳定性，SLM设备打印机对方形粉缸的内壁尺寸有较高的精度要求，且需要内壁具有光滑、耐磨及寿命长的特点。而目前方形粉缸的加工方式主要有铸造、焊接及整体材料掏空三种，如申请号为CN201621487888.7，该发明公开了一种新型3DP打印机用粉缸结构，其特征在于，其包括固定底板，于固定底板上沿固定底板边缘，设有缸体围板，并形成容腔；于容腔中部设有隔板，通过隔板将容腔分为储粉腔和铺粉腔，于储粉腔和铺粉腔内分别设有储粉腔升降机构和铺粉腔升降机构，且储粉腔升降机构与铺粉腔升降机构分别连接储粉腔底板和铺粉腔底板；于所述铺粉腔前部设有粉料回收槽，该粉料回收槽通过落粉管与设于粉料回收槽下方的接粉桶相连通。将现有的机械式开关替换为电磁限位开关，从而大大提高限位的灵敏度和精确度，大大提高打印质量。采用木塑材料作为缸体材料，散热慢，在给粉体加热祛湿的时候，效果更好。

但是现有的粉缸机构存在以下问题：

1、在粉缸加工制造过程中，由于粉缸的高度较高，很难直接采用铣刀铣削内壁，而铸造、焊接及整体材料掏空这三种加工方式均只能采用慢走丝线切割的方式加工内壁，其加工周期长，比较费时费力，尺寸精度较低，且成本昂贵；

2、现有的粉缸机构使用材质比较单一，耐磨效果不是很理想，在进行使用时，会影响该设备的打印精度，同时也会造成粉缸内壁磨损严重，使用寿命较短。

此外，激光选区熔化(SLM)的3D打印机采用粉末为原材料进行逐层打印，分层堆积，自下而上“生长”成具有任意复杂形状结构的三维产品；3D打印过程中需要根据实际需要向工作台输送相应的物料粉末，但是现有技术中每次的送粉量是固定的，不能根据需要灵活调整；同时还存在送粉不均匀的问题。

基于上述情况，本发明提出了一种SLM设备，可有效解决以上问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种SLM设备。本发明的SLM设备，解决了现有技术旋转部件在加工时很难满足轴对称和需要工作人员清理多余粉末的问题；此外本发明所述刮粉装置通过多次刮粉的方式提高刮粉的均匀度，同时还可以根据实际情况调整刮粉刀片的高度，实现粉层厚度的精确调节。

本发明可通过送粉装置将粉缸内的(金属)粉稳定地定量输送至铺粉装置，由铺粉装置进行稳定、高效率的铺粉，实现了自动进料，精准进料；提高了SLM设备的打印成型效率和打印成品的质量。

本发明的粉缸解决了现有的粉缸机构在对粉缸内壁进行加工时较为不便和耐磨效果较差的问题。

本发明的送粉装置能够根据需要进行定量送粉，不但提高了送粉精度，同时避免了浪费，提高了打印质量。

本发明通过下述技术方案实现：

一种SLM设备，包括粉缸、送粉装置、铺粉装置和打印装置，所述粉缸、送粉装置和铺粉装置通过送粉管依次连通；

所述打印装置包括基板、工作台、打印圆台；

所述基板的上表面四个边角处固定连接有支撑柱，所述工作台固定连接在支撑柱的上表面，所述工作台的上表面中间开设有圆形通孔，所述工作台上表面位于圆形通孔的右侧开设有漏料孔，所述基板的上表面右侧固定连接有集料箱，所述漏料孔通过导料斗与集料箱相连通，所述基板的上表面中间固定连接有液压缸，所述液压缸的输出端固定连接有液压杆，所述液压杆的上端固定连接有载物板，所述载物板的上表面固定安装有电机，所述电机的输出端固定连接有圆柱轴，所述打印圆台设置在圆柱轴的上表面，所述圆柱轴的上表面等间距固定连接有固定柱，所述工作台的左侧前后两端设置有滑轨，所述滑轨的上方滑动连接有滑板，所述滑板的上表面固定连接有铺粉装置，所述铺粉装置的上方设置有进粉口(通过送粉管与送粉装置的出料管连通)，所述滑板的右端固定连接有刮料板，所述刮料板与工作台的上表面滑动连接，所述工作台上表面左右两侧固定连接有固定板，所述工作台左侧固定板的上表面固定安装有第一电动伸缩杆，所述第一电动伸缩杆的末端与滑板的左侧面固定连接，所述工作台右侧固定板的上表面固定安装有第二电动伸缩杆，所述第二电动伸缩杆的末端固定连接有刮粉装置；

所述刮粉装置包括安装架和刮粉刀，所述安装架左右两侧沿水平方向设置有多组相对应的滑槽，滑槽内滑动设置有调节板；所述安装架顶部固定设置有多个电动推杆，电动推杆与调节板固定相连；所述调节板底部设置有刮粉刀，且沿刮粉装置的前进方向，各刮粉刀的高度逐渐降低。

本发明的SLM设备通过在载物板上安装电机，利用电机带动打印台转动，同时利用刮粉装置沿着打印台的径向进行刮粉，工件在同一半径时经过激光器打印一条线后旋转一条线宽度对应的角度，完成同一半径的整圈打印后移动一个厚度继续加工，解决了大型旋转件尺寸带来的SLM问题，同时提升了轴对称结构件的材料和结构力学性能，值得普遍应用与推广。

本发明所述刮粉装置通过按照一定梯度设置多把刮粉刀的方式将一定厚度的粉层按照由上到下的顺序划分为多个刮粉层次，从而降低单个刮粉刀的刮粉厚度，进而保证刮粉刀能够将粉体均匀的分布于各个区域；同时位于后方的刮粉刀能够对前一刮粉刀刮粉不均匀的部位进行再次刮粉，进一步确保粉末分布的均匀性，提高刮粉质量。

所述粉缸包括第一粉缸块、第二粉缸块和第三粉缸块，所述第一粉缸块包括第一耐磨层、强度层和第二耐磨层，所述第一耐磨层的内壁与强度层的表面固定连接，所述强度层的内壁与第二耐磨层的表面固定连接，两个所述第一粉缸块与第三粉缸块的一侧均固定连接有密封板，所述密封板的一侧固定连接有密封块，所述第二粉缸块的两侧均开设有密封槽，所述密封板的表面与密封槽的内壁滑动连接，所述密封槽的内壁固定连接有定位杆，所述定位杆的表面与密封板的底部贯穿，所述密封槽的内壁开设有定位槽，所述定位槽的内壁与密封块的表面滑动连接，所述定位槽的内壁开设有螺纹槽，所述密封块的内部贯穿有丝杆，所述丝杆的表面与螺纹槽的内壁螺纹连接；

所述送粉装置包括暂存箱和控制器，所述暂存箱上分别设置有进料管和出料管，进料管和出料管分别连接粉料存放装置和用粉装置；所述进料管和出料管上分别设置有第一单向阀和第二单向阀，且所述第一单向阀和第二单向阀均向粉料输出端开启；所述暂存箱内还滑动设置有滑动活塞，所述滑动活塞的背面连接有驱动其运动的伸缩电机，所述伸缩电机与控制器相连；所述暂存箱上还设置有用于检测滑动活塞位置的位移传感器，位移传感器与控制器相连。

本发明可通过送粉装置将粉缸内的(金属)粉稳定地定量输送至铺粉装置，由铺粉装置进行稳定、高效率的铺粉，实现了自动进料，精准进料；提高了SLM设备的打印成型效率和打印成品的质量。

优选的，两个所述第一耐磨层与第二耐磨层均为喷涂层，所述强度层为高韧性复合砂浆层。

优选的，两个所述第一粉缸块与第三粉缸块的形状大小均相同，两个所述第一粉缸块与第三粉缸块分别设置在第二粉缸块的两侧。

优选的，所述密封板的表面直径大小与密封槽的表面直径大小相适配，所述密封块的表面直径大小与密封槽的表面直径大小相适配。

优选的，所述密封板的底壁开设有定位孔，所述定位孔的内壁与定位杆的表面滑动连接；

优选的，所述密封块的内部开设有限位孔，所述限位孔的内部与丝杆的表面贯穿。

优选的，滑动活塞包括金属阀芯和橡胶密封套，所述橡胶密封套将金属阀芯包裹，金属阀芯后端面通过连接套筒丝扣连接有伸缩杆，所述伸缩杆的另一端通过连接头与伸缩电机相连。

优选的，橡胶密封套的外表面还设置有多道密封槽。

优选的，暂存箱的尾端还设置有与控制器相连的行程开关。

优选的，暂存箱上还设置有用于观测箱内情况的观测窗。

优选的，控制器采用PLC控制器；

优选的，进料管和出料管均设置于暂存箱的端面。

优选的，所述安装架上还固定设置有控制器，各电动推杆分别与控制器相连；所述调节板上还设置有与控制器相连的红外线传感器；

所述滑槽的上下两侧均设置有与控制器相连的微动开关。

优选的，所述调节板的两侧设置有橡胶滚轮，所述滑槽内设置有与橡胶滚轮适配的限位槽。

优选的，所述调节板与刮粉刀之间设置有相互配合的连接槽和连接块，所述连接槽内设置有多个连接孔，连接孔内设置有紧固螺栓。

优选的，所述刮粉刀横截面呈中部高，两侧低的弧形设置。

优选的，所述滑槽底部通过连接螺栓固定连接有限位块。

优选的，所述圆形通孔的孔壁光滑，所述圆柱轴表面与圆形通孔的孔壁滑动连接。

优选的，所述集料箱的底端固定连接有出料斗，所述出料斗为锥形。

优选的，所述工作台的上表面右侧固定安装有激光器，所述激光器的输出端与刮粉装置的刮粉刀底部所在平面相平行。

优选的，所述打印圆台的底面等间距开设有安装槽，所述固定柱与安装槽位置相对，大小相配合。

本发明与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

1、本发明的SLM设备结构简单，使用方便，通过在载物板上安装电机，利用电机带动打印台转动，同时利用刮粉装置沿着打印台的径向进行刮粉，工件在同一半径时经过激光器打印一条线后旋转一条线宽度对应的角度，完成同一半径的整圈打印后移动一个厚度继续加工，解决了大型旋转件尺寸带来的SLM问题，同时提升了轴对称结构件的材料和结构力学性能；此外，可通过送粉装置将粉缸内的(金属)粉稳定地定量输送至铺粉装置，由铺粉装置进行稳定、高效率的铺粉，实现了自动进料，精准进料；提高了SLM设备的打印成型效率和打印成品的质量。

2、本发明所述的粉缸，通过第一粉缸块、第二粉缸块和第三粉缸块的使用，是为了将该粉缸拆分成三部分，可以通过铣削加工的方式更精密地加工粉缸的内壁，并且使粉缸可以更好地满足尺寸精度和密封性等加工要求，通过密封槽、密封板、定位槽、密封块、丝杆和螺丝之间的使用，是为了便于对第一粉缸块、第二粉缸块和第三粉缸块进行组装，在对该粉缸的内壁加工时较为方便，同时也减轻了工作人员的劳动量。

3、本发明所述的粉缸，通过第一耐磨层、强度层和第二耐磨层之间的使用，是为了增强该粉缸的强度和耐磨性能，当粉缸在进行使用时，可以减少该粉缸内壁的磨损，提高了该设备的打印精度，同时也延长了该粉缸的使用寿命。

4、本发明所述的送粉装置包括暂存箱和控制器，其中暂存箱上设置有进料管和出料管，且进料管和出料管上分别设置有第一单向阀和第二单向阀，第一单向阀和第二单向阀均向物料输出方向打开，同时在暂存箱内还滑动设置有滑动活塞，滑动活塞与伸缩电机固定相连，所述控制器控制伸缩电机动作，并通过位移传感器监测滑动活塞的位置；

5、本发明所述的送粉装置由于第一单向阀和第二单向阀均向物料输出方向打开，因此在伸缩电机带动滑动活塞向外运动时，第一单向阀处于开启状态，而第二单向阀则处于关闭状态，此时将粉体抽入到暂存箱内；当伸缩电机带动滑动活塞向内运动时则第一单向阀关闭，第二单向阀开启，此时将暂存箱内的粉体输出；由于暂存箱的截面积恒定，因此通过测量滑动活塞的位移长度即可准确控制抽入和压出的粉体的量，从而实现粉体的精确输送；

6、本发明所述的送粉装置与现有技术相比，本发明通过简单的结构设计实现了向3D打印机的定量送粉，保证了送粉的均匀性，降低了原材料的浪费率；同时本发明所述结构简单、可靠，大大降低了设备的维护难度。

7、本发明所述的送粉装置本发明包括金属阀芯和橡胶密封台，橡胶密封套将金属阀芯包裹，采用金属阀芯能够有效提高整个滑动活塞的刚度，保证在伸缩电机带动其滑动的过程中不会发生形变而影响送粉精度和暂存箱的密闭性，也不会因为过度变形而影响伸缩杆与滑动活塞之间的连接性能；同时通过橡胶密封套的柔性结构提高滑动活塞与暂存箱之间的密闭性，其能够有效兼顾刚度与柔性特征；

8、本发明所述的送粉装置同时金属阀芯通过后端的连接套筒连接有伸缩杆，所述伸缩杆通过连接头与伸缩电机相连，其能够实现伸缩杆的快速拆卸与安装，降低了设备的维护难度。

9、本发明所述的送粉装置的橡胶密封套外表面设置有多道密封槽，一方面降低橡胶套与暂存箱内表面的摩擦，从而不但能够降低磨损，同时也能够降低对伸缩电机的要求；同时多道密封槽能够将对进入到橡胶密封套与暂存箱内壁缝隙之间的粉体进行缓冲，避免其继续向外扩散，从而提高整套设备的密闭性。

10、本发明所述的送粉装置在暂存箱的尾端设置有行程开关，通过行程开关控制滑动活塞的行程，避免其被伸缩电机拔出暂存箱，提高设备的稳定性和可靠性。

11、本发明所述的送粉装置的暂存箱上还设置有观测窗，工作人员通过观测窗能够有效查看箱体内的粉体量及暂存箱的内部情况，从而判定箱内工况，降低设备的维修保养难度，避免设备出现空转。

12、本发明所述的送粉装置的进料管和出料管均设置于暂存箱的端面，设置于同一端面的进料管和出料管能够最大限度的延长滑动活塞的形成，实现对暂存箱的最大限度的利用，同时避免粉体存放于暂存箱而影响其质量。

13、本发明的SLM设备，通过在滑板的右侧设置刮料板，在工作台上设置漏料孔，并将漏料孔通过导料斗与集料箱连接，加工过程中多余的金属粉末被刮料板送到漏料孔中，而不会在工作台上堆积，值得普遍应用与推广。

14、本发明所述刮粉装置包括安装架和刮粉刀，在安装架上设置有多组滑槽，并在滑槽内滑动设置有调节板，同时将刮粉刀固定于调节板上；在安装架顶部固定设置有多个电动推杆，各电动推杆与调节板一一对应，并与其固定相连；同时沿刮粉装置的运动方向，各刮粉刀的高度逐渐降低；

本发明所述刮粉装置通过按照一定梯度设置多把刮粉刀的方式将一定厚度的粉层按照由上到下的顺序划分为多个刮粉层次，从而降低单个刮粉刀的刮粉厚度，进而保证刮粉刀能够将粉体均匀的分布于各个区域；同时位于后方的刮粉刀能够对前一刮粉刀刮粉不均匀的部位进行再次刮粉，进一步确保粉末分布的均匀性，提高刮粉质量；

同时本发明所述刮粉装置通过电动推杆的伸缩带动调节板在竖直方向上滑动，进而实现对刮粉刀高度的调节，其能够根据需要自由调节刮粉刀的位置，相邻两刮粉刀的高度差可以相等也可以不等，从而使刮粉刀的位置与粉末颗粒的大小及其他理化性质匹配，进一步提高刮粉的均匀度。

15、本发明所述刮粉装置在安装架上还设置有控制器，电动推杆与控制器相连，同时调节板上还设置有与控制器相连的红外线传感器，通过红外线传感器精确监控刮粉刀的位置，进而提高对刮粉刀位置调节的精度。

16、本发明所述刮粉装置在调节板的两侧设置有橡胶滚轮，滑槽内设置有与橡胶滚轮适配的限位槽，通过橡胶滚轮一方面能够降低调节板和滑槽之间的运动磨损，延长设备的使用寿命，同时也能够降低运动阻力，设备的运行更加顺畅，且橡胶滚轮能够有效降低设备调节过程中的震动，避免震动对设备精度造成的不良影响；同时本发明通过限位槽对橡胶滚轮进行限位，避免调节板在水平方向上产生滑动，进而影响刮粉刀的垂直度和调节精度。

17、本发明所述刮粉装置的调节板与刮粉刀之间设置有相互配合的连接槽和连接块，同时调节板与刮粉刀之间通过紧固螺栓实现固定连接，连接槽和连接块设置能够保证快速将调节板和刮粉刀组装在一起，并使相应的连接孔对应设置，降低装配难度，提高装配效率，同时装配的精度也能够有效保证。

18、本发明所述刮粉装置的所述刮粉刀的横截面呈中间高、两侧低的弧形设置，此种设置能够将因放料管释放位置而堆积于中部的粉末尽量扩散到四周，从而保证整个粉层的均匀性，提高刮粉质量。

19、本发明所述刮粉装置在滑槽底部设置有限位块，同时在滑槽的上下两侧均设置有与控制器相连的微动开关，通过限位块限定调节板运动的极限位置，同时通过微动开关感知调节板是否运动到位于上下两侧的极限位置，从而通过控制器及时控制电动推杆刹车，避免出现过载。

附图说明

图1为本发明主体俯视结构示意图；

图2为本发明主体正面结构示意图；

图3为本发明所述打印圆台底面结构示意图；

图4为本发明所述刮粉装置的结构示意图；

图5为本发明图4中沿A-A线剖视结构示意图；

图6为本发明所述刮粉装置的另一实施方式的结构示意图；

图7为本发明所述刮粉装置的另一实施方式的仰视图；

图8为本发明所述粉缸、送粉装置和铺粉装置的结构示意图；

图9为本发明所述粉缸的结构示意图；

图10为本发明所述第一粉缸块的结构示意图；

图11为本发明所述第二粉缸块的结构示意图；

图12为本发明图11中A处放大图；

图13为本发明图9中B处放大图；

图14为本发明图10中C处放大图；

图15为本发明所述第一粉缸块的剖视图；

图16为本发明所述送粉装置的结构示意图；

图17为本发明所述送粉装置的内部结构示意图。

图中：21、基板；22、工作台；23、打印圆台；24、支撑柱；25、圆形通孔；26、漏料孔；27、集料箱；28、导料斗；29、液压缸；210、液压杆；211、载物板；212、电机；213、圆柱轴；214、固定柱；215、滑轨；216、滑板；217、铺粉装置；218、进粉口；219、刮料板；220、固定板；221、第一电动伸缩杆；222、第二电动伸缩杆；223、刮粉装置；224、出料斗；225、激光器；226、安装槽；

91、安装架，92、刮粉刀，93、滑槽，94、调节板，95、电动推杆，96、控制器，97、红外线传感器，98、橡胶滚轮，99、限位槽，910、连接槽，911、连接块，912、连接孔，913、紧固螺栓，914、连接螺栓，915、限位块，916、微动开关；

10、粉缸；700、送粉装置；217、铺粉装置；1、送粉管；

01、第一粉缸块；0101、第一耐磨层；0102、强度层；0103、第二耐磨层；02、第二粉缸块；03、第三粉缸块；04、密封板；05、密封块；06、密封槽；07、定位杆；08、定位槽；09、螺纹槽；010、丝杆；011、定位孔；012、限位孔；

71、暂存箱，72、控制器，73、进料管，74、出料管，75、第一单向阀，76、第二单向阀，77、滑动活塞，78、伸缩电机，79、位移传感器，710、行程开关，711、观测窗，771、金属阀芯，772、橡胶密封套，773、连接套筒，774、伸缩杆，775、连接头,776、密封槽。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合具体实施例对本发明的优选实施方案进行描述，但是应当理解，附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

本发明中所述铺粉装置等技术特征(本发明的组成单元/元件)，如无特殊说明，均从常规商业途径获得，或以常规方法制得，其具体结构、工作原理以及可能涉及到的控制方式、空间布置方式采用本领域的常规选择即可，不应被视为本发明的创新点所在，对于本领域技术人员来说，是可以理解的，本发明专利不做进一步具体展开详述。

实施例1：

如图1至17所示，一种SLM设备，包括粉缸、送粉装置、铺粉装置和打印装置，所述粉缸、送粉装置和铺粉装置通过送粉管依次连通；

所述打印装置包括基板、工作台、打印圆台；

所述基板的上表面四个边角处固定连接有支撑柱，所述工作台固定连接在支撑柱的上表面，所述工作台的上表面中间开设有圆形通孔，所述工作台上表面位于圆形通孔的右侧开设有漏料孔，所述基板的上表面右侧固定连接有集料箱，所述漏料孔通过导料斗与集料箱相连通，所述基板的上表面中间固定连接有液压缸，所述液压缸的输出端固定连接有液压杆，所述液压杆的上端固定连接有载物板，所述载物板的上表面固定安装有电机，所述电机的输出端固定连接有圆柱轴，所述打印圆台设置在圆柱轴的上表面，所述圆柱轴的上表面等间距固定连接有固定柱，所述工作台的左侧前后两端设置有滑轨，所述滑轨的上方滑动连接有滑板，所述滑板的上表面固定连接有铺粉装置，所述铺粉装置的上方设置有进粉口，所述滑板的右端固定连接有刮料板，所述刮料板与工作台的上表面滑动连接，所述工作台上表面左右两侧固定连接有固定板，所述工作台左侧固定板的上表面固定安装有第一电动伸缩杆，所述第一电动伸缩杆的末端与滑板的左侧面固定连接，所述工作台右侧固定板的上表面固定安装有第二电动伸缩杆，所述第二电动伸缩杆的末端固定连接有刮粉装置；

所述刮粉装置包括安装架和刮粉刀，所述安装架左右两侧沿水平方向设置有多组相对应的滑槽，滑槽内滑动设置有调节板；所述安装架顶部固定设置有多个电动推杆，电动推杆与调节板固定相连；所述调节板底部设置有刮粉刀，且沿刮粉装置的前进方向，各刮粉刀的高度逐渐降低。

实施例2：

如图1至17所示，一种SLM设备，包括粉缸、送粉装置、铺粉装置和打印装置，所述粉缸、送粉装置和铺粉装置通过送粉管依次连通；

所述打印装置包括基板、工作台、打印圆台；

基板的上表面四个边角处固定连接有支撑柱，工作台固定连接在支撑柱的上表面，工作台的上表面中间开设有圆形通孔，工作台上表面位于圆形通孔的右侧开设有漏料孔，基板的上表面右侧固定连接有集料箱，漏料孔通过导料斗与集料箱相连通，基板的上表面中间固定连接有液压缸，液压缸的输出端固定连接有液压杆，液压杆的上端固定连接有载物板，载物板的上表面固定安装有电机，电机的输出端固定连接有圆柱轴，打印圆台设置在圆柱轴的上表面，圆柱轴的上表面等间距固定连接有固定柱，工作台的左侧前后两端设置有滑轨，滑轨的上方滑动连接有滑板，滑板的上表面固定连接有铺粉装置，铺粉装置的上方设置有进粉口，滑板的右端固定连接有刮料板，刮料板与工作台的上表面滑动连接，工作台上表面左右两侧固定连接有固定板，工作台左侧固定板的上表面固定安装有第一电动伸缩杆，第一电动伸缩杆的末端与滑板的左侧面固定连接，工作台右侧固定板的上表面固定安装有第二电动伸缩杆，第二电动伸缩杆的末端固定连接有刮粉装置，即第二电动伸缩杆的末端与刮粉装置的安装架固定连接。

具体的，所述刮粉装置，具体结构如图4和图5所示，包括安装架和刮粉刀，所述安装架呈U形结构，其顶部固定设置有多台电动推杆，其两内侧面之间设置有多组相互对应的滑槽，所述安装架上还设置有调节板，所述调节板的两侧插入到一组对应的滑槽内，滑槽底部的开口端通过连接螺栓固定的限位块密封；同时位于安装架顶部的多台电动推杆分别与各调节板固定相连；装配完成后，沿刮粉装置的前进方向，各刮粉刀的高度逐渐降低；

所述调节板的下端面设置有连接槽，刮粉刀的顶面则设置有与连接槽适配的连接块，同时在连接槽与连接块之间设置有多组相对应的连接孔，安装时连接块插入到连接槽内，同时连接孔相对应，并通过设置于连接孔内的紧固螺栓实现刮粉刀与调节板之间的固定相连；同时在安装架上还设置有控制器，所述控制器采用PLC控制器，在调节板固定位置设置有红外线传感器，所述红外线传感器与控制器的信号输入端相连，控制器的信号输出端则与各个电动推杆相连，同时控制器通过总线与相应的总控设备相连。

进一步地，在另一个实施例中，其在前述刮粉装置的基础上公开了一种刮粉装置，具体结构如图6和图7所示，包括安装架和刮粉刀，所述安装架上沿水平方向设置有多组相对应的滑槽，所述滑槽的底面设置有限位槽，在两相对应的滑槽之间设置有调节板，调节板的两侧设置有与限位槽适配的橡胶滚轮，所述橡胶滚轮卡入到限位槽内；同时滑槽的底部通过限位块密封；且在限位块的顶面和滑槽的顶面之间设置有微动开关，所述微动开关与控制器的信号输入端相连；

所述刮粉刀的横截面为弧形，且其中部向刀具前进一侧突出。

本发明使用时通过控制器控制电动推杆伸出或收回，从而带动调节板上下滑动，进而调节刮粉刀的高度，通过红外线传感器精确监控刮粉刀与工作台面之间的距离，同时通过对刀具高度的梯级设置能够将一定厚度的粉层按照由上到下的顺序划分为多个刮粉层次，从而降低单个刮粉刀的刮粉厚度，进而保证刮粉刀能够将粉体均匀的分布于各个区域；同时位于后方的刮粉刀能够对前一刮粉刀刮粉不均匀的部位进行再次刮粉，进一步确保粉末分布的均匀性，提高刮粉质量；

同时本发明通过电动推杆的伸缩带动调节板在竖直方向上滑动，进而实现对刮粉刀高度的调节，其能够根据需要自由调节刮粉刀的位置，相邻两刮粉刀的高度差可以相等也可以不等，从而使刮粉刀的位置与粉末颗粒的大小及其他理化性质匹配，进一步提高刮粉的均匀度。

请参阅图9-15，所述粉缸包括第一粉缸块、第二粉缸块和第三粉缸块，第一粉缸块包括第一耐磨层、强度层和第二耐磨层，第一耐磨层的内壁与强度层的表面固定连接，强度层的内壁与第二耐磨层的表面固定连接，两个第一粉缸块与第三粉缸块的一侧均固定连接有密封板，密封板的一侧固定连接有密封块，第二粉缸块的两侧均开设有密封槽，密封板的表面与密封槽的内壁滑动连接，密封槽的内壁固定连接有定位杆，定位杆的表面与密封板的底部贯穿，密封槽的内壁开设有定位槽，定位槽的内壁与密封块的表面滑动连接，定位槽的内壁开设有螺纹槽,密封块的内部贯穿有丝杆，丝杆的表面与螺纹槽的内壁螺纹连接。

本实施方案中，通过丝杆的转动，丝杆脱离螺纹槽的内壁时，可以将该密封板从密封槽的内壁取出，是为了便于将第一粉缸块和第三粉缸块从第二粉缸块的两侧拆分，使得该粉缸的内壁在进行加工时更加方便，通过第一耐磨层和第二耐磨层的使用，可以提高该粉缸的耐磨性能，减少了该粉缸内壁的磨损，使得该设备在打印时精度更高。

具体的，两个第一耐磨层与第二耐磨层均为喷涂层，强度层为高韧性复合砂浆层。

本实施例中，通过喷涂层使得该粉缸具有良好的耐磨性能，是为了减少该粉缸内壁的磨损，高韧性复合砂浆层加强了该粉缸的硬度和强度，进而延长了该粉缸的使用寿命。

具体的，两个第一粉缸块与第三粉缸块的形状大小均相同，两个第一粉缸块与第三粉缸块分别设置在第二粉缸块的两侧。

本实施例中，将粉缸拆分成第一粉缸块、第二粉缸块和第三粉缸块，是为了使得该粉缸内壁在进行加工时更加方便，可以缩短加工周期，降低了加工成本。

具体的，密封板的表面直径大小与密封槽的表面直径大小相适配，密封块的表面直径大小与密封槽的表面直径大小相适配。

本实施例中，密封板在密封槽的内壁滑动，是为了方便第二粉缸块与第一粉缸块和第三粉缸块之间进行卡接，同时也提高了第二粉缸块与第一粉缸块和第三粉缸块之间的密封性能。

具体的，密封板的底壁开设有定位孔，定位孔的内壁与定位杆的表面滑动连接。

本实施例中，通过定位孔和定位杆之间的配合使用，使得该第一粉缸块、第二粉缸块和第三粉缸块在进行组装时更加方便。

具体的，密封块的内部开设有限位孔，限位孔的内部与丝杆的表面贯穿。

本实施例中，限位孔是为了配合丝杆的使用，使得丝杆便于对螺纹槽进行限位，从而提高了该第一粉缸块、第二粉缸块和第三粉缸块之间组装的稳定性。

本发明的所述粉缸通过第一耐磨层、强度层和第二耐磨层之间的使用，是为了增强该粉缸的强度和耐磨性能，当粉缸在进行使用时，可以减少该粉缸内壁的磨损，提高了该设备的打印精度，同时也延长了该粉缸的使用寿命。

本发明的所述粉缸使用时，首先，对该粉缸进行拆分时，将丝杆扭动脱离螺纹槽的内部，丝杆可以从限位孔的内部取出，然后将第一粉缸块和第三粉缸块通过密封板从密封槽的内壁滑出，使得该第一粉缸块和第三粉缸块能够从第二粉缸块的两侧分别拆分，在对该粉缸的内壁进行加工时会更加方便，并且使得该粉缸可以更好地满足尺寸精度和密封性等加工要求，通过第一耐磨层和第二耐磨层的使用，是为了加强该粉缸的耐磨性能，可以防止该粉缸内壁磨损严重的问题，从而提高了该设备的打印精度。

本发明所述送粉装置，其具体结构如图16和图17所示，包括暂存箱和控制器，所述暂存箱上分别设置有进料管和出料管，根据需要，进料管和出料管可以设置于暂存箱的端面或外圆面，其中以同时设置于端面为最佳；所述进料管的进口端与粉料存放装置密闭连接，出料管的出口端则与用粉装置密闭连接；所述暂存箱箱体上还设置有透明的观察窗，方便工作人员随时观察暂存箱内的情况。

同时在进料管上固定设置有第一单向阀，出料管上设置有第二单向阀，其中第一单向阀向暂存箱一侧为开启状态，第二单向阀向用粉装置一侧为开启状态；

所述暂存箱内活动设置有滑动活塞，所述滑动活塞包括金属阀芯和橡胶密封套，金属阀芯的后端面中心位置一体成型的设置有连接套筒，所述橡胶密封套将整个金属阀芯包裹，其连接套筒穿过橡胶密封套并通过丝扣连接的方式与伸缩杆固定相连，伸缩杆的另一端通过连接头与伸缩电机的输出轴固定相连；伸缩电机以采用电动推杆，以降低整套设备的体积；同时在橡胶密封套的外圆周上均匀分布有多道环形的密封槽；

所述暂存箱箱体上还设置有位移传感器，控制器采用PLC控制器，所述位移传感器采用红外线传感器，其信号输出端与PLC控制器的信号输入端相连；同时所述暂存箱的尾端还设置有行程开关，所述行程开关与PLC控制器的信号输入端相连，PLC控制器的信号输出端则与伸缩电机相连。

本发明在需要送粉时，通过伸缩电机带动滑动活塞向外运动，在暂存箱内形成负压，同时由于第一单向阀和第二单向阀开启方向的设置，第一单向阀将处于开启状态，而第二单向阀则处于关闭状态，此时通过负压将粉体抽入到暂存箱内；当伸缩电机带动滑动活塞向内运动时则第一单向阀关闭，第二单向阀开启，此时将暂存箱内的粉体通过送料管输出；同时由于暂存箱的截面积恒定，因此通过测量滑动活塞的位移长度即可准确控制抽入和压出的粉体的量，从而实现粉体的精确输送。

与现有技术相比，本发明通过简单的结构实现了粉体的精确定量输送，其大大提高了向3D打印机的定量送粉，保证了送粉的均匀性，降低了原材料的浪费率；同时本发明所述结构简单、可靠，大大降低了设备的维护难度。

本发明的所述送粉装置通过两个单向阀开口方向的巧妙设置，通过滑动活塞将粉体定量抽取到暂存箱内，再将分体送出，其通过简单的结构设计实现了向3D打印机的定量送粉，保证了送粉的均匀性，降低了原材料的浪费率；同时本发明所述结构简单、可靠，大大降低了设备的维护难度。

本实施例中，液压缸工作时能带动圆柱轴上下移动，第一电动伸缩杆能够带动滑板移动，刮料板将多余的金属粉末推到漏料孔中，刮粉装置沿着打印圆台的径向进行刮粉。

具体的，圆形通孔的孔壁光滑，圆柱轴表面与圆形通孔的孔壁滑动连接。

本实施例中，圆柱轴在液压杆的带动下可以在圆形通孔的内部上下移动，以便于向打印圆台上添加金属粉末。

具体的，集料箱的底端固定连接有出料斗，出料斗为锥形。

本实施例中，出料斗为锥形可以在下料时更加均匀，同时可以防止金属粉末飞溅。

具体的，工作台的上表面右侧固定安装有激光器，激光器的输出端与刮粉装置的刮粉刀底部所在平面相所在平面(即，单个或多个刮粉刀底部最低处所在的平面，一般为平行于工作台的平面/水平面)相平行。

本实施例中，刮粉装置将打印圆台上的金属粉末刮到指定得厚度后，激光器投放激光，融化粉末进行加工。

具体的，打印圆台的底面等间距开设有安装槽，固定柱与安装槽位置相对，大小相配合。

本实施例中，将打印圆台底面的安装槽对准固定柱可以将打印圆台安装到圆柱轴得上方。

本发明的工作原理及使用流程：

该SLM设备在使用时，先将打印圆台底面的安装槽对准固定柱，将打印圆台安装到圆柱轴的上方，液压缸带动圆柱轴向下移动，第一电动伸缩杆将铺粉装置送到圆形通孔的上方，向打印圆台上添加金属粉末，第二电动伸缩杆带动刮粉装置沿着打印圆台的径向进行刮粉，工件在同一半径时经过激光器打印一条线后旋转一条线宽度对应的角度，完成同一半径的整圈打印后移动一个厚度继续加工，直到加工完成，解决了大型旋转件尺寸带来的SLM问题，同时提升了轴对称结构件的材料和结构力学性能。

依据本发明的描述及附图，本领域技术人员很容易制造或使用本发明的SLM设备，并且能够产生本发明所记载的积极效果。

如无特殊说明，本发明中，若有术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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，因此本发明中描述方位或位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以结合附图，并根据具体情况理解上述术语的具体含义。

除非另有明确的规定和限定，本发明中，若有术语“设置”、“相连”及“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明做任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化，均落入本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种SLM设备，其特征在于：包括粉缸(10)、送粉装置(700)、铺粉装置(217)和打印装置，所述粉缸(10)、送粉装置(700)和铺粉装置(217)通过送粉管依次连通；

所述打印装置包括基板(21)、工作台(22)、打印圆台(23)；

所述基板(21)的上表面四个边角处固定连接有支撑柱(24)，所述工作台(22)固定连接在支撑柱(24)的上表面，所述工作台(22)的上表面中间开设有圆形通孔(25)，所述工作台(22)上表面位于圆形通孔(25)的右侧开设有漏料孔(26)，所述基板(21)的上表面右侧固定连接有集料箱(27)，所述漏料孔(26)通过导料斗(28)与集料箱(27)相连通，所述基板(21)的上表面中间固定连接有液压缸(29)，所述液压缸(29)的输出端固定连接有液压杆(210)，所述液压杆(210)的上端固定连接有载物板(211)，所述载物板(211)的上表面固定安装有电机(212)，所述电机(212)的输出端固定连接有圆柱轴(213)，所述打印圆台(23)设置在圆柱轴(213)的上表面，所述圆柱轴(213)的上表面等间距固定连接有固定柱(214)，所述工作台(22)的左侧前后两端设置有滑轨(215)，所述滑轨(215)的上方滑动连接有滑板(216)，所述滑板(216)的上表面固定连接有铺粉装置(217)，所述铺粉装置(217)的上方设置有进粉口(218)，所述滑板(216)的右端固定连接有刮料板(219)，所述刮料板(219)与工作台(22)的上表面滑动连接，所述工作台(22)上表面左右两侧固定连接有固定板(220)，所述工作台(22)左侧固定板(220)的上表面固定安装有第一电动伸缩杆(221)，所述第一电动伸缩杆(221)的末端与滑板(216)的左侧面固定连接，所述工作台(22)右侧固定板(220)的上表面固定安装有第二电动伸缩杆(222)，所述第二电动伸缩杆(222)的末端固定连接有刮粉装置(223)；

所述刮粉装置(223)包括安装架(91)和刮粉刀(92)，所述安装架(91)左右两侧沿水平方向设置有多组相对应的滑槽(93)，滑槽(93)内滑动设置有调节板(94)；所述安装架(91)顶部固定设置有多个电动推杆(95)，电动推杆(95)与调节板(94)固定相连；所述调节板(94)底部设置有刮粉刀(92)，且沿刮粉装置的前进方向，各刮粉刀(92)的高度逐渐降低。

2.根据权利要求1所述的SLM设备，其特征在于：所述粉缸包括第一粉缸块(01)、第二粉缸块(02)和第三粉缸块(03)，其特征在于：所述第一粉缸块(01)包括第一耐磨层(0101)、强度层(0102)和第二耐磨层(0103)，所述第一耐磨层(0101)的内壁与强度层(0102)的表面固定连接，所述强度层(0102)的内壁与第二耐磨层(0103)的表面固定连接，两个所述第一粉缸块(01)与第三粉缸块(03)的一侧均固定连接有密封板(04)，所述密封板(04)的一侧固定连接有密封块(05)，所述第二粉缸块(02)的两侧均开设有密封槽(06)，所述密封板(04)的表面与密封槽(06)的内壁滑动连接，所述密封槽(06)的内壁固定连接有定位杆(07)，所述定位杆(07)的表面与密封板(04)的底部贯穿，所述密封槽(06)的内壁开设有定位槽(08)，所述定位槽(08)的内壁与密封块(05)的表面滑动连接，所述定位槽(08)的内壁开设有螺纹槽(09),所述密封块(05)的内部贯穿有丝杆(010)，所述丝杆(010)的表面与螺纹槽(09)的内壁螺纹连接；

所述送粉装置，包括暂存箱(71)和控制器(72)，所述暂存箱(71)上分别设置有进料管(73)和出料管(74)，进料管(73)和出料管(74)分别连接粉料存放装置和用粉装置；所述进料管(73)和出料管(74)上分别设置有第一单向阀(75)和第二单向阀(76)，且所述第一单向阀(75)和第二单向阀(76)均向粉料输出端开启；所述暂存箱(71)内还滑动设置有滑动活塞(77)，所述滑动活塞(77)的背面连接有驱动其运动的伸缩电机(78)，所述伸缩电机(78)与控制器(72)相连；所述暂存箱(71)上还设置有用于检测滑动活塞位置的位移传感器(79)，位移传感器(79)与控制器(72)相连。

3.根据权利要求2所述的SLM设备，其特征在于：两个所述第一耐磨层(0101)与第二耐磨层(0103)均为喷涂层，所述强度层(0102)为高韧性复合砂浆层。

4.根据权利要求2所述的SLM设备，其特征在于：两个所述第一粉缸块(01)与第三粉缸块(03)的形状大小均相同，两个所述第一粉缸块(01)与第三粉缸块(03)分别设置在第二粉缸块(02)的两侧。

5.根据权利要求2所述的SLM设备，其特征在于：所述密封板(04)的表面直径大小与密封槽(06)的表面直径大小相适配，所述密封块(05)的表面直径大小与密封槽(06)的表面直径大小相适配；

所述密封板(04)的底壁开设有定位孔(011)，所述定位孔(011)的内壁与定位杆(07)的表面滑动连接；

所述密封块(05)的内部开设有限位孔(012)，所述限位孔(012)的内部与丝杆(010)的表面贯穿。

6.根据权利要求2所述的SLM设备，其特征在于：所述滑动活塞(77)包括金属阀芯(771)和橡胶密封套(772)，所述橡胶密封套(772)将金属阀芯(771)包裹，金属阀芯(771)后端面通过连接套筒(773)丝扣连接有伸缩杆(774)，所述伸缩杆(774)的另一端通过连接头(775)与伸缩电机(78)相连；

所述橡胶密封套(772)的外表面还设置有多道密封槽(776)。

7.根据权利要求2所述的SLM设备，其特征在于：所述暂存箱(71)的尾端还设置有与控制器(72)相连的行程开关(710)；

所述暂存箱(71)上还设置有用于观测箱内情况的观测窗(711)；

所述控制器(72)采用PLC控制器；

所述进料管(73)和出料管(74)均设置于暂存箱(71)的端面。

8.根据权利要求1所述的SLM设备，其特征在于：所述安装架(91)上还固定设置有控制器(96)，各电动推杆(95)分别与控制器(96)相连；所述调节板(94)上还设置有与控制器(96)相连的红外线传感器(97)；

所述滑槽(93)的上下两侧均设置有与控制器(96)相连的微动开关(916)。

9.根据权利要求1所述的SLM设备，其特征在于：所述调节板(94)的两侧设置有橡胶滚轮(98)，所述滑槽(93)内设置有与橡胶滚轮(98)适配的限位槽(99)；

所述调节板(94)与刮粉刀(92)之间设置有相互配合的连接槽(910)和连接块(911)，所述连接槽(910)内设置有多个连接孔(912)，连接孔(912)内设置有紧固螺栓(913)；

所述刮粉刀(92)横截面呈中部高，两侧低的弧形设置；

所述滑槽(93)底部通过连接螺栓(914)固定连接有限位块(915)。

10.根据权利要求1所述的SLM设备，其特征在于：所述圆形通孔(25)的孔壁光滑，所述圆柱轴(213)表面与圆形通孔(25)的孔壁滑动连接；

所述集料箱(27)的底端固定连接有出料斗(224)，所述出料斗(224)为锥形；

所述工作台(22)的上表面右侧固定安装有激光器(225)，所述激光器(225)的输出端与刮粉装置(223)的刮粉刀(92)底部所在平面相平行；

所述打印圆台(23)的底面等间距开设有安装槽(226)，所述固定柱(214)与安装槽(226)位置相对，大小相配合。

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