CN112339266A - 一种用于激光烧结机的铺粉及预热系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种用于激光烧结机的铺粉及预热系统，包括：支架、粉床预热装置、两个粉箱装置、铺粉压实装置和铺粉驱动机构，粉床预热装置用于对铺粉平面上的粉末进行加热；粉箱装置设置于基台的下方，粉箱装置与对应的安装槽可拆卸连接；铺粉压实装置用于推动粉末移动并对粉末进行加热；铺粉驱动机构与铺粉压实装置连接，用于驱动铺粉压实装置在铺粉平面上移动。通过多根加热管对基台上表面不同区域的粉末进行加热，通过多个温度检测仪分别检测基台上表面不同区域的温度，可使粉沫温度更均匀，提高了对温度场控制的精度；通过采用可拆卸式的模块化粉箱、可拆卸式铺粉辊、基准同一化提高装配和生产效率的方式降低成本。

Description

一种用于激光烧结机的铺粉及预热系统

技术领域

本发明涉及激光烧结机设备领域，尤其涉及一种用于激光烧结机的铺粉及预热系统。

背景技术

增材制造技术被誉为“第三次工业革命”的新技术，选择性激光烧结技术是增材制造技术的一种，也是最为成熟的技术。目前的选择性激光烧结机普遍趋近于大型设备，占地面积较大，安装和拆卸不便，运输不方便，难以满足中小型企业的需求。此外，现有的选择性激光烧结机由于铺粉系统和预热系统的精度低，导致生产的成型件精度较低。

发明内容

本发明实施例提供一种用于激光烧结机的铺粉及预热系统，用以解决现有的激光烧结机存在运输不便、安装和拆卸不便，以及精度低的问题。

本发明实施例提供一种用于激光烧结机的铺粉及预热系统，包括：

支架，所述支架的顶部设置有基台，所述基台的上表面作为铺粉平面，所述基台设置有两个安装槽；

粉床预热装置，所述粉床预热装置设置于所述基台上，所述粉床预热装置用于对铺粉平面上的粉末进行加热；

两个粉箱装置，所述粉箱装置设置于所述基台的下方，所述粉箱装置与对应的所述安装槽可拆卸连接；

铺粉压实装置，所述铺粉压实装置用于推动粉末移动并对粉末进行加热；

铺粉驱动机构，所述铺粉驱动机构设置于所述基台上，所述铺粉驱动机构与所述铺粉压实装置连接，用于驱动所述铺粉压实装置在铺粉平面上移动。

根据本发明一个实施例的用于激光烧结机的铺粉及预热系统，所述粉床预热装置包括：

罩体，所述罩体的底部开口，所述罩体设置于所述基台的上部；

温度检测装置，所述温度检测装置包括多个温度检测仪，多个所述温度检测仪分别用于检测所述基台上表面不同区域的温度；

加热机构，所述加热机构包括多根加热管，多根所述加热管用于对所述基台上表面不同区域的粉末进行加热。

根据本发明一个实施例的用于激光烧结机的铺粉及预热系统，所述罩体的顶部设置有排气口，所述排气口的外周间隔设置有多个测量孔，所述温度检测仪与所述测量孔一一对应，所述温度检测仪通过所述测量孔测量所述基台上表面的温度。

根据本发明一个实施例的用于激光烧结机的铺粉及预热系统，所述粉床预热装置还包括：升降机构，所述升降机构与所述加热机构连接，所述升降机构用于改变所述加热机构与所述基台上表面之间的距离。

根据本发明一个实施例的用于激光烧结机的铺粉及预热系统，所述铺粉压实装置设置于罩体内，所述铺粉压实装置包括：

安装架，所述安装架包括：横梁、支撑板、第一轴承座和第二轴承座，所述支撑板设置于所述横梁一端的底部，所述第一轴承座设置于所述支撑板的上部，所述第二轴承座设置于所述横梁的另一端；

铺粉辊，所述铺粉辊与所述横梁转动连接，所述铺粉辊的内部设置有沿铺粉辊的轴向延伸的空腔；

加热装置，所述加热装置设置于所述空腔内，用于对所述铺粉辊进行加热；

驱动装置，所述驱动装置与所述铺粉辊的一端连接，用于驱动所述铺粉辊轴向转动。

根据本发明一个实施例的用于激光烧结机的铺粉及预热系统，所述驱动装置包括：铺粉辊驱动电机和传动机构，所述铺粉辊驱动电机设置于所述横梁一端的上部，所述传动机构分别与所述铺粉辊驱动电机的转轴、所述铺粉辊的一端连接，所述铺粉辊驱动电机通过所述传动机构带动所述铺粉辊轴向转动。

根据本发明一个实施例的用于激光烧结机的铺粉及预热系统，所述传动机构包括：转动轴、第三轴承座、第四轴承座、第一皮带轮和第二皮带轮，所述第三轴承座和所述第四轴承座依次间隔设置于第一轴承座背离铺粉辊一侧的所述支撑板上部，所述转动轴的一端通过轴承与所述第四轴承座转动配合，所述转动轴的另一端穿过所述第三轴承座的轴承后与所述铺粉辊的一端可拆卸连接，所述第一皮带轮套设于所述铺粉辊驱动电机的转轴，所述第二皮带轮套设于所述转动轴的外周面，且位于所述第三轴承座和所述第四轴承座之间，所述第二皮带轮通过皮带与所述第一皮带轮连接。

根据本发明一个实施例的用于激光烧结机的铺粉及预热系统，所述粉箱装置包括：

箱体，所述箱体的内部具有空腔，所述箱体的顶部开口，所述箱体的顶部与所述安装槽插接连接；

顶板，所述顶板可活动地设置于所述空腔内，所述顶板的边沿设置有用于密封顶板与箱体侧壁之间间隙的密封件；

导向限位机构，所述导向限位机构与所述顶板连接，所述导向限位机构用于在竖直方向上对所述顶板进行导向和限位；

驱动机构，所述驱动机构用于驱动所述顶板沿竖直方向往复运动。

根据本发明一个实施例的用于激光烧结机的铺粉及预热系统，所述导向限位机构包括：底板、至少两根连接光轴和至少两根导向杆，所述底板位于所述顶板与所述箱体的底壁之间，所述连接光轴竖直且间隔设置于所述底板与所述顶板之间，所述连接光轴用于连接所述底板与所述顶板，所述导向杆竖直且间隔设置，所述导向杆的下端与所述箱体的底壁连接，所述导向杆的上端套设有与所述底板连接的滑动轴承；所述驱动机构包括：顶板驱动电机、滚珠丝杠、电机支架和螺母，所述电机支架设置于所述底壁的下部，所述顶板驱动电机设置于所述电机支架上，所述螺母嵌入设置于所述底板的中心孔中，所述滚珠丝杠的上端与所述螺母螺纹配合，所述滚珠丝杠的下端通过联轴器与所述顶板驱动电机的转轴连接。

根据本发明一个实施例的用于激光烧结机的铺粉及预热系统，所述铺粉驱动机构包括滑台模组和角块，所述滑台模组设置于所述基台一侧的边沿，所述滑台模组的滑块通过所述角块与所述横梁一端连接。

本发明实施例提供的用于激光烧结机的铺粉及预热系统，通过多根加热管对基台上表面不同区域的粉末进行加热，通过多个温度检测仪分别检测基台上表面不同区域的温度，可使粉沫温度更均匀，提高了对温度场控制的精度；通过采用可拆卸式的模块化粉箱、可拆卸式铺粉辊、基准同一化提高装配和生产效率的方式降低成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种用于激光烧结机的铺粉及预热系统的主视结构示意图；

图2是本发明实施例提供的一种用于激光烧结机的铺粉及预热系统的侧视结构示意图；

图3是本发明实施例提供的一种用于激光烧结机的铺粉及预热系统的俯视结构示意图；

图4是本发明实施例提供的一种粉床预热装置的立体结构示意图；

图5是本发明实施例提供的一种粉床预热装置的剖面结构示意图；

图6是本发明实施例提供的一种粉箱装置的立体结构示意图；

图7是本发明实施例提供的一种粉箱装置的侧视剖面结构示意图；

图8是本发明实施例提供的一种粉箱装置的去掉箱体之后的结构示意图；

图9是本发明实施例提供的一种粉箱装置的侧视结构示意图；

图10是本发明实施例提供的一种铺粉压实装置的侧视剖面结构示意图；

图11是本发明实施例提供的一种铺粉压实装置的立体结构示意图。

附图标记：100：铺粉压实装置；110：横梁；111：支撑板；112：第一轴承座；113：第二轴承座；114：垫块；120：铺粉辊；130：加热装置；140：铺粉辊驱动电机；141：转动轴；142：第三轴承座； 143：第四轴承座；144：第一皮带轮；145：第二皮带轮；146：皮带； 147：套筒；148：铺粉辊驱动电机支架；150：温度传感器；160：滚轮；200:粉箱装置；210：底壁；211：第五轴承座；212：底板；213：滑动轴承；214：行程开关；215：顶板；216：连接光轴；217：螺母；218：开关支架；219：背胶绒布；220：滚珠丝杠；221：轴承；222：顶板驱动电机；223：电机支架；224：联轴器；225：箱体；226：粉箱把手；300：粉床预热装置；310：基台；311：拖链；312：直线导轨；313：拐脖；320：罩体；321：观察窗；322：把手；323：合页； 324：挂钩；325：侧板；326：隔热板；327：散热风扇；328：排气口；329：测量孔；330：温度检测装置；331：温度检测仪；340：加热机构；341：加热管；342：加热罩；350：升降机构；351：升降电机；352：升降丝杆；353：升降光轴；360：主控线路板；370：推拉式夹钳；400：支架；500：铺粉驱动机构；510：滑台模组；520：角块；530：水平行程开关。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合图1-图11描述本发明实施例的用于激光烧结机的铺粉及预热系统。

图1示例了一种用于激光烧结机的铺粉及预热系统的主视结构示意图，图2示例了一种用于激光烧结机的铺粉及预热系统的侧视结构示意图，如图1和2所示，用于激光烧结机的铺粉及预热系统包括：支架400、粉床预热装置300、两个粉箱装置200、铺粉压实装置100 和铺粉驱动机构500；支架400的顶部设置有基台310，基台310的上表面作为铺粉平面，基台310设置有两个安装槽，基台310的底部还设置有拐脖313，拐脖313用于将剩余粉末输送至指定装置中。安装槽用来安装粉箱装置200，粉箱装置200的模块化设计，方便粉箱装置200的安装和拆卸，方便对设备的运输。

图4示例了一种粉床预热装置的立体结构示意图，如图4所示，粉床预热装置300设置于基台310上，粉床预热装置300用于对铺粉平面上的粉末进行加热。粉床预热装置300包括：罩体320、温度检测装置330和加热机构340，罩体320的顶部设置有排气口328，排气口328用于排出罩体320内的热量，并使激光进入罩体，罩体320 的底部开口，罩体320设置于基台310的上部，罩体320与基台310 通过螺钉连接，罩体320由四块铝合金板和一侧板325构成，四块铝合金板通过焊接连接，罩体320的一侧开口，罩体320的侧开口的两侧边分别设置有竖直延伸的直线导轨312，侧板325与罩体320通过直线导轨312连接，侧板325通过沿直线导轨312上下滑动来实现罩体320的打开与关闭，侧板325上设置有观察窗321，观察窗321的材质为亚克力，设置观察窗321可方便工作人员实时观察罩体320内的工况。侧板325的上边沿设置有合页323，合页323与侧板325的上边沿通过螺钉连接，合页323远离侧板325的一侧边通过螺钉与挂钩324连接，挂钩324用于与罩体320挂接连接。打开罩体320时，松开挂钩324，侧板325沿直线导轨312向下滑动至最低位；关闭罩体320时，沿直线导轨312向上推动侧板325至最高位，将挂钩324 与罩体320挂接，从而将罩体320关闭。进一步地，为了方便打开侧板325，侧板325的外侧设置有把手322，使用时可用手握住把手322 推动侧板325上下运动。

温度检测装置330包括多个温度检测仪331，多个温度检测仪331 分别用于检测基台310上表面不同区域的温度，本实施例中温度检测仪331为红外测温仪。为了方便温度检测装置330测量温度，排气口 328的外周间隔设置有多个测量孔329，多个温度检测仪331间隔设置于排气口328的外周，温度检测仪331与测量孔329一一对应，温度检测仪331通过测量孔329测量基台310上表面的温度。温度检测仪331与主控线路板360连接，由主控线路板360对温度检测仪331 的信号进行处理。

需要说明的是，本实施例中温度检测装置330包括四个温度检测仪331，四个温度检测仪331等距间隔设置，当然，温度检测仪331 的数量并不限定于四个，具体实施时本领域技术人员可根据实际需要进行增减。为了方便固定温度检测仪331，可在罩体320顶部对应的位置设置测温支架，测温支架与罩体320通过螺钉连接，再将温度检测仪331与测温支架通过螺钉连接。

图5示例了一种粉床预热装置的剖面结构示意图，如图5所示，加热机构340包括多根加热管341，多根加热管341用于对基台310 上表面不同区域的粉末进行加热。进一步地，为了提高加热管341的加热效率，加热机构340还包括：设置于罩体320内的加热罩342，罩体320的顶部和底部均开口，多根加热管341设置于加热罩342内，加热罩342用于对加热管341产生的热量起到汇聚作用，提高加热效率，降低设备的能耗。加热管341与主控线路板360连接，由主控线路板360控制加热管341的发热功率。

需要说明的是，本实施例中加热罩342内设置有四根加热管341，每根加热管341可对不同区域的粉末进行加热。当然加热管341的数量并不限定于四根，具体实施时本领域技术人员可根据实际需要进行增减。通过多根加热管341对基台310上表面不同区域的粉末进行加热，通过多个温度检测仪331分别检测基台310上表面不同区域的温度，可使粉沫温度更均匀，提高了对温度场控制的精度。

根据本发明的实施例，预热装置还包括：升降机构350，升降机构350用于改变加热机构340与基台310上表面之间的距离。升降机构350包括升降电机351、升降丝杆352和升降光轴353，升降电机351设置于罩体320的顶部，升降电机351的壳体与罩体320通过螺钉连接。升降丝杆352竖直设置于罩体320内，升降丝杆352的上端与升降电机351的转轴连接，升降丝杆352的下端通过丝杆螺母与加热罩342转动配合。升降光轴353竖直设置于罩体320内，升降光轴353的上端与罩体320的顶部连接，升降光轴353的下端通过滑动轴承与加热罩342滑动配合。升降电机351与主控线路板360连接，由主控线路板360控制升降电机351的转动，从而调节加热机构340 与基台310上表面之间的距离。

进一步地，为了防止通过排气口328排出的高温气体损害罩体 320上方的部件(振镜)，预热装置还包括：散热装置，散热装置包括多个散热风扇327，散热风扇327设置于罩体320的顶部，散热风扇327通过风扇支架与罩体320连接。散热风扇327与主控线路板 360连接，主控线路板360控制散热风扇327的转动与停止，当高温气体通过排气口328排出时，散热风扇327可将高温气体吹散，对罩体320上方的部件进行降温。

需要说明的是，为了方便安装，加热罩342的两端分别焊接有连接片，丝杆螺母嵌入于一个连接片的安装孔内，并与连接片通过螺钉连接，滑动轴承嵌入于另一个连接片的安装孔内，并与连接片通过螺钉连接。为了方便拆卸和安装，可将升降丝杆352的上端通过联轴器与升降电机351的转轴连接。升降光轴353的上端焊接有法兰，法兰通过螺钉与罩体320的顶部连接。为了防止罩体320中的高温损害升降电机351，升降电机351与罩体320之间设置有至少一层隔热板326，隔热板326的材质为玻璃纤维和有机硅树脂复合材料。由于升降机构 350可调节加热机构340与基台310上表面之间的距离，靠近粉面加热，使粉面温度提高更快，缩短加热时间，提高生产效率，面对不同材料，吸热系数不同，可调节不同高度适应材料加热快慢。

接收到开机指令后，主控线路板360控制散热风扇327转动，主控线路板360根据设置的预热温度，输出控制信号，以控制加热装置 130将铺粉辊120加热到一定温度。同时主控线路板360四根加热管 341加热，四个温度检测仪331实时测量粉面的温度，并将温度反馈到主控线路板360，主控线路板360接收信号后，若温度低，主控线路板360输出信号，升降电机351接收信号，升降电机351转动，带动丝杠螺母向靠近粉床方向移动(向下移动)，从而带动加热管341 移向粉面，粉面温度升高；若温度高，主控线路板360输出信号，升降电机351接收信号，升降电机351转动，带动丝杠螺母向远离粉床方向移动，从而带动加热管341远离粉面，粉面温度降低；四个温度检测仪331测量的温度达到设定预热温度后，铺粉压实装置100在铺粉驱动装置的带动下运动，从而带动铺粉辊120运动，铺粉辊120在移动过程中对粉末进行预热，避免冷热温差造成已打印部分翘曲变形，缩短加热时间，提高生产效率。

粉箱装置200位于基台310的下方，粉箱装置200与安装槽可拆卸连接，本实施例中两个粉箱装置200中一个粉箱装置200作为供粉箱，另一个作为成型箱，成型箱位于排气口328的下方。

图6示例了一种粉箱装置的立体结构示意图，如图6所示，粉箱装置200包括：箱体225、顶板215、导向限位机构和驱动机构，箱体225的内部具有空腔，箱体225的顶部开口，箱体225的底壁210 的中部设置有安装孔。箱体225的上部与激光烧结机的基台可拆卸连接，基台310设置有安装槽，安装时将箱体225的上部插入于安装槽内。为了方便粉箱装置200的安装，支架400设置有推拉式夹钳370，推拉式夹钳370用于向上顶起箱体225，使箱体225上端与铺粉平面连接固定。粉箱装置200由于单独设置，安装和拆卸更方便，方便对粉箱进行维护。

顶板215用于承载粉末，并通过上下运动控制箱体225内粉末的量，顶板215可活动地设置于空腔内，顶板215的形状与箱体225在水平方向上的横截面形状相匹配。本实施例中顶板215为矩形板体，顶板215的边沿设置有用于密封顶板215与箱体225侧壁之间间隙的密封件。本实施例中密封件为背胶绒布219，背胶绒布219粘接于顶板215的边沿，背胶绒布219填充了顶板215与箱体225侧壁之间的间隙，防止粉末下漏，提高粉箱的密封性。

图7示例了一种粉箱装置的侧视剖面结构示意图，如图7所示，导向限位机构用于在竖直方向上对顶板215进行导向和限位。导向限位机构包括：底板212、四根连接光轴216、两根导向杆、两个开关支架218和两个行程开关214，底板212为矩形板体，底板212位于顶板215与箱体225的底壁210之间，底板212与顶板215平行，底板212的中部设置有中心孔。连接光轴216竖直且间隔设置于底板 212与顶板215之间，连接光轴216用于连接底板212与顶板215，连接光轴216的上端面和下端面均设置有螺纹孔，连接光轴216的上端与顶板215通过螺钉连接，连接光轴216的下端与底板212通过螺钉连接。导向杆竖直且间隔设置，导向杆的上端面和下端面均设置有螺纹孔，导向杆的下端与底壁210通过螺钉连接，导向杆的上端套设有滑动轴承213，滑动轴承213可沿竖直方向与连接光轴216滑动，底板212上设置有安装孔，滑动轴承213嵌入安装孔中并通过螺钉与底板212连接。由于粉箱的各部件之间都是通过螺钉实现可拆卸连接，可方便对粉箱进行拆卸，同时连接光轴216与导向杆的尺寸相同，提高了零件的互换性，降低使用成本。通过导向限位机构在竖直方向上对顶板215进行导向和限位，可使顶板215的运动更精确，减小顶板 215与箱体225侧壁之间的磨损。进一步地，为了进一步提高粉箱的密封性，底板212的边沿也设置有密封件。

导向限位机构的开关支架218和行程开关214用于起到限位作用，两个开关支架218一一对应地设置于两根导向杆的上端，开关支架 218与导向杆的上端通过螺钉连接。两个行程开关214中一个行程开关214设置于一个开关支架218的上部作为下限行程开关，另一个行程开关214设置于另一个开关支架218的下部作为上限行程开关。两个行程开关214均与主控线路板360电连接，主控线路板360根据接收行程开关214的触发信号控制顶板驱动电机222转动。

驱动机构用于驱动顶板215沿竖直方向往复运动，驱动机构包括：顶板驱动电机222、滚珠丝杠220、电机支架223和螺母217，电机支架223设置于底壁210的下部，电机支架223与底壁210通过螺钉连接，顶板驱动电机222与电机支架223通过螺钉连接。螺母217嵌入设置于底板212的中心孔中，螺母217通过螺钉与底板212连接。滚珠丝杠220的上端与螺母217螺纹配合，滚珠丝杠220的下端通过联轴器224与顶板驱动电机222的转轴连接。顶板驱动电机222与主控线路板360电连接，由主控线路板360控制顶板驱动电机222转动，顶板驱动电机222优选伺服顶板驱动电机，以便对顶板215的运动速度进行精确控制，从而更好地控制箱体225内粉末的量。

需要说明是，驱动机构的结构并不限定于此，驱动机构还可以是直线顶板驱动电机或直线推杆，本领域技术人员在具体实施时可根据需要进行确定。

粉箱装置200的工作原理：当顶板驱动电机222接收到控制设备的控制信号后，顶板驱动电机222驱动滚珠丝杠220转动，在滚珠丝杠220与螺母217的配合下，驱动底板212沿竖直方向运动。当顶板 215触碰到下限行程开关时，顶板驱动电机222反向转动一定角度停止，代表达到下限位置；当底板212触碰到上限行程开关时，顶板驱动电机222反向转动一定角度停止，代表达到上限位置。

根据本发明的实施例，图8示例了一种粉箱装置的去掉箱体之后的结构示意图，如图8所示，驱动机构还包括：第五轴承座211，第五轴承座211嵌入设置于底壁210的第五轴承座安装孔内，第五轴承座211与底壁210通过螺钉连接，第五轴承座211的轴承安装孔内嵌入有两个轴承221，两个轴承221均为滚动轴承，一个轴承221嵌入于轴承安装孔的上端口，另一个轴承221嵌入于轴承安装孔的下端口，滚珠丝杠220的下端穿过第五轴承座211通过两个轴承221与第五轴承座211转动配合。设置第五轴承座211可对滚珠丝杠220起到固定作用，减小滚珠丝杠220转动过程中的摆动。进一步地，滚珠丝杠220的下端设置有轴肩，当滚珠丝杠220的下端穿过轴承221时，上端口的轴承221的内环与轴肩相抵靠，轴肩对上端口的轴承221起到限位作用，下端口的轴承221通过六角螺母217锁紧。

根据本发明的实施例，图9示例了一种粉箱装置的侧视结构示意图，如图9所示，顶板215的下表面和底板212的上表面设置有用于对连接光轴216进行定位的定位孔，定位孔为盲孔，定位孔的直径与连接光轴216的外径相匹配。同样地，底壁210的上表面也设置有用于对导向杆起定位作用的定位孔，粉箱安装过程中，通过定位孔对导向杆和连接光轴216进行定位，可方便粉箱的安装。进一步地，箱体225的一侧还设置有粉箱把手226，粉箱把手226可方便粉箱安装过程中对粉箱进行把持。

图10示例了一种铺粉压实装置的侧视剖面结构示意图，图11示例了一种铺粉压实装置的立体结构示意图，如图10和11所示，铺粉压实装置100设置于罩体320内，铺粉压实装置100用于推动粉末移动并对粉末进行加热，铺粉压实装置100包括：安装架、铺粉辊120、加热装置130和驱动装置。

安装架用于承载铺粉压实装置100的各个机构，安装架包括：横梁110、支撑板111、第一轴承座112和第二轴承座113，横梁110呈槽型结构，横梁110的槽口朝下，横梁110一端的上部设置有开口，开口的位置与铺粉辊驱动电机140的位置对应，开口可供传动机构通过。横梁110的两个侧壁的边沿向横梁110两侧延伸，形成与侧壁垂直的连接边，连接边上设置有螺钉孔。支撑板111设置于横梁110一端的底部，支撑板111的边沿通过螺钉与连接边连接，支撑板111的宽度与横梁110的宽度相匹配。在一些实施例中，支撑板111与横梁 110之间还设置有至少一层垫块114，垫块114夹持于支撑板111与横梁110之间，通过改变垫块114的数量和厚度可调节支撑板111与横梁110之间的距离。第一轴承座112设置于支撑板111的上部，并通过轴承与铺粉辊120的一端转动配合；第一轴承座112通过螺钉与支撑板111连接，第一轴承座112为R14轴承座。第二轴承座113设置于横梁110的另一端，并通过轴承与铺粉辊120的另一端转动配合，第二轴承座113通过螺钉与横梁110连接。

需要说明的是，第二轴承座113为锁紧轴承座，设置锁紧轴承座是为了方便更换和维护铺粉辊120，更换铺粉辊120时，首先拧下第二轴承座113的锁紧螺钉，卸下第二轴承座113，向远离第一轴承座 112的方向抽出铺粉辊120，从而完成铺粉辊120的拆卸。安装铺粉辊120的过程与上述拆卸过程相反，在此不再详细介绍。相较于现有的铺粉压实装置100，本实施例的铺粉压实装置100的铺粉辊120拆卸和维护更方便，可有效提高打印效率，延长铺粉辊120的使用寿命。

铺粉辊120沿横梁110的长度方向设置，铺粉辊120处于横梁110 的槽型结构内，铺粉辊120的两端通过轴承与第一轴承座112、第二轴承座113转动配合。进一步地，铺粉辊120的两端分别设置有轴肩，铺粉辊120一端的轴肩抵靠于第一轴承座112的轴承的内环，另一端的轴肩抵靠于第二轴承座113的轴承的内环，通过两个轴承对铺粉辊 120进行限位，防止铺粉辊120在转动过程中沿轴向发生移动，进一步提高打印精度。铺粉辊120的内部设置有沿轴向延伸的空腔，本实施例中空腔沿轴向贯穿铺粉辊120。

加热装置130设置于空腔内，用于对铺粉辊120进行加热，加热装置130为电加热棒，电加热棒沿铺粉辊120的轴向设置于空腔内，电加热棒的长度与铺粉辊120的长度相匹配，电加热棒和空腔的内壁通过螺纹连接。电加热棒与主控线路板360电连接，由主控器控制电加热棒的加热温度，铺粉辊120在工作之前，电加热棒首先工作，对整个铺粉辊120进行加热，提高铺粉辊120的温度，避免温度低的铺粉辊120接触温度高的粉末层时因为温差造成翘曲变形，提高打印精度和生产效率。

需要说明的是，加热装置130的并不限定于电加热棒，也可以是电加热丝或电加热片，电加热片可在制作铺粉辊120的过程中将电加热片预制于铺粉辊120的外周面以下，电加热片工作时可对铺粉辊 120的外周面直接进行加热，减小热量损失，提高加热效率。为了防止电加热棒的电线在随同预热装置运动的过程中发生磨损，电线的外周套设有拖链311，拖链311的一端通过螺钉与基台310连接，另一端通过螺钉与横梁110连接。

驱动装置用于驱动铺粉辊120轴向转动，驱动装置包括：铺粉辊驱动电机140和传动机构，铺粉辊驱动电机140设置于横梁110一端的上部，为了方便固定铺粉辊驱动电机140，可在横梁110一端的上部设置铺粉辊驱动电机支架148，铺粉辊驱动电机140通过螺钉固定于铺粉辊驱动电机支架148，铺粉辊驱动电机支架148与横梁110通过螺钉连接，设置铺粉辊驱动电机支架148可方便对铺粉辊驱动电机 140进行拆卸和安装。

传动机构分别与铺粉辊驱动电机140的转轴、铺粉辊120的一端连接，传动机构用于将铺粉辊驱动电机140输出的动力传递给铺粉辊 120，进而驱动铺粉辊120轴向转动。传动机构包括：转动轴141、第三轴承座142、第四轴承座143、第一皮带轮144和第二皮带轮145，第三轴承座142和第四轴承座143依次间隔设置于第一轴承座112背离铺粉辊120一侧的支撑板111上部，第三轴承座142和第四轴承座 143分别通过螺钉与支撑板111连接，本实施例中第三轴承座142和第四轴承座143均为R11轴承座。转动轴141的一端通过轴承与第四轴承座143转动配合，转动轴141的另一端穿过第三轴承座142的轴承后与铺粉辊120的一端可拆卸连接，第一皮带轮144套设于铺粉辊驱动电机140的转轴，第一皮带轮144与铺粉辊驱动电机140的转轴通过顶丝固定，第二皮带轮145套设于转动轴141的外周，且位于第三轴承座142和第四轴承座143之间，第二皮带轮145与转动轴141 之间通过顶丝固定，第二皮带轮145通过皮带146与第一皮带轮144 连接。第二皮带轮145的外径小于第一皮带轮144的外径，以提高转动轴141的转速。当铺粉辊驱动电机140转动时，铺粉辊驱动电机 140通过皮带146和转动轴141带动铺粉辊120转动，铺粉辊驱动电机140优选私服铺粉辊驱动电机，通过控制铺粉辊驱动电机140的转速还可改变铺粉辊120的转速。使用皮带146的传动方式可减小压实装置占用的空间，提高空间利用率。

进一步地，铺粉辊120的一端的端部形成有与空腔连通的端口，转动轴141的另一端插入于端口，并与铺粉辊120的一端花键连接，使用花键连接在拆卸铺粉辊120时，无需拆卸传动机构，只需单独拆卸铺粉辊120，方便对铺粉辊120进行更换和维护保养，可有效提高打印效率。

需要说明的是，本实施例中转动轴141的另一端与铺粉辊120的一端通过花键连接，但是两者的连接方便并不限定于此，还可采用螺纹连接，联轴器连接或键连接等连接方式。

根据本发明的实施例，传动机构还包括：套筒147，套筒147 套设于转动轴141的外周面，套筒147位于第二皮带轮145与第三轴承座142之间，套筒147的一端抵靠于第二皮带轮145的一侧，另一端抵靠于第三轴承座142的内环。转动轴141一端的外周面设置有轴肩，第二皮带轮145的另一侧抵靠于轴肩。设置套筒147与轴肩是为了对第二皮带轮145进行限定，防止第二皮带轮145在转动过程中沿转动轴141的轴向发生移动。同时方便第二皮带轮145的安装与拆卸，方便压实装置的维护保养。

根据本发明的实施例，传动机构包括：齿轮箱组件，齿轮箱组件的动力输入轴通过联轴器与铺粉辊驱动电机140的转轴连接，齿轮箱组件的动力输出轴通过联轴器与铺粉辊120的一端连接。同样地为了方便拆卸和安装，可将齿轮箱组件的动力输出轴与铺粉辊120的一端通过花键连接，使用齿轮箱组件相较于上述实施例中使用皮带 146传动具有更高的传动效率。

根据本发明的实施例，铺粉压实装置100还包括：温度传感器150和滚轮160，转动轴141的内部设置有沿轴向延伸的中心孔，温度传感器150设置于中心孔内。温度传感器150用于检测铺粉辊 120的温度，温度传感器150与主控线路板360电连接，温度传感器 150、主控线路板360和加热装置130构成闭环控制系统，闭环控制系统可根据设置定的预设温度，将铺粉辊120的温度调节至预设温度。为了防止温度传感器150发生松动，使用螺钉压紧温度传感器150和导线。滚轮160可转动地设置于第二轴承座113背离铺粉辊120的一侧，设置滚轮160是为了方便压实装置进行移动，本实施例中滚轮 160为包胶轴承，包胶轴承通过螺钉与第二轴承座113连接。

压实装置的工作原理：加热装置130对铺粉辊120进行加热，温度传感器150检测铺粉辊120的温度，通过闭环控制将铺粉辊120的温度调节至预设温度。铺粉辊驱动电机140驱动第一皮带轮144转动，第一皮带轮144通过皮带146带动第二皮带轮145转动，第二皮带轮145通过转动轴141带动铺粉辊120转动，进而对粉末进行压实。

图3示例了一种用于激光烧结机的铺粉及预热系统的俯视结构示意图，如图3所示，铺粉驱动机构500设置于基台310上，铺粉驱动机构500用于驱动铺粉压实装置在铺粉平面上移动，铺粉驱动机构 500包括滑台模组510和角块520，滑台模组510设置于基台310一侧的边沿，滑台模组510的滑块通过角块520与横梁110一端连接。滑台模组510为工业生产中常用的丝杠模组，因此其具体结构在此不再详细介绍。滑台模组510的电机与主控线路板360连接，由主控线路板360控制滑台模组510的工作与停止，进而改变铺粉压实装置 100的位置，通过使用滑台模组510可有效提高铺粉系统的精度，进一步提高成型产品的精度。为了精确控制铺粉压实装置100的位置，滑台模组510的一侧设置有两个水平行程开关530，水平行程开关530 与主控线路板360连接，水平行程开关530用于感应铺粉压实装置 100，水平行程开关530通过螺钉与基台310的上表面连接。

用于激光烧结机的铺粉及预热系统的工作原理：

将侧板325推送至最高位，使用挂钩324进行固定，将箱体225 推到与铺粉平面的安装槽对齐，使用推拉式夹钳370向上顶紧箱体 225，使箱体225与铺粉平面连接固定；将侧板325推送至最低位，通过顶板驱动电机222将供粉箱中顶板215降到最低极限位，人工将供粉箱中的粉末填满并压实，通过顶板驱动电机222将成型箱中顶板 215升到最高极限位，人工将成型箱中剩余的空间填满粉末并压实，将侧板325推送至最高位，使用挂钩324进行固定；粉床预热装置 300接收加热信号，加热管341和加热装置130加热，升降电机351 转动带动螺母向下移动，从而带动加热罩342、加热管341向下移动，加热管341靠近粉面，快速对粉面进行加热到指定温度后，升降电机 351转动带动螺母向上移动，从而带动加热罩342、加热管341向上移动，加热管341远离粉面到指定高度，四个温度检测仪331分别对粉面四个区域实时测温，当四个区域温度全部达到指定温度后，将工作信号传给供粉箱的顶板驱动电机222，顶板驱动电机222转动带动滚珠丝杠220转动，从而带动螺母向上移动，带动底板210、连接光轴216、顶板215向上移动0.15mm，同时成型箱的顶板驱动电机222 接收工作信号，顶板驱动电机222转动带动滚珠丝杠220转动，从而带动螺母向下移动，带动底板210、连接光轴216、顶板215向下移动0.1mm，滑台模组510接收工作信号，带动角块520移动，角块520带动铺粉压实装置100移动，同时铺粉辊驱动电机140接收信号，铺粉辊驱动电机140驱动第一皮带轮144转动，第一皮带轮144通过皮带146带动第二皮带轮145转动，第二皮带轮145通过转动轴141 带动铺粉辊120转动；同时铺粉压实装置100移动。铺粉辊120将供粉箱中顶出的0.15mm高的粉末推走，一直推到成型箱中，之前由于成型箱顶板215下降0.1mm，所以成型箱中有空间装入铺粉辊推过来的粉末，剩余的粉末推入到拐脖313中，由拐脖313输送到指定装置之中，铺粉压实装置100回到初始位置后，加热管341加热，将粉面加热到指定温度后，开始打印，此时完成一个工作循环；下一个工作循环从四个温度检测仪331分别对粉面四个区域实时测温开始到开始打印，再一次循环以此类推。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种用于激光烧结机的铺粉及预热系统，其特征在于，包括：

支架，所述支架的顶部设置有基台，所述基台的上表面作为铺粉平面，所述基台设置有两个安装槽；

粉床预热装置，所述粉床预热装置设置于所述基台上，所述粉床预热装置用于对铺粉平面上的粉末进行加热；

两个粉箱装置，所述粉箱装置设置于所述基台的下方，所述粉箱装置与对应的所述安装槽可拆卸连接；

铺粉压实装置，所述铺粉压实装置用于推动粉末移动并对粉末进行加热；

铺粉驱动机构，所述铺粉驱动机构设置于所述基台上，所述铺粉驱动机构与所述铺粉压实装置连接，用于驱动所述铺粉压实装置在铺粉平面上移动。

2.根据权利要求1所述的用于激光烧结机的铺粉及预热系统，其特征在于，所述粉床预热装置包括：

罩体，所述罩体的底部开口，所述罩体设置于所述基台的上部；

温度检测装置，所述温度检测装置包括多个温度检测仪，多个所述温度检测仪分别用于检测所述基台上表面不同区域的温度；

加热机构，所述加热机构包括多根加热管，多根所述加热管用于对所述基台上表面不同区域的粉末进行加热。

3.根据权利要求2所述的用于激光烧结机的铺粉及预热系统，其特征在于，所述罩体的顶部设置有排气口，所述排气口的外周间隔设置有多个测量孔，所述温度检测仪与所述测量孔一一对应，所述温度检测仪通过所述测量孔测量所述基台上表面的温度。

4.根据权利要求2或3所述的用于激光烧结机的铺粉及预热系统，其特征在于，所述粉床预热装置还包括：升降机构，所述升降机构与所述加热机构连接，所述升降机构用于改变所述加热机构与所述基台上表面之间的距离。

5.根据权利要求2所述的用于激光烧结机的铺粉及预热系统，其特征在于，所述铺粉压实装置设置于罩体内，所述铺粉压实装置包括：

安装架，所述安装架包括：横梁、支撑板、第一轴承座和第二轴承座，所述支撑板设置于所述横梁一端的底部，所述第一轴承座设置于所述支撑板的上部，所述第二轴承座设置于所述横梁的另一端；

铺粉辊，所述铺粉辊与所述横梁转动连接，所述铺粉辊的内部设置有沿铺粉辊的轴向延伸的空腔；

加热装置，所述加热装置设置于所述空腔内，用于对所述铺粉辊进行加热；

驱动装置，所述驱动装置与所述铺粉辊的一端连接，用于驱动所述铺粉辊轴向转动。

6.根据权利要求5所述的用于激光烧结机的铺粉及预热系统，其特征在于，所述驱动装置包括：铺粉辊驱动电机和传动机构，所述铺粉辊驱动电机设置于所述横梁一端的上部，所述传动机构分别与所述铺粉辊驱动电机的转轴、所述铺粉辊的一端连接，所述铺粉辊驱动电机通过所述传动机构带动所述铺粉辊轴向转动。

7.根据权利要求6所述的用于激光烧结机的铺粉及预热系统，其特征在于，所述传动机构包括：转动轴、第三轴承座、第四轴承座、第一皮带轮和第二皮带轮，所述第三轴承座和所述第四轴承座依次间隔设置于第一轴承座背离铺粉辊一侧的所述支撑板上部，所述转动轴的一端通过轴承与所述第四轴承座转动配合，所述转动轴的另一端穿过所述第三轴承座的轴承后与所述铺粉辊的一端可拆卸连接，所述第一皮带轮套设于所述铺粉辊驱动电机的转轴，所述第二皮带轮套设于所述转动轴的外周面，且位于所述第三轴承座和所述第四轴承座之间，所述第二皮带轮通过皮带与所述第一皮带轮连接。

8.根据权利要求1所述的用于激光烧结机的铺粉及预热系统，其特征在于，所述粉箱装置包括：

箱体，所述箱体的内部具有空腔，所述箱体的顶部开口，所述箱体的顶部与所述安装槽插接连接；

顶板，所述顶板可活动地设置于所述空腔内，所述顶板的边沿设置有用于密封顶板与箱体侧壁之间间隙的密封件；

导向限位机构，所述导向限位机构与所述顶板连接，所述导向限位机构用于在竖直方向上对所述顶板进行导向和限位；

驱动机构，所述驱动机构用于驱动所述顶板沿竖直方向往复运动。

9.根据权利要求8所述的用于激光烧结机的铺粉及预热系统，其特征在于，所述导向限位机构包括：底板、至少两根连接光轴和至少两根导向杆，所述底板位于所述顶板与所述箱体的底壁之间，所述连接光轴竖直且间隔设置于所述底板与所述顶板之间，所述连接光轴用于连接所述底板与所述顶板，所述导向杆竖直且间隔设置，所述导向杆的下端与所述箱体的底壁连接，所述导向杆的上端套设有与所述底板连接的滑动轴承；所述驱动机构包括：顶板驱动电机、滚珠丝杠、电机支架和螺母，所述电机支架设置于所述底壁的下部，所述顶板驱动电机设置于所述电机支架上，所述螺母嵌入设置于所述底板的中心孔中，所述滚珠丝杠的上端与所述螺母螺纹配合，所述滚珠丝杠的下端通过联轴器与所述顶板驱动电机的转轴连接。

10.根据权利要求5所述的用于激光烧结机的铺粉及预热系统，其特征在于，所述铺粉驱动机构包括滑台模组和角块，所述滑台模组设置于所述基台一侧的边沿，所述滑台模组的滑块通过所述角块与所述横梁一端连接。

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