CN112847761B - 一种用于多种陶瓷粉末的协同高效铺层机 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种用于多种陶瓷粉末的协同高效铺层机，属于层状复合材料的制备装置技术领域；目的是为了解决多元层状复合材料的多种粉末无法准确控制粉末层厚以及铺层不均匀的问题；技术方案为，包括自上而下依次设置的供料装置、粉末铺层装置和升降装置，当供料装置中的可旋转料筒的下缘与粉末铺层装置中的套筒的上缘逐渐接触并连通时，料筒内的粉末逐渐落入到套筒内，当料筒离开该套筒后，升降装置使粉末铺层装置中的铺层空间加大，为下一种粉末进行铺层准备，如此循环；技术效果为，本发明可以实现多种粉末的同时铺层，提高粉末铺层的效率，并且解决层厚难以精准控住以及铺层不均匀的问题。
Description
技术领域
本发明属于层状复合材料的制备装置技术领域，具体为一种用于多种陶瓷粉末的协同高效铺层机。
背景技术
工业应用中，为了制备性能优异的层状的材料，需对粉体材料进行铺层，以保证最终制品的层厚、层厚的均匀性及其力学性能，层状复合陶瓷材料的制备方法主要包括流延成型、粉体压层、顺序注浆、离心沉积、电泳沉积、3D打印等，但这些制备方法均存在一些技术限制。如流延成型技术易存在素坯致密性较差以及成品中有有机物残留等问题；粉体压层无法保证层厚均匀且难以达到微米级层厚；顺序浇铸技术无法保证界面或界面层的均匀性，层间界面设计受到限制；离心沉积和电泳沉积技术对原料特性的依赖程度较高；3D打印技术对原材料快速成型性要求较高。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提出一种用于多种陶瓷粉末的协同高效铺层机，目的是为了解决多元层状复合材料在素坯制备过程中存在的多种粉末无法准确控制粉末层厚以及铺层不均匀的问题。
为了达到上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的。
一种用于多种陶瓷粉末的协同高效铺层机，包括自上而下依次设置的供料装置、粉末铺层装置和升降装置，所述供料装置包括水平设置的工作台，所述工作台上垂直设置有旋转主轴，所述旋转主轴由第一电机驱动，所述工作台的上表面以所述旋转主轴为中心环形设置有多个竖直放置的料筒，所述料筒与所述旋转主轴相连接，所述工作台上设置有多个通孔；所述粉末铺层装置包括套筒，所述套筒贯穿所述通孔并与所述工作台上表面齐平，所述套筒内滑动连接有垫块，所述垫块的外径与所述套筒的内径相同，所述垫块的上表面是平面并与所述套筒内壁形成铺层空间，所述垫块的下端固定连接有推杆，所述推杆的下端与所述升降装置相连接，所述套筒固定在支撑平台上，所述支撑平台与所述工作台通过支架相连接。
进一步的，所述升降装置包括升降平台，所述升降平台由升降机构驱动而下上下移动，所述升降机构包括底座，所述底座上设置有电机，所述电机的输出端连接有丝杠，所述丝杠向上延伸并贯穿所述升降平台，所述丝杠上套置有螺母，所述螺母位于所述升降平台的上方并与所述升降平台固定连接，所述底座与所述支撑平台通过支架相连接。
进一步的，所述升降平台为圆形，所述升降平台沿径向三分之一处周向设置有导柱套，所述导柱套内套置有导柱，所述导柱的下端固定在所述底座上，上端贯穿所述升降平台。
进一步的，多个所述料筒均匀设置。
进一步的，所述料筒通过管箍与所述旋转主轴相连接，所述推杆下端通过管箍与所述升降平台固定连接。
进一步的，所述第一电机固定在所述支撑平台上，所述第一电机的输出端通过联轴器与所述旋转主轴相连接。
本发明相对于现有技术所产生的有益效果为：本发明通过设置多个料筒，并将料筒与旋转主轴相连接，可以保证铺层均匀，同时可以实现多种粉末的同时铺层，提高了粉末铺层的效率，通过电机驱动丝杠，丝杠控制垫块的向下移动，可以实现铺层厚度的精准控制。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明；
图1是本发明铺层机的结构示意图；
图2是图1的A-A剖面示意图；
图3是图1的B-B剖面示意图；
其中，1为料筒，2为料筒管箍，3为坯体，4为工作台，5为垫块，6为套筒，7为推杆，8为法兰盘，9为推杆管箍，10为底座，11为底座支架，12为导柱，13为导柱套，14为第二电机，15为第二联轴器，16为电机支架，17为丝杠，18为滚珠螺母，19为升降平台，20为支撑平台，21为第一电机，22为第一联轴器，23为工作面支撑架，24为旋转主轴。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，结合实施例和附图，对本发明进行进一步详细说明，应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不于限定本发明，下面结合实施例及附图详细说明本发明的技术方案，但保护范围不被此限制。
如图1-3所示，本发明的多种陶瓷粉末的协同铺层机，包括自上而下依次水平设置的工作台4、支撑平台20、升降平台19和底座10，工作台4与支撑台通过工作面支撑架23固定连接，支撑台与底座10通过底座支架11固定连接。
底座10左右两侧垂直设置有底座支架11，底座10中间位置设置有电机支架16，电机支架16内设置有第二电机14，第二电机14的输出轴通过第一联轴器22与丝杠相连，丝杠17上方套置有滚珠螺母18，滚珠螺母18固定在升降平台19上，丝杠与滚珠螺母18相连达到使升降平台19升降的目的；升降平台19为圆形的，在升降平台19在滚珠螺母18的左右两侧各设置一个导柱12套，导柱12套与滚珠螺母18的距离为升降平台19半径的三分之一，导柱12套内套置有导柱12，导柱12的下端固定在底座10上，上端贯穿升降平台19，导柱12套与导柱12配合达到升降平台19稳定升降的目的。
升降平台19的端部连接通过推杆管箍9连接有六个竖直设置的推杆7，六个推杆7沿升降平台19的径向呈环形均匀布置，推杆7的上端固定连接有垫块5，垫块5的外侧设置有套筒6，垫块5的直径与套筒6的内径一致,实现垫块5与套筒6内壁的紧密贴合，防止物料漏出沿套筒6内壁漏下，垫块5的上表面是平面并与套筒6内壁形成铺层空间，套筒6通过法兰盘8固定在支撑平台20上，导柱12套位于推杆7与滚珠螺母18之间，在滚珠螺母18与丝杠的控制下，推杆7控制垫块5下降一定的距离并保持稳定。
支撑平台20的中间位置设置有第一电机21，第一电机21的输出轴通过第二联轴器15与旋转主轴24相连，旋转主轴24伸出工作台4并沿径向间隔连接有六个连接支架，连接支架远离旋转主轴24的一端通过料筒管箍2与料筒1相连，料筒1竖直设置，六个料筒1以旋转轴主轴为中心呈环形均匀设置，工作台4上设置有六个通孔，套筒6贯穿通孔并与工作台4上表面齐平，第一电机21和第二电机14的输出轴的轴线在一条直线上。
工作过程为，将不同种类的粉末装入不同的料筒1内，启动第一电机21，第一电机21带动旋转主轴24旋转，旋转主轴24带动料筒1旋转，装满粉末的料筒1在工作面上匀速旋转，当料筒1下缘与套筒6上缘逐渐接触并对齐时，料筒1内的粉末逐渐落入到套筒6内，在料筒1转动离开套筒6时，料筒1会将落入到套筒6中的料刮平，当料筒1离开该套筒6后，控制丝杠继续下降一定的距离，为下一种粉末进行铺层准备，这样一次次循环直到进入到铺层空间中的坯体3符合设定的需求。
本发明中通过丝杠精准控制垫块5下降，同时通过第一电机21控制下料料筒1的匀速转动，物料通过工作台4上开设的通孔，从料筒1落入到套筒6中，由于不同料筒1中放的是不同种类的粉末，随着料筒1的匀速转动，保证了粉末铺层的均匀，并且由于料筒1可以设置多个，本发明可以实现多种粉末的同时铺层，提高粉末铺层的效率，并且解决层厚难以精准控住以及铺层不均匀的问题，本发明设置六个料筒，可以实现一到六种不同类型的粉末铺层，也可以设置多个，实现多种不同类型的粉末铺层。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施方式仅限于此，对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的前提下，还可以做出若干简单的推演或替换，都应当视为属于本发明由所提交的权利要求书确定专利保护范围。
Claims (4)
1.一种用于多种陶瓷粉末的协同高效铺层机，其特征在于，包括自上而下依次设置的供料装置、粉末铺层装置和升降装置，所述供料装置包括水平设置的工作台，所述工作台上垂直设置有旋转主轴，所述旋转主轴由第一电机驱动，所述工作台的上表面以所述旋转主轴为中心环形设置有六个竖直放置的料筒，六个料筒均匀设置，所述料筒与所述旋转主轴相连接，所述工作台上设置有六个通孔；
所述粉末铺层装置包括六个套筒和支撑平台，所述套筒固定在支撑平台上，所述套筒贯穿所述通孔并与所述工作台上表面齐平，所述套筒内滑动连接有垫块，所述垫块的外径与所述套筒的内径相同，所述垫块的上表面是平面并与所述套筒内壁形成铺层空间，所述垫块的下端固定连接有推杆，所述推杆的下端与所述升降装置相连接，
所述升降装置包括升降平台，所述升降平台由升降机构驱动而上下移动，所述升降机构包括底座，所述底座上设置有第二电机，所述第二电机的输出端连接有丝杠，所述丝杠向上延伸并贯穿所述升降平台，所述丝杠上套置有螺母，所述螺母位于所述升降平台的上方并与所述升降平台固定连接，所述底座与所述支撑平台通过支架相连接，升降平台的端部通过推杆管箍连接六个竖直设置的推杆，六个推杆沿升降平台的端部呈环形均匀布置，所述支撑平台与所述工作台通过工作面支撑架相连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于多种陶瓷粉末的协同高效铺层机，其特征在于，所述升降平台为圆形，所述升降平台沿径向三分之一处周向设置有导柱套，所述导柱套内套置有导柱，所述导柱的下端固定在所述底座上，上端贯穿所述升降平台。
3.根据权利要求1所述的一种用于多种陶瓷粉末的协同高效铺层机，其特征在于，所述料筒通过管箍与所述旋转主轴相连接。
4.根据权利要求1所述的一种用于多种陶瓷粉末的协同高效铺层机，其特征在于，所述第一电机固定在所述支撑平台上，所述第一电机的输出端通过联轴器与所述旋转主轴相连接。
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