CN113828802B - 一种增材制造用金属粉末柔性铺展装置 - Google Patents

一种增材制造用金属粉末柔性铺展装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种增材制造用金属粉末柔性铺展装置，包括储存壳体、分散输送腔、连接座、导槽、转体、沟槽和联动组件等；本发明具有结构合理简单、生产成本低、安装方便，这里的电机一能够带动辊轴和转体旋转，而转体的旋转则通过沟槽和联动组件带动滑板整体左右振动，从而有助于储存壳体中的金属粉末进入到所有的分散槽中并通过筛板筛选后均匀落入，而辊轴和条体的旋转则能够将落下的金属粉末均匀抛洒到输送带上面，也就确保了后续铺展的均匀性，以及避免了金属粉末的缺失；本发明中设置的铺展机构，不仅能够通过输送带将金属粉末均匀输送到铺展位置进行铺设，另外也不影响金属粉末的持续供给，也就避免了铺展时候金属粉末的缺失。

Description

一种增材制造用金属粉末柔性铺展装置
技术领域：
本发明涉及增材制造设备技术领域，特别涉及一种增材制造用金属粉末柔性铺展装置。
背景技术：
随着科学技术的发展，用于金属零件增材制造的方法多种多样，其中选区激光熔化是比较常用的一种增材制造方法。选区激光熔化的成型过程如下：铺粉装置在成型缸上铺上一层金属粉末，激光束在计算机控制下，根据成型件界面形状信息，对粉末进行选择性扫描，使扫描区域内的粉末熔化，得到成型件的单层形状；接着成型缸下降一层厚的距离，铺粉装置重新铺粉，继续进行下一层得成型；如此逐层叠加，最终获得特定几何形状的金属零件，而现有的增材制造用金属粉末柔性铺展装置铺展不够均匀，另外铺展时容易出现缺料的现象。
发明内容：
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种增材制造用金属粉末柔性铺展装置，解决了现有的增材制造用金属粉末柔性铺展装置铺展不够均匀，另外铺展时容易出现缺料现象的问题。
为了解决上述问题，本发明提供了一种技术方案：一种增材制造用金属粉末柔性铺展装置，其创新点在于：包括储存壳体、分散输送腔、连接座、滑槽、滑板、分散槽、筛板、电机一、输出腔、辊轴、条体、铺展机构、活动框体、电机二、齿条、主动齿轮、导槽、转体、沟槽和联动组件；所述连接座顶部固定连接有储存壳体；所述分散输送腔设在连接座上侧内部，所述分散输送腔上侧开口与储存壳体下侧出口相连通，所述分散输送腔下侧设有横向的滑槽；所述滑板呈横向活动连接在滑槽内部，所述滑板下侧内部固定连接有筛板，所述滑板上面开设有若干个分散槽，且分散槽下侧均与筛板上侧相连；所述电机一固定连接在连接座左侧内部；所述输出腔设在储存壳体下侧内部，所述输出腔上侧开口与分散输送腔下侧出口相连通，所述输出腔内部中央活动连接有辊轴；所述辊轴左侧中心与电机一右侧输出轴固定连接，所述辊轴外部表面上均匀固定连接有数个条体；所述转体活动连接在连接座右侧内部，所述转体中心固定连接在辊轴右侧外部，所述转体表面上开设有沟槽；所述联动组件顶部固定连接在滑板右下侧，所述联动组件下侧外部活动连接在沟槽内部；所述导槽呈纵向开设在输出腔下侧内部，所述导槽内部活动连接有纵向的活动框体，且活动框体内部固定连接有纵向的铺展机构；所述框体右下侧固定连接有纵向的齿条；所述电机二固定连接在连接座右下侧内部，所述电机二上侧输出轴上固定连接有主动齿轮，且主动齿轮与齿条相连接。
作为优选，所述铺展机构的具体结构包括安装壳体、安装槽、电机三、传动齿轮一、传动齿轮二、齿轮腔、主动辊、输送带、支撑板、从动辊、输出口、刮条一和刮条二；所述安装壳体上侧内部设有安装槽，所述安装壳体左下后侧外部固定连接有电机三，所述安装壳体左后侧内部设有齿轮腔；所述传动齿轮一活动连接在齿轮腔下侧，所述传动齿轮一中心固定连接在电机三输出轴上；所述主动辊活动连接在安装槽左侧；所述传动齿轮二活动连接在齿轮腔上侧，所述传动齿轮二中心与主动辊后侧外部固定连接，所述传动齿轮二下侧齿部与传动齿轮一上侧齿部相连接；所述从动辊活动连接在安装槽右侧，所述从动辊通过输送带与主动辊相连接；所述支撑板固定连接在安装槽上侧，所述支撑板顶面与输送带内侧顶面相连；所述输出口开设在安装槽右下侧；所述刮条一位于输出口右下侧外部，所述刮条一顶部固定连接在安装壳体底面右侧；所述刮条二位于输出口左下侧外部，所述刮条二顶部固定连接在安装壳体底面右侧。
作为优选，所述电机三为伺服电机或步进电机。
作为优选，所述支撑板顶面为光滑面。
作为优选，所述刮条一和刮条二下侧均为尖角形状。
作为优选，所述电机一和电机二均为伺服电机或步进电机。
作为优选，所述联动组件的具体结构包括联动轴和轴承；所述联动轴下侧外部与轴承内部固定连接，且轴承外部与沟槽内部活动连接。
作为优选，所述储存壳体上侧开口处设有盖子。
本发明的有益效果：
(1)本发明具有结构合理简单、生产成本低、安装方便，这里的电机一能够带动辊轴和转体旋转，而转体的旋转则通过沟槽和联动组件带动滑板整体左右振动，从而有助于储存壳体中的金属粉末进入到所有的分散槽中并通过筛板筛选后均匀落入，而辊轴和条体的旋转则能够将落下的金属粉末均匀抛洒到输送带上面，也就确保了后续铺展的均匀性，以及避免了金属粉末的缺失。
(2)本发明中设置的铺展机构，不仅能够通过输送带将金属粉末均匀输送到铺展位置进行铺设，另外也不影响金属粉末的持续供给，也就避免了铺展时候金属粉末的缺失。
(3)本发明中设置的刮条一和刮条二，能够进一步对落下后金属粉末进行铺平作业，从而提高了金属粉末铺展的质量。
附图说明：
图1为本发明的结构示意图。
图2为图1的侧视图。
图3为铺展机构的结构示意图。
图4为图3的局部侧剖视图。
图5为联动组件的结构示意图。
1-储存壳体；2-分散输送腔；3-连接座；4-滑槽；5-滑板；6-分散槽；7-筛板；8-电机一；9-输出腔；10-辊轴；11-条体；12-铺展机构；13-活动框体；14-电机二；15-齿条；16-主动齿轮；17-导槽；18-转体；19-沟槽；20-联动组件；121-安装壳体；122-安装槽；123-电机三；124-传动齿轮一；125-传动齿轮二；126-齿轮腔；127-主动辊；128-输送带；129-支撑板；1210-从动辊；1211-输出口；1212-刮条一；1213-刮条二；201-联动轴；202-轴承。
具体实施方式：
如图1和图2所示，本具体实施方式采用以下技术方案：一种增材制造用金属粉末柔性铺展装置，包括储存壳体1、分散输送腔2、连接座3、滑槽4、滑板5、分散槽6、筛板7、电机一8、输出腔9、辊轴10、条体11、铺展机构12、活动框体13、电机二14、齿条15、主动齿轮16、导槽17、转体18、沟槽19和联动组件20；所述连接座3顶部固定连接有储存壳体1；所述分散输送腔2设在连接座3上侧内部，所述分散输送腔2上侧开口与储存壳体1下侧出口相连通，所述分散输送腔2下侧设有横向的滑槽4；所述滑板5呈横向活动连接在滑槽4内部，所述滑板5下侧内部固定连接有筛板7，所述滑板5上面开设有若干个分散槽6，且分散槽6下侧均与筛板7上侧相连，从而确保了分散槽6中的金属粉末能够通过筛板7进行筛选，也就避免了金属粉末出现结块影响金属粉末供给的质量；所述电机一8固定连接在连接座3左侧内部；所述输出腔9设在储存壳体1下侧内部，所述输出腔9上侧开口与分散输送腔2下侧出口相连通，所述输出腔9内部中央活动连接有辊轴10；所述辊轴10左侧中心与电机一8右侧输出轴固定连接，所述辊轴10外部表面上均匀固定连接有数个条体11；所述转体18活动连接在连接座3右侧内部，所述转体18中心固定连接在辊轴10右侧外部，所述转体18表面上开设有沟槽19，从而保证了转体18旋转的同时也能够使沟槽19带动联动组件20和滑板5横向反复运动，这样能够减少驱动件的数量，同时也确保了金属粉末的筛选和输送的同步性；所述联动组件20顶部固定连接在滑板5右下侧，所述联动组件20下侧外部活动连接在沟槽19内部；所述导槽17呈纵向开设在输出腔9下侧内部，所述导槽17内部活动连接有纵向的活动框体13，且活动框体13内部固定连接有纵向的铺展机构12；所述框体13右下侧固定连接有纵向的齿条15；所述电机二14固定连接在连接座3右下侧内部，所述电机二14上侧输出轴上固定连接有主动齿轮16，且主动齿轮16与齿条15相连接。
如图3和图4所示，所述铺展机构12的具体结构包括安装壳体121、安装槽122、电机三123、传动齿轮一124、传动齿轮二125、齿轮腔126、主动辊127、输送带128、支撑板129、从动辊1210、输出口1211、刮条一1212和刮条二1213；所述安装壳体121上侧内部设有安装槽122，所述安装壳体121左下后侧外部固定连接有电机三123，所述安装壳体121左后侧内部设有齿轮腔126；所述传动齿轮一124活动连接在齿轮腔126下侧，所述传动齿轮一124中心固定连接在电机三123输出轴上；所述主动辊127活动连接在安装槽122左侧；所述传动齿轮二125活动连接在齿轮腔126上侧，所述传动齿轮二125中心与主动辊127后侧外部固定连接，所述传动齿轮二125下侧齿部与传动齿轮一124上侧齿部相连接；所述从动辊1210活动连接在安装槽122右侧，所述从动辊1210通过输送带128与主动辊127相连接；所述支撑板129固定连接在安装槽122上侧，所述支撑板129顶面与输送带128内侧顶面相连；所述输出口1211开设在安装槽122右下侧；所述刮条一1212位于输出口1211右下侧外部，所述刮条一1212顶部固定连接在安装壳体121底面右侧；所述刮条二1213位于输出口1211左下侧外部，所述刮条二1213顶部固定连接在安装壳体121底面右侧。
其中，所述电机三123为伺服电机或步进电机；所述支撑板129顶面为光滑面；所述刮条一1212和刮条二1213下侧均为尖角形状；所述电机一8和电机二14均为伺服电机或步进电机。
如图5所示，所述联动组件20的具体结构包括联动轴201和轴承202；所述联动轴201下侧外部与轴承202内部固定连接，且轴承202外部与沟槽19内部活动连接，这里通过轴承202与沟槽19内壁进行接触连接，从而减少了工作时候的摩擦力。
其中，所述储存壳体1上侧开口处设有盖子，从而避免了工作时候储存壳体1内部的金属粉末受到污染。
本发明的使用状态为：本发明具有结构合理简单、生产成本低、安装方便，使用时，首先将金属粉末加入到储存壳体1中，然后启动电机一8和电机二14，这里的电机一8能够带动辊轴10和转体18旋转，而转体18的旋转则通过沟槽19和联动组件20带动滑板5整体左右振动，从而有助于储存壳体1中的金属粉末进入到所有的分散槽6中并通过筛板7筛选后均匀落入，而辊轴10和条体11的旋转则能够将落下的金属粉末均匀抛洒到输送带128上面，也就确保了后续铺展的均匀性，以及避免了金属粉末的缺失，而电机二14则能够通过主动齿轮16和齿条15带动活动框体13和铺展机构12整体纵向移动进行铺展作业，这里设置的铺展机构12，不仅能够通过输送带128将金属粉末均匀输送到铺展位置进行铺设，另外也不影响金属粉末的持续供给，也就避免了铺展时候金属粉末的缺失，另外设置的刮条一1212和刮条二1213，能够进一步对落下后金属粉末进行铺平作业，从而提高了金属粉末铺展的质量。
在本发明的控制方式是通过人工启动或通过现有的自动化技术进行控制，动力元件的接线图与电源的提供属于本领域的公知常识，并且本发明主要用来保护机械装置，所以本发明不再详细解释控制方式和接线布置。
在发明的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述发明和简化描述，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，因此不能理解为对发明的限制。
在发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在发明中的具体含义。
以上显示和描述了发明的基本原理和主要特征和发明的优点，本行业的技术人员应该了解，发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明发明的原理，在不脱离发明精神和范围的前提下，发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的发明范围内，发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (6)

1.一种增材制造用金属粉末柔性铺展装置，其特征在于：包括储存壳体(1)、分散输送腔(2)、连接座(3)、滑槽(4)、滑板(5)、分散槽(6)、筛板(7)、电机一(8)、输出腔(9)、辊轴(10)、条体(11)、铺展机构(12)、活动框体(13)、电机二(14)、齿条(15)、主动齿轮(16)、导槽(17)、转体(18)、沟槽(19)和联动组件(20)；
所述连接座(3)顶部固定连接有储存壳体(1)；
所述分散输送腔(2)设在连接座(3)上侧内部，所述分散输送腔(2)上侧开口与储存壳体(1)下侧出口相连通，所述分散输送腔(2)下侧设有横向的滑槽(4)；
所述滑板(5)呈横向活动连接在滑槽(4)内部，所述滑板(5)下侧内部固定连接有筛板(7)，所述滑板(5)上面开设有若干个分散槽(6)，且分散槽(6)下侧均与筛板(7)上侧相连；
所述电机一(8)固定连接在连接座(3)左侧内部；
所述输出腔(9)设在储存壳体(1)下侧内部，所述输出腔(9)上侧开口与分散输送腔(2)下侧出口相连通，所述输出腔(9)内部中央活动连接有辊轴(10)；
所述辊轴(10)左侧中心与电机一(8)右侧输出轴固定连接，所述辊轴(10)外部表面上均匀固定连接有数个条体(11)；
所述转体(18)活动连接在连接座(3)右侧内部，所述转体(18)中心固定连接在辊轴(10)右侧外部，所述转体(18)表面上开设有沟槽(19)；
所述联动组件(20)顶部固定连接在滑板(5)右下侧，所述联动组件(20)下侧外部活动连接在沟槽(19)内部；
所述导槽(17)呈纵向开设在输出腔(9)下侧内部，所述导槽(17)内部活动连接有纵向的活动框体(13)，且活动框体(13)内部固定连接有纵向的铺展机构(12)；
所述框体(13)右下侧固定连接有纵向的齿条(15)；
所述电机二(14)固定连接在连接座(3)右下侧内部，所述电机二(14)上侧输出轴上固定连接有主动齿轮(16)，且主动齿轮(16)与齿条(15)相连接；
所述铺展机构(12)的具体结构包括安装壳体(121)、安装槽(122)、电机三(123)、传动齿轮一(124)、传动齿轮二(125)、齿轮腔(126)、主动辊(127)、输送带(128)、支撑板(129)、从动辊(1210)、输出口(1211)、刮条一(1212)和刮条二(1213)；
所述安装壳体(121)上侧内部设有安装槽(122)，所述安装壳体(121)左下后侧外部固定连接有电机三(123)，所述安装壳体(121)左后侧内部设有齿轮腔(126)；
所述传动齿轮一(124)活动连接在齿轮腔(126)下侧，所述传动齿轮一(124)中心固定连接在电机三(123)输出轴上；
所述主动辊(127)活动连接在安装槽(122)左侧；
所述传动齿轮二(125)活动连接在齿轮腔(126)上侧，所述传动齿轮二(125)中心与主动辊(127)后侧外部固定连接，所述传动齿轮二(125)下侧齿部与传动齿轮一(124)上侧齿部相连接；
所述从动辊(1210)活动连接在安装槽(122)右侧，所述从动辊(1210)通过输送带(128)与主动辊(127)相连接；
所述支撑板(129)固定连接在安装槽(122)上侧，所述支撑板(129)顶面与输送带(128)内侧顶面相连；
所述输出口(1211)开设在安装槽(122)右下侧；
所述刮条一(1212)位于输出口(1211)右下侧外部，所述刮条一(1212)顶部固定连接在安装壳体(121)底面右侧；
所述刮条二(1213)位于输出口(1211)左下侧外部，所述刮条二(1213)顶部固定连接在安装壳体(121)底面右侧；
所述联动组件(20)的具体结构包括联动轴(201)和轴承(202)；
所述联动轴(201)下侧外部与轴承(202)内部固定连接，且轴承(202)外部与沟槽(19)内部活动连接。
2.根据权利要求1所述的一种增材制造用金属粉末柔性铺展装置，其特征在于：所述电机三(123)为伺服电机或步进电机。
3.根据权利要求1所述的一种增材制造用金属粉末柔性铺展装置，其特征在于：所述支撑板(129)顶面为光滑面。
4.根据权利要求1所述的一种增材制造用金属粉末柔性铺展装置，其特征在于：所述刮条一(1212)和刮条二(1213)下侧均为尖角形状。
5.根据权利要求1所述的一种增材制造用金属粉末柔性铺展装置，其特征在于：所述电机一(8)和电机二(14)均为伺服电机或步进电机。
6.根据权利要求1所述的一种增材制造用金属粉末柔性铺展装置，其特征在于：所述储存壳体(1)上侧开口处设有盖子。
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