CN113927048B - 一种用于激光选区熔化成形大型薄壁件的选择性铺粉装置 - Google Patents

一种用于激光选区熔化成形大型薄壁件的选择性铺粉装置 Download PDF

Info

Publication number
CN113927048B
CN113927048B CN202111087138.6A CN202111087138A CN113927048B CN 113927048 B CN113927048 B CN 113927048B CN 202111087138 A CN202111087138 A CN 202111087138A CN 113927048 B CN113927048 B CN 113927048B
Authority
CN
China
Prior art keywords
selective
hopper
large thin
forming
powder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202111087138.6A
Other languages
English (en)
Other versions
CN113927048A (zh
Inventor
王国庆
何京文
梁晓康
董鹏
陈帅
衣凤
严振宇
周庆军
倪江涛
梁丹
佟玮
何莎
刘天亮
孙国辉
侯谊飞
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Capital Aerospace Machinery Co Ltd
Original Assignee
Capital Aerospace Machinery Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Capital Aerospace Machinery Co Ltd filed Critical Capital Aerospace Machinery Co Ltd
Priority to CN202111087138.6A priority Critical patent/CN113927048B/zh
Publication of CN113927048A publication Critical patent/CN113927048A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN113927048B publication Critical patent/CN113927048B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F12/00—Apparatus or devices specially adapted for additive manufacturing; Auxiliary means for additive manufacturing; Combinations of additive manufacturing apparatus or devices with other processing apparatus or devices
    • B22F12/50—Means for feeding of material, e.g. heads
    • B22F12/52—Hoppers
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F10/00—Additive manufacturing of workpieces or articles from metallic powder
    • B22F10/20—Direct sintering or melting
    • B22F10/28—Powder bed fusion, e.g. selective laser melting [SLM] or electron beam melting [EBM]
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B33—ADDITIVE MANUFACTURING TECHNOLOGY
    • B33Y—ADDITIVE MANUFACTURING, i.e. MANUFACTURING OF THREE-DIMENSIONAL [3-D] OBJECTS BY ADDITIVE DEPOSITION, ADDITIVE AGGLOMERATION OR ADDITIVE LAYERING, e.g. BY 3-D PRINTING, STEREOLITHOGRAPHY OR SELECTIVE LASER SINTERING
    • B33Y30/00—Apparatus for additive manufacturing; Details thereof or accessories therefor
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/25—Process efficiency

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

一种用于激光选区熔化成形大型薄壁件的选择性铺粉装置。包括：料斗、导轨和支撑梁。支撑梁固定安装在导轨上，料斗吊装在支撑梁下面；支撑梁能够沿导轨滑动；料斗能够沿支撑梁滑动；料斗成型腔的底部沿长度方向开有多个通孔；料斗能够绕吊点在水平面内进行圆周运动；料斗用于盛装结构件的增材制造粉末材料。本发明能够提高粉末材料的利用率，节省大型薄壁件增材制造成形成本。

Description

一种用于激光选区熔化成形大型薄壁件的选择性铺粉装置
技术领域
本发明属于激光选区熔化成形技术领域，特别是一种用于激光选区熔化成形大型薄壁件的选择性铺粉装置。
背景技术
大型薄壁构件是航天产品的重要构件，小端直径300mm，大端直径900mm，轴高800mm。薄壁构件密集排列、壁薄、变截面，试件的宽度为6.0mm，焊缝平均宽度达到4mm，焊缝面积占产品表面积的60％以上，焊接时变形大，目前采用的焊接方式实现薄壁件生产存在困难。
对于大型薄壁件的增材制造，都是采用专用的大型设备，在激光选区熔化的设备上，刮粉器由顶端送粉装备提供粉末，对成形腔内的基板进行整体粉末铺设，激光对基板上的金属材料进行成形制造，基板下降一层，刮粉器继续进行整体铺粉，激光加工直至试件完成增材制造的整个过程。
发明内容
本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种用于激光选区熔化成形大型薄壁件的选择性铺粉装置，解决了大型薄壁件增材制造成形成本高的问题。
本发明的技术解决方案是：
一种用于激光选区熔化成形大型薄壁件的选择性铺粉装置，包括：料斗、导轨和支撑梁；
支撑梁固定安装在导轨上，料斗吊装在支撑梁下面；支撑梁能够沿导轨滑动；料斗能够沿支撑梁滑动；
料斗成型腔的底部沿长度方向开有多个通孔；
料斗能够绕吊点在水平面内进行圆周运动；
料斗用于盛装结构件的增材制造粉末材料。
本发明与现有技术相比的优点在于：
本发明采用激光区熔化成形大型薄壁件的选择性铺粉装置，可以取得了良好的成形质量，解决大型薄壁件整体成形成本高,易导致粉末污染等问题，粉末利用率由2％达到30％以上。
附图说明
图1为大幅面薄壁结构示意图；
图2为本发明倒U型平面运行机构图；
图3为料斗旋转示意图；
图4为本发明料斗端面形状图。
具体实施方式
本发明一种用于激光选区熔化成形大型薄壁件的选择性铺粉装置，包括：料斗、导轨和支撑梁。支撑梁固定安装在导轨上，料斗吊装在支撑梁下面；如图2所示，支撑梁能够沿导轨滑动；料斗能够沿支撑梁滑动；料斗成型腔的底部沿长度方向开有多个通孔；料斗能够绕吊点在水平面内进行圆周运动；料斗用于盛装结构件的增材制造粉末材料。
料斗成型腔内基板的长度大于待加工构件大端直径D1。
料斗成型腔的高度大于待加工构件的轴向长度D3。大型薄壁件的大端直径D1＝900mm，小端直径D2＝300mm，轴高D3＝800mm，设备成形基板的长宽尺寸＞D1(900mm)，成形腔内高度＞D3(800mm)。见图1。
所述通孔直径的取值范围为0-1.2mm。本发明一实施例中所述通孔直径为1.12mm。
料斗与支撑梁之间通过吊线连接。
料斗进行圆周运动过程中，吊线始终垂直于待加工构件的外切线方向。料斗吊装在二端支撑的横梁上，能够绕吊装中心进行圆周运动，通过调整料斗转动的角速度，使料斗与吊装中心连线在水平面内的投影始终与薄壁件外端切线垂直，可实现整个薄壁平面铺粉，如图3所示。
两相邻通孔直径的距离为d，d的取值范围为2～2.5mm。
粉末料斗的宽度值D6等于3或2倍的t，其中，t为结构件的壁厚。当t<6mm时D6＝3＊t；t≥6mm时D6＝2＊t。
料斗形状见图4，20个圆形孔结构，圆形孔直径为1.12mm，两相邻圆形孔之间的间隙为2.12mm，可用螺钉堵住不用的圆孔，可以对宽度值1至20mm进行铺粉
选择性铺粉的工作过程
铺粉宽度值为D6，层厚为D7，层数n＝D3/D7,对照需要铺设粉末的单层数据，移动X与Y轴对基板进行有选择性的圆形铺粉。第一次铺粉的宽度值为D6，层厚为D7，基板面圆心为(0，0)，半径为D1/2-D6的圆形，保持1/n层数；第二次铺粉，基板面圆心为(0，0)，半径为D1/2-2＊D6的圆形,保持2/n层数；第i次铺粉，基板面圆心为(0，0)，半径为D1/2-i＊D6的圆形,至第i＊(1/n)层数；重复以上步骤，最后一次铺粉，基板面为D2/2的圆形,至第D3/D7层高，薄壁件成形结束。
实例1
以大型薄壁件A为例，大端直径D1：900mm、小端直径D2：300mm，轴高D3＝800mm，薄壁件A的壁厚t＝5mm，铺粉宽度值为D4＝15mm，层厚为D6＝0.1mm，层数n＝D3/D6＝800mm/0.1mm＝8000层；对照需要铺设粉末的单层数据，移动X与Y轴对基板进行有选择性的圆形铺粉。第一次铺粉的宽度值为15mm，层厚为0.1mm，基板面为445mm的圆形，保持100层；第二次铺粉宽度值为15mm，基板面为直径430mm的圆形，保持100层；第i次铺粉，基板面为450-i＊D4mm的圆形，保持至第i＊100层；重复以上步骤，最后一次铺粉，基板面为直径D＝150mm的圆形，至第8000层，结构件成形结束。
实例2
以大型薄壁件B为例，大端直径D1：1000mm、小端直径D2：200mm，轴高D3＝900mm，薄壁件B的壁厚t＝8mm，铺粉宽度值为D4＝16mm，层厚为D6＝0.2mm，层数n＝D3/D6＝(1000mm-200mm)/0.2mm＝4000层，对照需要铺设粉末的单层数据，移动X与Y轴对基板进行有选择性的圆形铺粉。第一次铺粉的宽度值为16mm，层厚为0.2mm，基板面为484mm的圆形，保持80层；第二次铺粉宽度值为16mm，基板面为468mm的圆形，保持80层；第i次铺粉，宽度值为16mm，基板面为500-i＊D4 mm的圆形，保持至i＊80层；重复以上步骤，最后一次铺粉，基板面为直径D＝100mm的圆形,至第4000层，结构件成形结束。
本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，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、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。

Claims (9)

1.一种用于激光选区熔化成形大型薄壁件的选择性铺粉装置，其特征在于：包括：料斗、导轨和支撑梁；
支撑梁固定安装在导轨上，料斗吊装在支撑梁下面；支撑梁能够沿导轨滑动；料斗能够沿支撑梁滑动；
料斗的底部沿长度方向开有多个通孔；料斗能够绕吊装中心在水平面内进行圆周运动；
料斗用于盛装待加工构件的增材制造粉末材料。
2.根据权利要求1所述的一种用于激光选区熔化成形大型薄壁件的选择性铺粉装置，其特征在于：位于料斗下方的成形基板的长度大于待加工构件大端直径D1。
3.根据权利要求1所述的一种用于激光选区熔化成形大型薄壁件的选择性铺粉装置，其特征在于：料斗的高度大于待加工构件的轴向长度D3。
4.根据权利要求2或3所述的一种用于激光选区熔化成形大型薄壁件的选择性铺粉装置，其特征在于：所述通孔直径的取值范围为0-1.2mm。
5.根据权利要求4所述的一种用于激光选区熔化成形大型薄壁件的选择性铺粉装置，其特征在于：所述通孔直径为1.12mm。
6.根据权利要求5所述的一种用于激光选区熔化成形大型薄壁件的选择性铺粉装置，其特征在于：料斗与支撑梁之间通过吊线连接。
7.根据权利要求6所述的一种用于激光选区熔化成形大型薄壁件的选择性铺粉装置，其特征在于：两相邻通孔直径的距离为d，d的取值范围为2~2.5mm。
8.根据权利要求7所述的一种用于激光选区熔化成形大型薄壁件的选择性铺粉装置，其特征在于：粉末料斗的宽度值D6等于 3或2倍的t，其中，t为待加工构件的壁厚。
9.根据权利要求8所述的一种用于激光选区熔化成形大型薄壁件的选择性铺粉装置，其特征在于：当t<6mm时D6 =3＊t；t≥6mm时D6 =2＊t。
CN202111087138.6A 2021-09-16 2021-09-16 一种用于激光选区熔化成形大型薄壁件的选择性铺粉装置 Active CN113927048B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111087138.6A CN113927048B (zh) 2021-09-16 2021-09-16 一种用于激光选区熔化成形大型薄壁件的选择性铺粉装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202111087138.6A CN113927048B (zh) 2021-09-16 2021-09-16 一种用于激光选区熔化成形大型薄壁件的选择性铺粉装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN113927048A CN113927048A (zh) 2022-01-14
CN113927048B true CN113927048B (zh) 2023-04-14

Family

ID=79275843

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202111087138.6A Active CN113927048B (zh) 2021-09-16 2021-09-16 一种用于激光选区熔化成形大型薄壁件的选择性铺粉装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN113927048B (zh)

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN203807559U (zh) * 2014-01-09 2014-09-03 武汉新瑞达激光工程有限责任公司 一种金属零件的激光增材制造设备
CN105562687B (zh) * 2014-10-10 2018-12-25 南京理工大学 不同粉末复合使用的选区激光熔融送粉铺粉装置
CN104325140B (zh) * 2014-11-18 2015-08-19 韶关学院 选区激光熔化增材制造用金属粉末柔性铺展方法及装置
CN106493368B (zh) * 2016-12-22 2018-02-27 华南理工大学 一种激光选区熔化高效成型装置与方法
CN106735220A (zh) * 2017-01-17 2017-05-31 华南理工大学 一种多材料激光选区熔化成型装置与方法
CN106735219A (zh) * 2017-01-17 2017-05-31 华南理工大学 一种轮盘式多材料激光选区熔化成型装置与方法
CN109047764A (zh) * 2018-09-21 2018-12-21 华南理工大学 一种多材料激光选区熔化粉末分区预置的铺粉机构及方法
CN110560689A (zh) * 2019-09-29 2019-12-13 西安增材制造国家研究院有限公司 一种连续循环铺粉结构及增材制造成形设备
CN111299575B (zh) * 2019-12-12 2022-03-18 首都航天机械有限公司 一种激光选区熔化成形大尺寸薄壁结构件的随形调节基板
CN111390170B (zh) * 2020-04-17 2021-06-18 中国科学院福建物质结构研究所 一种爬升式大尺寸回转件激光3d打印设备及打印方法
CN112207290A (zh) * 2020-11-10 2021-01-12 上海工程技术大学 一种用于选区激光熔化工艺的螺杆式多种材料供粉装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN113927048A (zh) 2022-01-14

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1292659A3 (ru) Устройство дл изготовлени металлической трубы из листа
CN210010128U (zh) 钢管内管涂塑机床
JP5523579B2 (ja) 成形方法と成形装置
JPH04228226A (ja) 板を筒状に曲げるための成形機及びこの成形機を有する成形設備
JP5268834B2 (ja) 成形装置と成形方法
CN113927048B (zh) 一种用于激光选区熔化成形大型薄壁件的选择性铺粉装置
CN103786345A (zh) 极坐标数控熔融沉积快速成型机及其成型方法
CN203752532U (zh) 极坐标数控熔融沉积快速成型机
CN209773131U (zh) 一种新型辊式矫直机
CN110624984A (zh) 一种大型管道卷制装置及其使用方法
CN218361335U (zh) 一种铝型材压延模具
CN216730820U (zh) H型钢移动式翻转机构
CN114083704B (zh) 一种可变轴间距多线切割新机构
CN212792457U (zh) 一种可调式焊丝成型机
CN111558835B (zh) 冲钻孔自动化一体装卸设备
CN108705466A (zh) 防止薄片零件夹紧受损的方法
CN111299575B (zh) 一种激光选区熔化成形大尺寸薄壁结构件的随形调节基板
JP2014113596A (ja) 金属板の曲げ加工装置および曲げ加工方法
CN217529868U (zh) 一种料仓加工用胎架
CN219665709U (zh) 一种龙门加工设备
CN220516560U (zh) 一种新型螺旋式钢板仓加工设备
WO2007129780A1 (en) Apparatus for forming circle shape of thick steel plate for making pipe and method thereof
JPH08309586A (ja) 熱切断加工装置
CN110052376B (zh) 钢管涂塑生产线
CN218874155U (zh) 一种激光切割机用定位装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant