CN201109649Y - 用于选区激光熔化成型的金属粉末铺粉装置 - Google Patents
用于选区激光熔化成型的金属粉末铺粉装置 Download PDFInfo
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Abstract
本实用新型提供一种用于选区激光熔化成型的金属粉末铺粉装置，其包括螺杆、料斗和端盖，螺杆的上端通过联轴器与电机相连，螺杆另一端的螺旋部分与料斗下端采用间隙公差配合，端盖通过螺纹与料斗相连，并支撑螺杆。料斗下端设有漏嘴，漏嘴通过螺纹与料斗连接，漏嘴的开口直径小于螺杆直径。通过螺杆旋转，将料斗中的金属粉末经由漏嘴送出，然后由铺粉棍完成铺粉操作。螺杆通过联轴器与电机相连，并通过控制电机的旋转次数来保证每次送出粉末的数量。本实用新型不需要专门的料缸，可大大减小激光快速成型中成型室的体积，密封性能良好；采用左右两侧布置的结构，可以实现两种不同粉末的铺粉，满足梯度材料成型的需要。
Description
技术领域
本实用新型属于激光快速成型领域，具体涉及用于选区激光熔化成型金属粉末铺粉装置。
背景技术
选区激光熔化(SLM-Selective Laser Melting)是一种金属零件直接成型方法，是快速成型(RP-Rapid Prototyping)技术的最新发展。该技术基于快速成型的最基本思想，用逐层添加方式根据CAD数据直接成型具有特定几何形状的零件，成型过程中金属粉末完全熔化，产生冶金结合。成型过程不受零件复杂程度的限制，因而具有很大的柔性，特别适合于单件小批量产品的制造。选区激光熔化成型可以方便地调整成型材料的成分，比如在原始粉末中加入新的合金元素可以在成型的同时制造新型合金，适用于新型材料的制造和成型和梯度材料的制造，是新型结构材料制造与成型的具有挑战性的新技术。
选区激光熔化的工作过程如下：首先在工作台上铺上一层粉末材料，然后激光束在计算机的控制下，按照截面轮廓的信息，对粉末进行选择性的扫描，使扫描区域内的粉末熔化，得到产品的一层轮廓。一层成型完成后，工作台下降一截面层的厚度，再进行下一层的铺粉和扫描，如此循环，最终形成三维工件。成型系统中一般采用双缸结构，零件加工在成型缸中完成，料缸提供成型所需的粉末材料。铺粉采用铺粉辊及其驱动机构，其作用是把粉末均匀地铺平在成型缸上。
由于金属粉末在熔化时容易发生氧化，所以成型时常采用惰性气体保护。双缸结构的成型系统，成型室体积较大，给密封和气体保护带来不便。料缸的作用仅限于提供一定量的粉末材料，因此可以用其它铺粉装置来代替。另一方面，采用料缸供粉，不能在成型中同时采用两种或两种以上粉末，限制了成型工艺的应用范围。
实用新型内容
本实用新型的目的在于克服现有激光快速成型系统中双缸结构带来的密封和气体保护不便等缺陷，提供一种用于选区激光熔化成型的金属粉末铺粉装置，该装置为螺杆式金属粉末铺粉装置，不仅能按成型需要提供一定量的粉末，而且能方便地悬挂于成型室中，有效地减少成型室体积。采用左右布置的结构，可以方便地提供两种成型粉末。
本实用新型所采用的技术方案是：
该装置包括螺杆、料斗和端盖，螺杆的上端通过联轴器与电机相连，螺杆另一端的螺旋部分与料斗下端采用间隙公差配合，端盖通过螺纹与料斗相连，并支撑螺杆。料斗下端设有漏嘴，漏嘴通过螺纹与料斗连接，漏嘴的开口直径小于螺杆直径，漏嘴的开口处与料斗底部之间留有间隙。
上述装置中，所述螺杆还套有上下两滚动轴承，上下两滚动轴承通过套筒隔开。
将粉末储存于料斗之中，料斗侧面开一口，用于添加粉末或者观察粉末剩余量。螺杆螺旋部分与料斗下端形成间隙配合，金属粉末在螺杆强制作用下送出。螺杆上端通过联轴器与步进电机相连，通过控制步进电机的转数来达到控制每次送出的粉末量。螺杆对粉末的作用是动态强制性的，所以在螺旋段很少发生堵塞问题；在料斗下端设置漏嘴，其厚度很薄，使粉末离开螺杆后用很短的时间通过漏嘴。螺杆的螺旋采用单头矩形截面螺旋，螺杆旋转的稳定性通过两个滚动轴承来保证。整个铺粉装置体积较小，将其悬挂于成型室工作面上方，粉末自上而下流出，再由铺粉辊完成铺粉过程。当成型过程需要两种粉末时，可于左右各布置一个该铺粉装置。
本实用新型的有益效果是，可以采用简便的控制方式提供一定量的金属粉末，而且结构简单，整个铺粉装置占用空间小。本发明装置密封性能良好；采用左右两侧布置的结构，可以实现两种不同粉末的铺粉，满足梯度材料成型的需要。
附图说明
下面结合附图和实施方式对本实用新型进一步说明。
图1是本实用新型的激光快速成型金属粉末铺粉装置结构示意图；
图2是本实用新型的金属粉末铺粉装置工艺原理图。
图3是本实用新型的金属粉末铺粉装置工艺原理图。
图中1.螺杆，2.端盖，3.套筒，4.滚动轴承，5.料斗，6.漏嘴，7.铺粉装置，8.铺粉辊，9.成型室工作面，10.工作台，11.成型缸，12.铺粉装置。
具体实施方式
在图1金属粉末铺粉装置结构示意图中，螺杆1的一侧通过联轴器与电机相连，另一端带有螺旋部分与料斗5形成间隙公差配合。漏嘴6通过螺纹与料斗5连接，漏嘴6开口处与料斗5底部留一定的间隙，且漏嘴6开口的直径小于螺杆1的直径，螺杆旋转的稳定性通过其套有的两个滚动轴承4来保证，两个滚动轴承4由套筒3隔开，端盖2通过螺纹与料斗5相连，并支撑螺杆1。螺杆1通过旋转将金属粉末强制送出。螺杆1上端通过联轴器与步进电机相连，通过控制步进电机的转数来达到控制每次送出的粉末量。螺杆1还套有上下两滚动轴承4，上下两滚动轴承4通过套筒3隔开。
图2铺粉装置工艺原理图中，将图1整个装置作为一个整体，即铺粉装置7，置于成型室工作面9上方。粉末经由铺粉装置7送出后，由铺粉辊8完成铺粉操作。成型室内只需要一个缸即成型缸11。
图3铺粉装置工艺原理图中，将图1整个装置作为一个整体，左右各一个置于成型室工作面上方，即铺粉装置12和铺粉装置7。铺粉装置7和铺粉装置12中储存不同类型的粉末，可根据需要选择该层所需粉末进行铺粉。
Claims (4)
1、用于选区激光熔化成型的金属粉末铺粉装置，其特征在于：该装置包括螺杆(1)、料斗(5)和端盖(2)，螺杆(1)的上端通过联轴器与电机相连，螺杆(1)另一端的螺旋部分与料斗(5)下端采用间隙公差配合，端盖(2)通过螺纹与料斗(5)相连，并支撑螺杆(1)。
2、如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述料斗(5)侧面设有一开口。
3、如权利要求2所述的装置，其特征在于，料斗(5)下端设有漏嘴(6)，漏嘴(6)通过螺纹与料斗(5)连接，漏嘴(6)的开口直径小于螺杆(1)直径，漏嘴的开口处与料斗底部之间留有间隙。
4、如权利要求3所述的装置，其特征在于，所述螺杆(1)还套有上下两滚动轴承(4)，上下两滚动轴承(4)通过套筒(3)隔开。
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