CN204525706U - 激光选择性烧结陶瓷浆料的自动注料与铺层刮料设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种激光选择性烧结陶瓷浆料的自动注料与铺层刮料设备，包括工作底板和高精密升降台，以及安装在工作底板上的自动注料系统、自动刮刀系统和激光扫描系统；高精密升降台固定安装在工作底板的中心位置，高精密升降台上安装有缸筒；自动注料系统包括第三电机、第三丝杆组件、注料结构导轨支撑板、注料管夹具、注料管、注料管套件、第三导轨组件、第二龙门架和第二龙门架驱动机构；自动刮刀系统包括刮刀结构导轨支撑板、第二电动模组、刮刀夹具、刮刀、第四丝杆组件和第四电机。本实用新型填补了激光选择性烧结液态浆料相关技术方面的空白，自动注入浆料系统、自动刮刀铺层系统和激光扫描烧结系统基本全面实现自动化控制。
Description
技术领域
本实用新型属于激光加工领域，具体涉及一种激光选择性烧结陶瓷浆料的自动注料与铺层刮料设备。
背景技术
激光选择性烧结法(SLS)采用的铺层材料状态多为粉末状，铺层方法以滚筒或者送粉匣的机构运动来带动粉末进行铺层工作，同时每一层粉末的密度要均匀且铺层过程中，不能使粉末有下压趋势，铺层后通过激光扫描的方式使粉末与粉末之间粘结、烧结或熔结，当构建完成后只需要将工件从粉末中取出即可。
但是，对于激光选择性烧结液态浆料，同时需要考虑其注料、铺层、干燥等关键因素，尤其是铺层，在注入定量浆料后，需要通过铺层保证其厚度的均匀性，目前市面上对于液态浆料铺层的设备尚所未闻，而人工手动铺层由于用力不均匀，垂直度把握不好，导致所铺浆料厚度不均，进而影响加工效果。
实用新型内容
本实用新型针对上述现有技术的不足，提供了一种激光选择性烧结陶瓷浆料的自动注料与铺层刮料设备。
本实用新型是通过如下技术方案实现的：
一种激光选择性烧结陶瓷浆料的自动注料与铺层刮料设备，其特征在于，包括工作底板和高精密升降台，以及安装在工作底板上的自动注料系统、自动刮刀系统和激光扫描系统；
高精密升降台固定安装在工作底板的中心位置，高精密升降台上安装有用于盛放浆料的缸筒；
所述自动注料系统包括第三电机、第三丝杆组件、注料结构导轨支撑板、注料管夹具、注料管、注料管套件、第三导轨组件、第二龙门架和第二龙门架驱动机构；
所述第三电机、第三丝杆组件和第三导轨组件分别固定安装在第二龙门架上，注料结构导轨支撑板的上部安装在第三丝杆组件的丝杠滑块上，下部通过螺纹孔安装在第三导轨组件的导轨滑块上；注料管夹具固定安装在注料结构导轨支撑板上，注料管夹具底部设置有凸出结构用于固定注料管注射枪头，注料管夹具中部安装有注料管套件，用于固定注料管；
所述自动刮刀系统包括刮刀结构导轨支撑板、第二电动模组、刮刀夹具、刮刀、第四丝杆组件和第四电机；
所述第四丝杆组件与第四电机分别固定安装在第二龙门架上，导轨支撑板上部安装在第四丝杆组件的丝杠滑块上，下部通过螺纹孔安装在第三导轨组件的导轨滑块上；第二电动模组固定安装在导轨支撑板上，刮刀夹具呈L形，其中一端通过螺纹孔安装在第二电动模组的丝杠滑块上，刮刀通过螺栓与螺母配合安装在刮刀夹具上；
所述激光扫描系统包括第一龙门架运动机构、第一龙门架、第一电动模组、入射孔、第一45度反射镜支架、第一45度反射镜、第四导轨组件、振镜安装板、第二45度反射镜支架、第二45度反射镜和振镜；
第一电动模组、第一45度反射镜支架、第四导轨组件分别安装在第一龙门架上，振镜安装板呈L形，上部左侧安装在第四导轨组件的滑块上，右侧安装在第一电动模组的丝杠滑块上，下部安装有振镜；第二45度反射镜支架呈V字形，其夹角为45度，一侧安装在振镜安装板上，另一侧安装有第二45度反射镜；激光束通过入射孔经第一45度反射镜反射后进入第二45度反射镜，经再次反射进入振镜内。
本实用新型提供的激光选择性烧结陶瓷浆料的自动注料与铺层刮料设备填补了激光选择性烧结液态浆料相关技术方面的空白，自动注入浆料系统、自动刮刀铺层系统和激光扫描烧结系统基本全面实现自动化控制。自动注料系统具有精准定位、定量注料等特点，激光扫描系统采用振镜式快速扫描，可显著提高烧结效率与效果。尤其在刮刀铺层过程中，有效的解决了人工手动铺层用力不均匀，垂直度把握不好，导致所铺浆料厚度不均等问题。
附图说明
图1为本实用新型所述激光选择性烧结陶瓷浆料的自动注料与铺层刮料设备的立体结构图一；
图2为本实用新型所述激光选择性烧结陶瓷浆料的自动注料与铺层刮料设备的立体结构图二；
图3为自动注料系统的结构图；
图4为激光扫描系统的结构图；
图中各标号的含义如下：
工作底板1、型材架2、第一丝杆组件3、第一导轨组件4、固定件5、丝杠头连接件6、工字型卡件7、第一龙门架8、第三电机9、第三丝杆组件10、注料结构导轨支撑板11、注料管夹具12、注料管13、注料管套件14、刮刀结构导轨支撑板15、第二电动模组16、刮刀夹具17、刮刀18、第四丝杆组件19、第四电机20、第三导轨组件21、第二龙门架22、第二导轨组件23、第二丝杆组件24、第二电机25、高精密升降台26、第一电动模组27、入射孔28、第一45度反射镜支架29、第一45度反射镜30、第四导轨组件31、振镜安装板32、第二45度反射镜支架33、第二45度反射镜34、振镜35、第一电机36。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本实用新型做进一步详细的说明。
如图1-4所示，本实用新型提供了一种激光选择性烧结陶瓷浆料的自动注料与铺层刮料设备，包括工作底板1和高精密升降台26，以及安装在工作底板1上的自动注料系统、自动刮刀系统和激光扫描系统，高精密升降台26通过基板定位孔固定安装在工作底板1的中心位置，高精密升降台26上安装有用于盛放浆料的缸筒。
所述自动注料系统包括第三电机9、第三丝杆组件10、注料结构导轨支撑板11、注料管夹具12、注料管13、注料管套件14、第三导轨组件21、第二龙门架22和第二龙门架驱动机构。
其中，第三电机9、第三丝杆组件10和第三导轨组件21分别通过电机支架、轴承支架和导轨定位孔固定安装在第二龙门架22上，两者通过联轴器配合连接，注料结构导轨支撑板11的上部安装在第三丝杆组件10的丝杠滑块上，下部通过螺纹孔安装在第三导轨组件21的导轨滑块上。第三电机9驱动第三丝杆组件10中的丝杠运动，进而带动注料结构导轨支撑板11左右移动，注料管夹具12固定安装在注料结构导轨支撑板11上，注料管夹具12底部设置有凸出结构用于固定注料管注射枪头，注料管夹具12中部安装有注料管套件14，用于固定注料管13。
所述第二龙门架驱动机构包括第二导轨组件23、第二丝杆组件24、第二电机25，第二龙门架22安装在第二导轨组件23上，第二电机25通过第二丝杆组件24带动第二龙门架22水平移动。
所述自动刮刀系统包括刮刀结构导轨支撑板15、第二电动模组16、刮刀夹具17、刮刀18、第四丝杆组件19和第四电机20。
其中，第四丝杆组件19与第四电机20分别通过轴承支架和电机支架固定安装在第二龙门架22上，导轨支撑板15上部安装在第四丝杆组件19的丝杠滑块上，下部通过螺纹孔安装在第三导轨组件21的导轨滑块上。第二电动模组16固定安装在导轨支撑板15上，刮刀夹具17呈L形，其中一端通过螺纹孔安装在第二电动模组16的丝杠滑块上，另一端关于中线对称分布着两个螺纹通孔，两组刮刀18同样开有两个相同的通孔，刮刀18通过螺栓与螺母配合安装在刮刀夹具17上。
所述激光扫描系统包括第一龙门架运动机构、第一龙门架8、第一电动模组27、入射孔28、第一45度反射镜支架29、第一45度反射镜30、第四导轨组件31、振镜安装板32、第二45度反射镜支架33、第二45度反射镜34和振镜35。
所述第一龙门架运动机构包括型材架2、第一丝杆组件3、第一导轨组件4、固定件5、丝杠头连接件6、工字型卡件7和第一电机36，型材架2作为结构架安装在工作底板1上；第一丝杆组件3通过轴承支座的定位孔安装在型材架2上；第一导轨组件4通过导轨上的多组定位孔安装在型材架2上；丝杠头连接件呈L形，一端通过定位孔与第一丝杆组件3的丝杠头配合安装，另一端通过螺纹孔来安装工字型卡件7，工字型卡件7与第一龙门架8上的U形槽配合安装。固定件5呈长方体，其中部开有凹槽和两个螺纹通孔用于安装第一龙门架8并通过凹槽限位，四个沉头孔与第一导轨组件4的滑块配合安装；第一电机36通过电机支架固定安装在型材架2上，联轴器一端与电机主轴配合，另一端与第一丝杆组件3的丝杠配合，第一电机36驱动丝杠转动，驱动丝杠头做直线运动，进而通过带动丝杠头连接件6、工字型卡件7实现第一龙门架8的直线运动。
第一电动模组27、第一45度反射镜支架29、第四导轨组件31分别通过各自螺纹孔配合安装在第一龙门架8上，振镜安装板32呈L形，上部左侧安装在第四导轨组件31的滑块上，右侧安装在第一电动模组27的丝杠滑块上，下部安装有振镜35。第二45度反射镜支架33呈V字形，其夹角为45度，一侧安装在振镜安装板32上，另一侧安装有第二45度反射镜34。激光束通过入射孔28经第一45度反射镜30反射后进入第二45度反射镜34，经再次反射进入振镜35内。
自动注料时，第二电机25驱动第二丝杆组件24，带动第二龙门架22向高精密升降台26方向移动一定位移后停止，接着第三电机9驱动第三丝杆组件10，带动注料结构导轨支撑板11向左移动，直至注料管13的中心与高精密升降台26缸筒中心在竖直方向重合，开始往缸筒内注入定量浆料。注入完毕后，自动注料系统整体复位。
自动注料结束后，开始自动铺层，第四电机20驱动第四丝杆组件19，带动刮刀结构导轨支撑板15向右移动，直至刮刀中心线与高精密升降台26缸筒中心线在竖直方向重合，启动第二电动模组16下移，直至刮刀18接触缸筒凸台平面，然后第二电机25驱动第二丝杆组件24，带动第二龙门架22继续向前移动，直至第二个刮刀离开缸筒凸台面，铺层结束。自动刮刀系统整体复位。第二电机25驱动第二丝杆组件24，带动第二龙门架22复位。
激光选择性烧结时，第一电机36驱动第一丝杆组件3，带动第一龙门架8向高精密升降台26方向移动至振镜35聚焦镜片中心与高精密升降台26缸筒中心在竖直方向重合后停止，启动第一电动模组27下移，让光斑在被加工浆料表面聚焦，然后进行激光扫描烧结浆料。扫描结束后，激光扫描系统复位。
重复上述步骤，直至所烧结浆料厚度满足要求后，取出已烧结好固体浆料，完毕。
本实用新型可改变为多种方式对本领域的技术人员是显而易见的，这样的改变不认为脱离本实用新型的范围。所有这样的对所述领域的技术人员显而易见的修改，将包括在本权利要求的范围之内。
Claims (1)
1.一种激光选择性烧结陶瓷浆料的自动注料与铺层刮料设备，其特征在于，包括工作底板(1)和高精密升降台(26)，以及安装在工作底板(1)上的自动注料系统、自动刮刀系统和激光扫描系统；
高精密升降台(26)固定安装在工作底板(1)的中心位置，高精密升降台(26)上安装有用于盛放浆料的缸筒；
所述自动注料系统包括第三电机(9)、第三丝杆组件(10)、注料结构导轨支撑板(11)、注料管夹具(12)、注料管(13)、注料管套件(14)、第三导轨组件(21)、第二龙门架(22)和第二龙门架驱动机构；
所述第三电机(9)、第三丝杆组件(10)和第三导轨组件(21)分别固定安装在第二龙门架(22)上，注料结构导轨支撑板(11)的上部安装在第三丝杆组件(10)的丝杠滑块上，下部通过螺纹孔安装在第三导轨组件(21)的导轨滑块上；注料管夹具(12)固定安装在注料结构导轨支撑板(11)上，注料管夹具(12)底部设置有凸出结构用于固定注料管注射枪头，注料管夹具(12)中部安装有注料管套件(14)，用于固定注料管(13)；
所述自动刮刀系统包括刮刀结构导轨支撑板(15)、第二电动模组(16)、刮刀夹具(17)、刮刀(18)、第四丝杆组件(19)和第四电机(20)；
所述第四丝杆组件(19)与第四电机(20)分别固定安装在第二龙门架(22)上，导轨支撑板(15)上部安装在第四丝杆组件(19)的丝杠滑块上，下部通过螺纹孔安装在第三导轨组件(21)的导轨滑块上；第二电动模组(16)固定安装在导轨支撑板(15)上，刮刀夹具(17)呈L形，其中一端通过螺纹孔安装在第二电动模组(16)的丝杠滑块上，刮刀(18)通过螺栓与螺母配合安装在刮刀夹具(17)上；
所述激光扫描系统包括第一龙门架运动机构、第一龙门架(8)、第一电动模组(27)、入射孔(28)、第一45度反射镜支架(29)、第一45度反射镜(30)、第四导轨组件(31)、振镜安装板(32)、第二45度反射镜支架(33)、第二45度反射镜(34)和振镜(35)；
第一电动模组(27)、第一45度反射镜支架(29)、第四导轨组件(31)分别安装在第一龙门架(8)上，振镜安装板(32)呈L形，上部左侧安装在第四导轨组件(31)的滑块上，右侧安装在第一电动模组(27)的丝杠滑块上，下部安装有振镜(35)；第二45度反射镜支架(33)呈V字形，其夹角为45度，一侧安装在振镜安装板(32)上，另一侧安装有第二45度反射镜(34)；激光束通过入射孔(28)经第一45度反射镜(30)反射后进入第二45度反射镜(34)，经再次反射进入振镜(35)内。
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