CN204912767U - 金属零件加工装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种金属零件加工装置，包括基础平台、位于基础平台上方的铺粉装置和熔融装置，通过铺粉装置铺设在基础平台上的金属粉末在熔融装置的作用下形成金属零件，铺粉装置与基础平台之间产生相对运动以铺设金属粉末，铺粉装置包括：粉末混合装置，具有粉末混合腔，粉末混合装置的下部具有出粉口，出粉口与粉末混合腔连通，并且出粉口位于基础平台的上方；多个粉末输送通道，各粉末输送通道的出口与粉末混合腔均连通。本实用新型的技术方案能够有效地解决现有技术中的金属3D打印机无法打印多种金属材料混合的零件的问题。

Description

金属零件加工装置

技术领域

本实用新型涉及金属零件加工技术领域，具体而言，涉及一种金属零件加工装置。

背景技术

目前，3D打印技术正在快速改变传统的生产方式和生活方式，作为新兴产业，美国、德国等发达国家高度重视并积极推广该技术。随着科技发展及推广应用的需求，利用3D打印技术直接制造金属零件是当今发展方向。

在现有技术中，可用于直接制造金属功能零件的快速成型方法主要包括选区激光烧结技术、直接金属粉末激光烧结技术、选区激光熔化技术、激光近净成形技术以及电子束选区熔化技术。这些都是利用激光或电子束扫描固化预置的粉末层、逐层制造三维物体的三维打印工艺，是一种新型的制造技术。典型的三维打印工艺有激光选区熔化和电子束选区熔化，其基本的工艺步骤包括：通过粉末供应系统与铺平系统将粉末材料在工作平台上铺展成薄层，然后使激光或电子束在粉末上移动，选择性烧结或熔化粉末材料，以上步骤不断重复直至整个三维物体制造完成。

现有的金属3D打印机通常都是采用同一种金属粉末做为原材料，整个工艺装置由粉末缸、成型缸组成。在工作时，铺粉装置先均匀的铺一层粉末，然后利用高能束扫描固化预置的粉末层。

然而，在实际应用中，有时需要制造多种金属材料混合的零件，特别是同一层的不同位置需要不同种的金属，上述现有的金属3D打印机则不能满足该需求。

实用新型内容

本实用新型的主要目的在于提供一种金属零件加工装置，以解决现有技术中的金属3D打印机无法打印多种金属材料混合的零件的问题。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种金属零件加工装置，包括基础平台、位于基础平台上方的铺粉装置和熔融装置，通过铺粉装置铺设在基础平台上的金属粉末在熔融装置的作用下形成金属零件，铺粉装置与基础平台之间产生相对运动以铺设金属粉末，铺粉装置包括：粉末混合装置，具有粉末混合腔，粉末混合装置的下部具有出粉口，出粉口与粉末混合腔连通，并且出粉口位于基础平台的上方；多个粉末输送通道，各粉末输送通道的出口与粉末混合腔均连通。

进一步地，粉末输送通道的中心线与水平方向呈锐角夹角。

进一步地，锐角夹角的角度为5度至85度。

进一步地，熔融装置包括高能束通道，高能束通道设置在粉末混合腔内。

进一步地，粉末混合腔内设置有螺旋结构，螺旋结构包括盘绕在高能束通道的周向外侧的螺旋导向面。

进一步地，高能束通道竖直设置并位于粉末混合腔的中心位置。

进一步地，粉末混合装置的下部为锥形筒，出粉口位于锥形筒的最低处，高能束通道的出口端位于出粉口的上方。

进一步地，粉末混合装置靠近粉末输送通道的一端为开放端。

进一步地，铺粉装置固定设置，基础平台位置可移动地设置。

进一步地，粉末输送通道为两个，两个粉末输送通道相对高能束通道对称设置。

应用本实用新型的技术方案，铺粉装置的粉末混合装置的下部具有与粉末混合腔连通的出粉口，并且出粉口位于基础平台的上方。当金属零件加工装置开始工作时，通过铺粉装置的多个粉末输送通道向粉末混合腔中输送金属粉末，该金属粉末在上述粉末混合腔中混合并通过出粉口输出至上述基础平台，并且该出粉口处的金属粉末在熔融装置的作用下熔融，由于铺粉装置与基础平台之间具有相对运动(即出粉口与基础平台之间具有相对运动)，熔融后的金属粉末在上述基础平台堆叠形成金属零件。需要说明的是，多个粉末输送通道可以输送不同的金属粉末，也可以输送相同的金属粉末，同时还可以根据待加工的金属零件的具体需要控制每个粉末输送通道输送金属粉末的种类、输送比例、输送量以及开启的时间等，从而实现打印单种金属材料或多种金属材料混合的金属零件。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本实用新型的金属零件加工装置的实施例的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、铺粉装置；11、粉末混合装置；111、粉末混合腔；112、出粉口；113、螺旋结构；12、粉末输送通道；20、基础平台；31、高能束通道。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

如图1所示，本实施例的金属零件加工装置包括基础平台20、位于基础平台20上方的铺粉装置10和熔融装置。通过铺粉装置10铺设在基础平台20上的金属粉末在熔融装置的作用下形成金属零件。铺粉装置10与基础平台20之间产生相对运动以铺设金属粉末。铺粉装置10包括粉末混合装置11和两个粉末输送通道12。其中，粉末混合装置11具有粉末混合腔111，粉末混合装置11的下部具有出粉口112，出粉口112与粉末混合腔111连通，并且出粉口112位于基础平台20的上方。两个粉末输送通道12各粉末输送通道12的出口与粉末混合腔111均连通。

应用本实施例的金属零件加工装置，铺粉装置10的粉末混合装置11的下部具有与粉末混合腔111连通的出粉口112，并且出粉口112位于基础平台20的上方。当金属零件加工装置开始工作时，通过铺粉装置10的两个粉末输送通道12向粉末混合腔111中输送金属粉末，该金属粉末在上述粉末混合腔111中混合并通过出粉口112输出至上述基础平台20，并且该出粉口112处的金属粉末在熔融装置的作用下熔融，由于铺粉装置10与基础平台20之间具有相对运动(即出粉口112与基础平台20之间具有相对运动)，熔融后的金属粉末在上述基础平台20堆叠形成金属零件。

需要说明的是，在本实施例中，粉末输送通道12的数量为两个，在两个粉末输送通道12中通入不同的金属粉末，根据待加工的金属零件的具体需要通过电脑程序来精确控制每个粉末输送通道12输送金属粉末的种类、输送比例、输送量以及开启的时间等，从而实现打印双金属零件。当然，粉末输送通道12的数量不限于此，在图中未示出的其他实施方式中，粉末输送通道12的数量可以根据具体需要进行选择，粉末输送通道12的数量一般为2～20个，并且多个粉末输送通道12可以输送不同的金属粉末，也可以输送相同的金属粉末，当多个粉末输送通道12输送相同的金属粉末时，金属零件加工装置打印出来的是单金属零件。

如图1所示，在本实施例的金属零件加工装置中，熔融装置包括高能束通道31，高能束通道31设置在粉末混合腔111内，并且高能束通道31竖直设置并位于粉末混合腔111的中心位置，两个粉末输送通道12相对高能束通道31对称设置。在本实施例中，熔融装置的高能束通道31位于粉末混合装置11内，并且设置为单独通道，这样既可以节省空间，使装置整体结构更加紧凑，同时又可以避免金属粉末输送时以及混粉时对高能束产生影响，提高高能束的利用率。高能束通道31中通入激光束、离子束或电子束等高能束，这些高能束在高能束通道31中聚焦，并在粉末混合装置11的出粉口112处熔融金属粉末。当然，高能束通道31的设置位置不限于此，在图中未示出的其他实施方式中，高能束通道31可以设置在粉末混合装置11的外侧，只要保证从高能束通道31中输出的高能束能够作用于出粉口112处的金属粉末即可。

如图1所示，在本实施例的金属零件加工装置中，粉末输送通道12的中心线与水平方向呈锐角夹角。锐角夹角的角度为5度至85度。粉末混合腔111内设置有螺旋结构113，螺旋结构113包括盘绕在高能束通道31的周向外侧的螺旋导向面。两个粉末输送通道12输出的金属粉末以一定的角度(5度至85度)进入粉末混合腔111中，并沿螺旋导向面螺旋下降，在下降过程中进行多次混合，从而在出粉口112处混合均匀。上述粉末输送通道12的中心线与水平方向呈锐角夹角的设置可以使金属粉末在螺旋导向面上从上至下运动更容易，从而使金属粉末混合更加均匀。

如图1所示，在本实施例的金属零件加工装置中，粉末混合装置11的下部为锥形筒，出粉口112位于锥形筒的最低处，高能束通道31的出口端位于出粉口112的上方。将粉末混合装置11的下部设置为锥形筒，可以使金属粉末混合更加均匀。同时，高能束通道31的出口端位于出粉口112的上方可以更直接地使出粉口112处的金属粉末受高能束冲击而熔融。

如图1所示，在本实施例的金属零件加工装置中，粉末混合装置11靠近粉末输送通道12的一端为开放端。上述结构使金属零件加工装置工作时可随时观察金属粉末的输送以及混粉情况。

如图1所示，在本实施例的金属零件加工装置中，铺粉装置10固定设置，基础平台20位置可移动地设置。在对金属零件加工过程中，基础平台20既可以在水平方向和竖直方向平动，还可以全方位旋转。在出粉口112处熔融的金属粉末输送到上述基础平台20的预置位置，随基础平台20的运动而堆积出所需的形状，从而形成金属零件。需要说明的是，可以根据具体金属零件的形状，通过电脑编程控制基础平台20的运动。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种金属零件加工装置，包括基础平台(20)、位于所述基础平台(20)上方的铺粉装置(10)和熔融装置，通过所述铺粉装置(10)铺设在所述基础平台(20)上的金属粉末在所述熔融装置的作用下形成金属零件，其特征在于，所述铺粉装置(10)与所述基础平台(20)之间产生相对运动以铺设所述金属粉末，所述铺粉装置(10)包括：

粉末混合装置(11)，具有粉末混合腔(111)，所述粉末混合装置(11)的下部具有出粉口(112)，所述出粉口(112)与所述粉末混合腔(111)连通，并且所述出粉口(112)位于所述基础平台(20)的上方；

多个粉末输送通道(12)，各所述粉末输送通道(12)的出口与所述粉末混合腔(111)均连通。

2.根据权利要求1所述的金属零件加工装置，其特征在于，所述粉末输送通道(12)的中心线与水平方向呈锐角夹角。

3.根据权利要求2所述的金属零件加工装置，其特征在于，所述锐角夹角的角度为5度至85度。

4.根据权利要求1所述的金属零件加工装置，其特征在于，所述熔融装置包括高能束通道(31)，所述高能束通道(31)设置在所述粉末混合腔(111)内。

5.根据权利要求4所述的金属零件加工装置，其特征在于，所述粉末混合腔(111)内设置有螺旋结构(113)，所述螺旋结构(113)包括盘绕在所述高能束通道(31)的周向外侧的螺旋导向面。

6.根据权利要求4所述的金属零件加工装置，其特征在于，所述高能束通道(31)竖直设置并位于所述粉末混合腔(111)的中心位置。

7.根据权利要求4所述的金属零件加工装置，其特征在于，所述粉末混合装置(11)的下部为锥形筒，所述出粉口(112)位于所述锥形筒的最低处，所述高能束通道(31)的出口端位于所述出粉口(112)的上方。

8.根据权利要求1所述的金属零件加工装置，其特征在于，所述粉末混合装置(11)靠近所述粉末输送通道(12)的一端为开放端。

9.根据权利要求1所述的金属零件加工装置，其特征在于，所述铺粉装置(10)固定设置，所述基础平台(20)位置可移动地设置。

10.根据权利要求6所述的金属零件加工装置，其特征在于，所述粉末输送通道(12)为两个，两个所述粉末输送通道(12)相对所述高能束通道(31)对称设置。