CN205270862U - 一种选择性激光熔融设备的铺粉机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的一种选择性激光熔融设备的铺粉机构，包括工作平台及分别设于工作平台上的铺粉动力系统和铺粉机械系统，铺粉动力系统包括动力源、联轴器和滚珠丝杠模组，动力源通过联轴器与滚珠丝杠模组连接，并通过联轴器驱动滚珠丝杠模组的前后运动；铺粉机械系统包括悬臂刀架安装板、悬臂刀架、刮刀安装块、刮刀和刮刀压紧块，刮刀采用金属材料制成，并通过刮刀压紧块和刮刀安装块用螺钉安装在悬臂刀架上成为一个整体，悬臂刀架安装于悬臂刀架安装板上。本实用新型的有益效果在于采用伺服电机，设备的铺粉速度更加稳定并且速度调节方便；悬臂式的铺粉刮刀装置，减少了安装难度；铺粉刮刀的更换、安装调节非常方便，而且高度跟水平都可调节。

Description

一种选择性激光熔融设备的铺粉机构

技术领域

本实用新型涉及3D打印机的铺粉装置，尤其涉及一种选择性激光熔融设备的铺粉机构。

背景技术

选择性激光熔融(Selectivelasermelting，简称SLM)是激光加工在快速成型制造领域内的一种新兴应用，用它能快速直接成型出接近完全致密度的金属零件。选择性激光熔融技术克服了选择性激光烧结(SelectiveLaserSintering，简称SLS)技术制造金属零件工艺过程复杂的困扰。

选择性激光熔融工艺使用的是金属粉末，激光器、振镜、场镜等光学器件在计算机的操控下对金属粉末进行扫描照射而实现材料的熔融，通过材料的层层堆积实现成型。选择性激光熔融的整个工艺装置由粉末缸和成型缸组成。工作时，粉末缸活塞（送粉活塞）上升，由刮刀将粉末在成型缸活塞（工作活塞）上均匀铺上一层，计算机根据原型的切片模型控制激光束的二维扫描轨迹，有选择地烧结固体粉末材料以形成零件的一个层面。粉末完成一层后，成型缸活塞下降一个层厚，铺粉系统铺上新粉。控制激光束再扫描烧结新层。如此循环往复，层层叠加，直到三维零件成型。最后，将未烧结的粉末回收到粉末缸中，并取出成型件。

选择性激光熔融设备成型零件的关键指标是致密度、精度、表面粗糙度，而选择性激光熔融设备的铺粉质量将会对致密度和表面粗糙度产生非常重要的影响。所以说，铺粉装置是选择性激光熔融设备的核心部件之一。选择性激光熔融设备急需解决在打印成型时的铺粉质量问题。

申请号为201420127405.5的中国实用新型专利公开了“金属熔化三维打印高刚度铺粉装置及其铺粉系统”，该专利在铺粉系统中采用如下技术方案：“该铺粉系统包括铺粉动力系统和铺粉机械系统，其中，所述铺粉动力系统包括伺服电机、减速器和滚珠丝杠，该减速器和伺服电机和滚珠丝杠连接，电机驱动减速器转动，减速器转动而带动滚珠丝杠转动；所述铺粉机械系统包括直线运动机械系统和压粉辊系统，其中，所述直线运动机械系统包括直线导轨和驱动板，该驱动板连接于所述滚珠丝杠且和直线导轨连接，在滚珠丝杠的驱动下沿着直线导轨运动；所述压粉辊系统包括压粉辊、轴承组件和两个支架，压粉辊的每端通过一个轴承组件连接于一个支架，每个所述支架连接于所述驱动板”。这种技术方案采用的是滚珠丝杠、直线导轨、安装座和轴承组成的直线运动机械系统，因此零部件多、安装难度大、精度难于保证；铺粉时采用的是压粉辊系统，在系统铺粉时对粉层进行压实，在SLM设备打印精密金属件时，每次打印的层厚在0.02-0.08mm，采用该技术的方案，无法得到所需的粉层需求。

实用新型内容

为了克服上述现有技术的不足，本实用新型公开的一种选择性激光熔融设备的铺粉机构，包括铺粉动力系统、铺粉机械系统和工作平台，所述铺粉动力系统跟铺粉机械系统通过刀架连接件相连接并安装在工作平台上；

所述铺粉动力系统包括动力源、联轴器和滚珠丝杠模组，所述动力源通过联轴器与滚珠丝杠模组连接，动力源通过联轴器驱动滚珠丝杠模组的前后运动；

所述铺粉机械系统包括悬臂刀架安装板、悬臂刀架、刮刀安装块、刮刀和刮刀压紧块，所述刮刀可拆卸式设置于刮刀安装块中，并通过螺钉旋紧刮刀压紧块安装在悬臂刀架上成为一个整体，刮刀与刮刀安装块上下面之间在设刮刀压紧块时留有2mm的间隙，所述悬臂刀架通过悬臂刀架安装板连接刀架连接件。

本实用新型公开的一种选择性激光熔融设备的铺粉机构，所述的动力源为伺服电机或步进电机。

本实用新型公开的一种选择性激光熔融设备的铺粉机构，所述的刮刀采用金属材料制成。

本实用新型公开的一种选择性激光熔融设备的铺粉机构，所述的铺粉动力系统还包括有减速器，所述的减速器连接动力源和联轴器。

本实用新型公开的一种选择性激光熔融设备的铺粉机构，所述的滚珠丝杠模组包括滚珠丝杠和直线导轨，所述滚珠丝杠通过联轴器连接动力源，所述直线导轨设置于工作平台上且与滚珠丝杠平行，所述的铺粉机械系统在滚珠丝杠的驱动下沿着直线导轨运动。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1．本实用新型提供了选择性激光熔融设备的铺粉需求问题的一种解决方案，有利于提高铺粉质量；

2．本实用新型采用伺服电机或步进电机，设备的铺粉速度更加稳定并且速度调节方便，提高了铺粉精度；

3．本实用新型采用悬臂式的铺粉刮刀装置，减少了零部件，降低了安装难度；

4．利用螺钉将铺粉刮刀固定在刮刀压紧块上，便于铺粉刮刀的更换，且安装调节非常方便；

5．利用刮刀的可拆卸式结构以及刮刀与刮刀安装块之间的间隙可以调节刮刀的高度跟水平。

附图说明

图1是本实用新型一种选择性激光熔融设备的铺粉机构的轴测图；

图2是本实用新型一种选择性激光熔融设备的铺粉机构的俯视图；

图3是本实用新型一种选择性激光熔融设备的铺粉机构的铺粉机械系统结构图。

1工作平台2滚珠丝杠模组3刀架连接件4悬臂刀架安装板5联轴器6动力源7悬臂刀架8刮刀安装块9刮刀10刮刀压紧块

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本实用新型，应理解下述具体实施方式仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对实用新型的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。

如图1所示，该铺粉机构包含铺粉动力系统和铺粉机械系统。

铺粉动力系统由伺服电机构成的动力源6、联轴器5和滚珠丝杠模组2组成。通过驱动器控制动力源6来达到控制滚珠丝杠模组2的前后运动以及运动速度。另外，滚珠丝杠模组2的运动行程由绝对值编码器进行设置和限制，模组两端还各安装有光电传感器进行系统的过位安全保护。整个铺粉动力系统安装在工作平台1上，动力源6也可以采用步进电机。同时在铺粉动力系统还可以添加减速器，通过减速器来连接动力源6和联轴器5。滚珠丝杠模组2包括滚珠丝杠和直线导轨，滚珠丝杠通过联轴器5连接动力源6，直线导轨设置于工作平台1上且与滚珠丝杠平行，铺粉机械系统在滚珠丝杠的驱动下沿着直线导轨运动。

如图3所示，铺粉机械系统由悬臂刀架安装板4、悬臂刀架7，刮刀安装块8、刮刀9、刮刀压紧块10组成，所述刮刀9采用金属材料制成，刮刀9可拆卸式设置于刮刀安装块8中，并通过螺钉旋紧刮刀压紧块10安装在悬臂刀架7上成为一个整体，刮刀9与刮刀安装块8上下面之间在设刮刀压紧块10时留有2mm的间隙，所述悬臂刀架7通过悬臂刀架安装板4连接刀架连接件3。

如图1所示，铺粉动力系统跟铺粉机械系统通过刀架连接件3相连接并安装在工作平台1上。其中，工作平台1左边的圆孔为粉末缸活塞（送粉活塞）的安装位置，右边圆孔为成型缸活塞（工作活塞）的安装位置，最右边的方形孔为粉末回收缸安装孔。

在选择性激光熔融设备工作时，粉末缸活塞（送粉活塞）盛满打印所需的金属粉末，并上升两个层厚（0.04-0.16mm），成型缸活塞（工作活塞）下降一个层厚（0.02-0.08mm）；铺粉动力系统中的动力源6正转，带动铺粉机械系统由左往右水平运动；运动的同时，铺粉机械系统中的刮刀9将金属粉末在成型缸活塞（工作活塞）上均匀铺上一层，而多余的金属粉末会被刮刀9刮进粉末回收缸内；该行程运动结束后，动力源6停止，铺粉机械系统停在最右端，铺粉机构完成了单层的铺粉工作；单层铺粉工作结束后，计算机再根据原型的切片模型控制激光束的二维扫描轨迹，有选择地熔融固体粉末材料以形成零件的一个层面。

金属粉末有选择地熔融完成一层后，动力源6反转带动铺粉机械系统回到最左边的起始位置；成型缸活塞（工作活塞）下降一个层厚，粉末缸活塞（送粉活塞）上升两个层厚；铺粉机构再往成型缸活塞（工作活塞）铺上一层新粉。选择性激光熔融设备控制激光束再扫描烧结新层。如此循环往复，层层叠加，直到三维零件成型。最后，将未烧结的粉末回收到粉末缸中，并取出成型件。

如图3所示，在需要更换刮刀9时，旋下刮刀压紧块10的安装螺钉，取下刮刀压紧块10；把旧的刮刀9从刮刀安装块8中抽出，换上新的刮刀9，重新把刮刀压紧块10安装上。此外刮刀9与刮刀安装块8上下面之间在设计时已经留有2mm的间隙。在调整刮刀9跟工作平台1之间的安装间隙时，选好相对应的塞尺，把塞尺塞进刮刀9底部；压住刮刀9的两端，使刮刀9、塞尺、工作平台1之间的间隙尽可能小，然后锁紧刮刀压紧块10的安装螺钉，抽出塞尺，刮刀更换工作结束。

Claims (5)

1.一种选择性激光熔融设备的铺粉机构，其特征在于，包括铺粉动力系统、铺粉机械系统和工作平台，所述铺粉动力系统跟铺粉机械系统通过刀架连接件相连接并安装在工作平台上；

所述铺粉动力系统包括动力源、联轴器和滚珠丝杠模组，所述动力源通过联轴器与滚珠丝杠模组连接，动力源通过联轴器驱动滚珠丝杠模组的前后运动；

所述铺粉机械系统包括悬臂刀架安装板、悬臂刀架、刮刀安装块、刮刀和刮刀压紧块，所述刮刀可拆卸式设置于刮刀安装块中，并通过螺钉旋紧刮刀压紧块安装在悬臂刀架上成为一个整体，刮刀与刮刀安装块上下面之间在设刮刀压紧块时留有2mm的间隙，所述悬臂刀架通过悬臂刀架安装板连接刀架连接件。

2.根据权利要求1所述的一种选择性激光熔融设备的铺粉机构，其特征在于，所述的动力源为伺服电机或步进电机。

3.根据权利要求1所述的一种选择性激光熔融设备的铺粉机构，其特征在于，所述的刮刀采用金属材料制成。

4.根据权利要求1所述的一种选择性激光熔融设备的铺粉机构，其特征在于，所述的铺粉动力系统还包括有减速器，所述的减速器连接动力源和联轴器。

5.根据权利要求1所述的一种选择性激光熔融设备的铺粉机构，其特征在于，所述的滚珠丝杠模组包括滚珠丝杠和直线导轨，所述滚珠丝杠通过联轴器连接动力源，所述直线导轨设置于工作平台上且与滚珠丝杠平行，所述的铺粉机械系统在滚珠丝杠的驱动下沿着直线导轨运动。