CN206065410U - 一种贵金属激光选区熔化粉料模块化处理装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种贵金属激光选区熔化粉料模块化处理装置。移动基台通过安装在水平基台上的导轨，并由驱动装置驱动使其沿着导轨在水平基台上水平运动；移动基台的底部开设有敞口，在该敞口的上方设有护罩式回收盒；当移动基台移动至成型区上方时，该敞口与成型区对接。罩式回收盒、拆卸式模块板和移动基台，共同组成了粉料处理装置，不仅在加工过程中护罩式回收盒停留在激光扫描区域的上方时，形成了一个局部的隔离区域，将激光扫描过程中产生的液滴飞溅和弹粉现象隔离在护罩内部，从而有效的解决了加工过程中的粉末污染问题。而且可以实现加工之后成型缸内部未加工粉末的完全、快捷的回收。

Description

一种贵金属激光选区熔化粉料模块化处理装置

技术领域

本实用新型涉及激光选区熔化设备中的部件，尤其涉及一种贵金属激光选区熔化粉料模块化处理装置。

背景技术

激光选区熔化技术(Selective Laser Melting,SLM)是一种以金属粉末为原材料的增材制造技术，而随着增材制造技术得到人们越来越多的关注和重视，SLM技术的研究和应用也越来越广泛。SLM技术的基本原理是基于分层制造、逐层累加的方法制造出三维零件，加工之前首先要对模型进行数据处理，也就是对三维模型进行切片然后将片层数据导入SLM设备中，由铺粉装置在成型区域均匀地平铺一层金属粉末，通过激光扫描成型区域的金属粉末使其瞬间熔化随后快速凝固，从而得到成型件的截面形状，然后成型平面下降一定距离，并重复铺粉、扫描等过程，以此方式逐层叠加得到三维实体。

SLM设备加工过程中涉及到的粉材浪费问题一直是人们关注的热点，特别是涉及到加工贵金属零部件的过程，如何高效利用贵金属粉末便成为一个急需解决的问题。另外，加工过程中，激光在扫描金属粉末时会产生液滴飞溅、弹粉等现象，会导致粉末污染从而降低成型质量。

发明内容

本实用新型的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种贵金属激光选区熔化粉料模块化处理装置。解决了现有激光扫描过程中产生液滴 飞溅和弹粉现象，对工件成型效果的影响；也解决了现有设备无法定量供粉与回收等缺点。

本实用新型通过下述技术方案实现：

一种贵金属激光选区熔化粉料模块化处理装置，包括设置在成型室内的水平基台3、设置在水平基台3上的移动基台9、设置在移动基台9一侧的铺粉装置、设置在水平基台3的成型区1下方的成型缸14；该成型区1是成型件在激光加工过程中的成型区域；

所述移动基台9通过安装在水平基台3上的导轨，并由驱动装置驱动使其沿着导轨在水平基台3上水平运动；移动基台9的底部开设有敞口9-1，在该敞口9-1的上方设有护罩式回收盒7；当移动基台9移动至成型区1上方时，该敞口9-1与成型区1对接；该敞口9-1可供成型缸14的非固定式成型基板15上升至护罩式回收盒7内部。

所述护罩式回收盒7通过拆卸式模块板8活动安装在移动基台9上；所述拆卸式模块板8的底部开设有水平插槽，该水平插槽用于插入挡板8-1；

当成型件加工完成后，非固定式成型基板15的底面上升至与移动基台9的上表面齐平时，插入挡板8-1，将成型件连同成型缸14内的粉末和非固定式成型基板15封装在护罩式回收盒7内。

所述护罩式回收盒7的筒壁上设有易插拔惰性气体保护气进气口5和易插拔惰性气体保护气出气口6。

所述铺粉装置包括粉料盒4、刮粉机构、设置在粉料盒4的出料口与刮粉机构之间的定量给粉辊10、控制定量给粉辊10转动及转速的电机；粉料盒4与刮粉机构之间为可拆卸式连接。

该定量给粉辊10位于刮粉机构的顶部与粉料盒4的出料口之间；定量给粉辊10的部分圆周表面与粉料盒4的出料口可旋转式密封接触；在定量给粉辊10圆周表面沿径向方向上对称开设有两个定量给粉槽10-1；定量给粉槽 10-1用于收纳粉末；定量给粉槽10-1随定量给粉辊10转动，当定量给粉槽10-1旋转至出料口内部时，粉末流入定量给粉槽10-1内，当定量给粉槽10-1旋转至出料口外部时，定量给粉槽10-1内所携带的粉末倾倒至刮粉机构内部，实现定量供粉。

所述刮粉机构是一个四周合围呈矩形的框体结构13，框体结构13的一侧侧壁固定在移动基台9的一侧；

在框体结构13的下缘、沿铺粉方向的前后侧壁分别安装有两个铺粉刮刀11；框体结构13的四周侧壁、两个铺粉刮刀11以及水平基台3构成储粉空间；两个铺粉刮刀11将粉料盒4内的粉末，以水平基台3为基准面，往复均匀刮平。

所述铺粉刮刀11与框体结构13之间的连接为拆卸式连接。

非固定式成型基板15设置在成型缸14内部的升降机构端部，跟随升降机构上升或者下降；非固定式成型基板15与升降机构的端部为可拆卸式连接。

所述水平基台3的两端下方设置有粉末回收盒2，粉末回收盒2用于收集铺粉过程中多余的粉末。

上述贵金属激光选区熔化粉料模块化处理装置的运行方法如下：

每一层加工开始前，移动基台9停靠在水平基台3的右侧的初始位置；

加工开始后，移动基台9由初始位置至成型区1之间往复运动，与此同时，刮粉机构运行至成型区1上方时，电机驱动定量给粉辊10开始转动，当定量给粉槽10旋转至出料口内部时，粉末流入定量给粉槽10-1内，当定量给粉槽10-1旋转至出料口外部时，定量给粉槽10-1内所携带的粉末倾倒至刮粉机构内部；完成定量供粉和往复铺粉过程；

当刮粉机构离开成型区1后，定量给粉辊10停止转动，供粉过程停止；移动基台9携带护罩式回收盒7运行至成型区1正上方时停止，此时护罩式 回收盒7的敞口9-1对正成型区1上方；护罩式回收盒7为激光扫描成型过程提供一个隔离的保护空间，使成型件加工过程中出现的粉末飞溅和激光弹粉等现象不会扩散至整个成型室；激光扫描成型过程完毕后，移动基台9携带护罩式回收盒7回到初始位置，完成一个成型件的单层加工过程；如此往复逐层运动，直至完成整个成型件的加工。

完成整个成型件的加工后，刮粉机构停留在成型区1上方；随后非固定式成型基板15的通过敞口9-1被升至护罩式回收盒7内部，即非固定式成型基板15的底面上升至与移动基台9的上表面齐平时，插入挡板8-1，将成型件连同成型缸14内的粉末和非固定式成型基板15封装在护罩式回收盒7，最后将护罩式回收盒7和拆卸式模块板8整体取出，以对护罩式回收盒7内的金属粉末进行回收处理。

本实用新型相对于现有技术，具有如下的优点及效果：

本实用新型护罩式回收盒、拆卸式模块板和移动基台，共同组成了粉料处理装置，不仅在加工过程中护罩式回收盒停留在激光扫描区域的上方时，形成了一个局部的隔离区域，将激光扫描过程中产生的液滴飞溅和弹粉现象隔离在护罩内部，从而有效的解决了加工过程中的粉末污染问题。而且可以实现加工之后成型缸内部未加工粉末的完全、快捷的回收。

本实用新型由电机控制的带有定量给粉槽的定量给粉辊与粉料盒的粉料出口相配合，随着控制定量给粉辊的转速可以精确测量给粉量，有效的减小了贵金属粉末材料的浪费。

本实用新型刮粉机构是一个四周合围呈矩形的框体结构，框体结构的一侧侧壁固定在移动基台的一侧；在铺粉过程中可极大的减小粉末落入成型面时产生的扬尘，并且能够确保铺粉工作过程中始终是沿运动方向后方的两个铺粉刮刀进行双向刮粉，这样既能够进一步使扬粉和弹粉现象的发生，限制在封闭的框体结构空间内，从而减小扬粉和弹粉现象对加工过程的影响，这 种设计方式可以极大的减小加工过程中成型室内的粉末污染，保证了成型室的干净整洁，提高了成型件的精度和品质。

附图说明

图1是本实用新型贵金属激光选区熔化粉料模块化处理装置的结构示意图；

图2是本实用新型贵金属激光选区熔化粉料模块化处理装置的初始位置示意图；

图3是本实用新型贵金属激光选区熔化粉料模块化处理装置的护罩式回收盒运行至成型区正上方的示意图。

图4是本实用新型贵金属激光选区熔化粉料模块化处理装置铺粉前的剖视图；

图5是本实用新型贵金属激光选区熔化粉料模块化处理装置，非固定式成型基板抬升后的剖视图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步具体详细描述。

实施例

如图1至5所示。本实用新型公开了一种贵金属激光选区熔化粉料模块化处理装置，包括设置在成型室内的水平基台3、设置在水平基台3上的移动基台9、设置在移动基台9一侧的铺粉装置、设置在水平基台3的成型区1下方的成型缸14；该成型区1是成型件在激光加工过程中的成型区域；

所述移动基台9通过安装在水平基台3上的导轨，并由驱动装置驱动使其沿着导轨在水平基台3上水平运动；移动基台9的底部开设有敞口9-1，在该敞口9-1的上方设有护罩式回收盒7；当移动基台9移动至成型区1上方时，该敞口9-1与成型区1对接；该敞口9-1可供成型缸14的非固定式成型基板15上升至护罩式回收盒7内部。

所述护罩式回收盒7通过拆卸式模块板8活动安装在移动基台9上；所述拆卸式模块板8的底部开设有水平插槽，该水平插槽用于插入挡板8-1；

当成型件加工完成后，非固定式成型基板15的底面上升至与移动基台9的上表面齐平时，插入挡板8-1，将成型件连同成型缸14内的粉末和非固定式成型基板15封装在护罩式回收盒7内。

所述护罩式回收盒7的筒壁上设有易插拔惰性气体保护气进气口5和易插拔惰性气体保护气出气口6，用于安装和拆卸惰性气体的进气管和出气管。

所述铺粉装置包括粉料盒4、刮粉机构、设置在粉料盒4的出料口与刮粉机构之间的定量给粉辊10、控制定量给粉辊10转动及转速的电机；

该定量给粉辊10位于刮粉机构的顶部与粉料盒4的出料口之间；定量给粉辊10的部分圆周表面与粉料盒4的出料口可旋转式密封接触；在定量给粉辊10圆周表面沿径向方向上对称开设有两个定量给粉槽10-1；定量给粉槽10-1用于收纳粉末；定量给粉槽10-1随定量给粉辊10转动，当定量给粉槽10-1旋转至出料口内部时，粉末流入定量给粉槽10-1内，当定量给粉槽10-1旋转至出料口外部时，定量给粉槽10-1内所携带的粉末倾倒至刮粉机构内部，实现定量供粉。

所述刮粉机构是一个四周合围呈矩形的框体结构13，框体结构13的一侧侧壁固定在移动基台9的一侧；

在框体结构13的下缘、沿铺粉方向的前后侧壁分别安装有两个铺粉刮刀11；框体结构13的四周侧壁、两个铺粉刮刀11以及水平基台3构成储粉空间；两个铺粉刮刀11将粉料盒4内的粉末，以水平基台3为基准面，往复均匀刮平。

所述铺粉刮刀11与框体结构13之间的连接为拆卸式连接。

非固定式成型基板15设置在成型缸14内部的升降机构端部，跟随升降机构上升或者下降；非固定式成型基板15与升降机构的端部为可拆卸式连接。

所述水平基台3的两端下方设置有粉末回收盒2，粉末回收盒2用于收集铺粉过程中多余的粉末。

本实用新型贵金属激光选区熔化粉料模块化处理装置的运行方法，可通过如下步骤实现：

每一层加工开始前，移动基台9停靠在水平基台3的右侧的初始位置(如图2所示位置)；

加工开始后，移动基台9由初始位置至成型区1之间往复运动，与此同时，刮粉机构运行至成型区1上方时，电机驱动定量给粉辊10开始转动，当定量给粉槽10旋转至出料口内部时，粉末流入定量给粉槽10-1内，当定量给粉槽10-1旋转至出料口外部时，定量给粉槽10-1内所携带的粉末倾倒至刮粉机构内部；完成定量供粉和往复铺粉过程；

当刮粉机构离开成型区1后，定量给粉辊10停止转动，供粉过程停止；移动基台9携带护罩式回收盒7运行至成型区1正上方(图3所示位置)时停止，此时护罩式回收盒7的敞口9-1对正成型区1上方；护罩式回收盒7为激光扫描成型过程提供一个隔离的保护空间，使成型件加工过程中出现的粉末飞溅和激光弹粉等现象不会扩散至整个成型室；激光扫描成型过程完毕后，移动基台9携带护罩式回收盒7回到初始位置，完成一个成型件的单层加工过程；如此往复逐层运动，直至完成整个成型件的加工。

完成整个成型件的加工后，刮粉机构停留在成型区1上方；随后非固定式成型基板15的通过敞口9-1被升至护罩式回收盒7内部，即非固定式成型基板15的底面上升至与移动基台9的上表面齐平时，插入挡板8-1，将成型件连同成型缸14内的粉末和非固定式成型基板15封装在护罩式回收盒7，最后将护罩式回收盒7和拆卸式模块板8整体取出，以对护罩式回收盒7内的金属粉末进行回收处理。

如上所述，便可较好地实现本实用新型。

本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种贵金属激光选区熔化粉料模块化处理装置，包括设置在成型室内的水平基台(3)、设置在水平基台(3)上的移动基台(9)、设置在移动基台(9)一侧的铺粉装置、设置在水平基台(3)的成型区(1)下方的成型缸(14)；该成型区(1)是成型件在激光加工过程中的成型区域；

其特征在于：所述移动基台(9)通过安装在水平基台(3)上的导轨，并由驱动装置驱动使其沿着导轨在水平基台(3)上水平运动；移动基台(9)的底部开设有敞口(9-1)，在该敞口(9-1)的上方设有护罩式回收盒(7)；当移动基台(9)移动至成型区(1)上方时，该敞口(9-1)与成型区(1)对接；该敞口(9-1)可供成型缸(14)的非固定式成型基板(15)上升至护罩式回收盒(7)内部。

2.根据权利要求1所述贵金属激光选区熔化粉料模块化处理装置，其特征在于：所述护罩式回收盒(7)通过拆卸式模块板(8)活动安装在移动基台(9)上；所述拆卸式模块板(8)的底部开设有水平插槽，该水平插槽用于插入挡板(8-1)；

当成型件加工完成后，非固定式成型基板(15)的底面上升至与移动基台(9)的上表面齐平时，插入挡板(8-1)，将成型件连同成型缸(14)内的粉末和非固定式成型基板(15)封装在护罩式回收盒(7)内。

3.根据权利要求2所述贵金属激光选区熔化粉料模块化处理装置，其特征在于：所述护罩式回收盒(7)的筒壁上设有易插拔惰性气体保护气进气口(5)和易插拔惰性气体保护气出气口(6)。

4.根据权利要求1所述贵金属激光选区熔化粉料模块化处理装置，其特征在于：所述铺粉装置包括粉料盒(4)、刮粉机构、设置在粉料盒(4)的出 料口与刮粉机构之间的定量给粉辊(10)、控制定量给粉辊(10)转动及转速的电机；

该定量给粉辊(10)位于刮粉机构的顶部与粉料盒(4)的出料口之间；定量给粉辊(10)的部分圆周表面与粉料盒(4)的出料口可旋转式密封接触；在定量给粉辊(10)圆周表面沿径向方向上对称开设有两个定量给粉槽(10-1)；定量给粉槽(10-1)用于收纳粉末；定量给粉槽(10-1)随定量给粉辊(10)转动，当定量给粉槽(10-1)旋转至出料口内部时，粉末流入定量给粉槽(10-1)内，当定量给粉槽(10-1)旋转至出料口外部时，定量给粉槽(10-1)内所携带的粉末倾倒至刮粉机构内部，实现定量供粉。

5.根据权利要求4所述贵金属激光选区熔化粉料模块化处理装置，其特征在于：所述刮粉机构是一个四周合围呈矩形的框体结构(13)，框体结构(13)的一侧侧壁固定在移动基台(9)的一侧；

在框体结构(13)的下缘、沿铺粉方向的前后侧壁分别安装有两个铺粉刮刀(11)；框体结构(13)的四周侧壁、两个铺粉刮刀(11)以及水平基台(3)构成储粉空间；两个铺粉刮刀(11)将粉料盒(4)内的粉末，以水平基台(3)为基准面，往复均匀刮平。

6.根据权利要求5所述贵金属激光选区熔化粉料模块化处理装置，其特征在于：所述铺粉刮刀(11)与框体结构(13)之间的连接为拆卸式连接。

7.根据权利要求4所述贵金属激光选区熔化粉料模块化处理装置，其特征在于：非固定式成型基板(15)设置在成型缸(14)内部的升降机构端部，跟随升降机构上升或者下降；非固定式成型基板(15)与升降机构的端部为 可拆卸式连接。

8.根据权利要求1至7中任一项所述贵金属激光选区熔化粉料模块化处理装置，其特征在于：所述水平基台(3)的两端下方设置有粉末回收盒(2)，粉末回收盒(2)用于收集铺粉过程中多余的粉末。