CN211102135U - 一种激光增材用手动铺粉装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种激光增材用手动铺粉装置，包括送粉系统、刮粉系统、移动平台和粉末收集系统，所述送粉系统位于移动平台上方且用于提供激光增材用粉末于移动平台上，所述刮粉系统将移动平台上的粉末按预设要求刮平并将移动平台上多余粉末刮至粉末收集系统中，其特征在于：所述移动平台包括工作平台、X轴丝杆、Y轴导轨和Y轴丝杆，所述X轴丝杆连接于移动平台下部且移动平台沿X轴丝杆可移动，所述Y轴导轨连接于X轴丝杆两端，所述Y轴丝杆穿过Y轴导轨且所述Y轴导轨沿Y轴丝杆可移动。本实用新型具有结构紧凑的优点。

Description

一种激光增材用手动铺粉装置

技术领域

本实用新型涉及激光增材制造装置领域，尤其涉及一种激光增材用手动铺粉装置。

背景技术

增材制造又称3D打印，是上个世纪末以来发展起来的一种先进的制造技术，是一种与传统的切除材料的加工方法完全相反的方式。增材制造是通过三维CAD模型切片并通过分层增加材料制造的方法，是一种可以直接制造并且可以达到与三维CAD模型完全相同的制造方法。增材制造因为其可以迅速而又准确地制造出任何已有三维模型的复杂形状的零件，在现代加工制造领域迅速崛起。但是现有的激光增材制造3D打印装置结构庞大、浪费保护气体、不便手动操作等不利于实验的缺点。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种结构紧凑的激光增材用手动铺粉装置。

为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

一种激光增材用手动铺粉装置，包括送粉系统、刮粉系统、移动平台和粉末收集系统，所述送粉系统位于移动平台上方且用于提供激光增材用粉末于移动平台上，所述刮粉系统将移动平台上的粉末按预设要求刮平并将移动平台上多余粉末刮至粉末收集系统中，其特征在于：所述移动平台包括工作平台、X轴丝杆、Y轴导轨和Y轴丝杆，所述X轴丝杆连接于移动平台下部且移动平台沿X轴丝杆可移动，所述Y轴导轨连接于X轴丝杆两端，所述Y轴丝杆穿过Y轴导轨且所述Y轴导轨沿Y轴丝杆可移动。

作为对上述技术方案的进一步改进：

所述移动平台还包括X轴光杆，所述X轴光杆连接于移动平台下部且与X轴丝杆平行设置。

所述工作平台包括上平台和位于上平台下方的下平台，所述下平台内开设有冷却槽，所述冷却槽用于供冷却液通过。

所述送粉系统包括送粉漏斗和送粉开关，所述送粉开关位于送粉漏斗下部且用于控制粉末的输送，所述送粉漏斗位于移动平台上方。

所述送粉开关包括送粉杆和送粉手柄，所述送粉杆位于送粉漏斗内，所述送粉手柄连接于送粉杆一端位于送粉漏斗外，所述送粉杆开设有供粉末通过的送粉通槽。

所述刮粉系统包括手摇控制部分、刮刀固定板和刮刀，所述刮刀位于刮刀固定板下方且用于刮送移动平台上的粉末，所述手摇控制部分与刮刀固定板连接且用于驱动刮刀固定板沿竖直方向移动。

所述手摇控制部分包括摇动手柄、转盘、传动齿轮和齿条，所述摇动手柄连接于转盘上且通过摇动转盘转动以驱动传动齿轮旋转，所述齿条竖直连接于刮刀固定板一侧且与传动齿轮啮合传动。

所述传动齿轮包括第一齿轮和第二齿轮，所述第一齿轮与第二齿轮啮合传动，所述第一齿轮的齿轮轴与转盘连接，所述第二齿轮与齿条啮合。

所述激光增材用手动铺粉装置还包括支撑板，所述刮粉系统还包括滑块和滑槽，所述滑块固定于刮刀固定板侧面，所述刮刀固定板和滑块穿过支撑板，所述滑槽位于支撑板上，所述滑块与滑槽相配合。

所述激光增材用收到铺粉装置还包括支撑板和窥视罩，所述支撑板位于移动平台上，所述窥视罩位于支撑板上用于观察移动平台。

与现有技术相比，本实用新型的优点在于：

本实用新型激光增材用手动铺粉装置，结构紧凑、方便，送粉系统能控制粉末输送的开启和关闭，为每一分层的烧结提供充足的粉末，为下一步刮出平整、光滑、致密的分层做准备，能连续均匀送粉且加粉方便，刮粉系统能刮出光滑、平整、致密的分层，能实现被刮粉末层的范围为0-10mm且固定方便、可靠，移动平台的工作平台采用丝杠副进行传动能平稳精准地移动，保证激光打到合适的位置，粉末收集系统回收利用粉末方便。

附图说明

图1是本实用新型结构示意图。

图2是本实用新型支撑板上方结构示意图。

图3是本实用新型支撑板下方结构示意图。

图4是图2的俯视图。

图5是送粉开关的结构示意图。

图6是图2中A处的局部放大图。

图7是工作平台的拆分结构示意图。

图8是本实用新型的工作流程原理图。

图中各标号表示：

1、送粉系统；11、送粉漏斗；12、送粉开关；121、送粉杆；1211、送粉通槽；122、送粉手柄；2、刮粉系统；21、手摇控制部分；211、摇动手柄；212、转盘；213、传动齿轮；2131、第一齿轮；2132、第二齿轮；214、齿条； 22、刮刀固定板；23、滑块；24、滑槽；25、刮刀；26、固定螺钉；3、移动平台；31、工作平台；311、上平台；312、下平台； 3121、冷却槽； 32、X轴丝杆；33、X轴光杆；34、Y轴导轨；35、Y轴丝杆；4、粉末收集系统；5、窥视罩；51、窥视盖；511、激光孔；52、散热台；6、支撑板。

具体实施方式

以下将结合说明书附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。

如图1至7所示，本实用新型的一种激光增材用手动铺粉装置，包括送粉系统1、刮粉系统2、移动平台3和粉末收集系统4，送粉系统1位于移动平台3上方且用于提供激光增材用粉末于移动平台3上，刮粉系统2将移动平台3上的粉末按预设要求刮平并将移动平台3上多余粉末刮至粉末收集系统4中，移动平台3包括工作平台31、X轴丝杆32、Y轴导轨34和Y轴丝杆35，X轴丝杆32连接于移动平台3下部且移动平台3沿X轴丝杆32可移动，Y轴导轨34连接于X轴丝杆32两端，Y轴丝杆35穿过Y轴导轨34且Y轴导轨34沿Y轴丝杆35可移动。

送粉系统1能控制粉末输送的开启和关闭，为每一分层的烧结提供充足的粉末，为下一步刮出平整、光滑、致密的分层做准备。刮粉系统2能刮出光滑、平整、致密的分层，刮粉系统2的精度直接影响到粉末烧结件的质量。移动平台3是整个装置的核心部分，其上承载着粉末的成型件，其下使用丝杠副进行传动使得工作平台31精确平稳地运动保证激光打到合适的位置，在工作平台31的下部安装上X轴丝杆32，以保证工作平台在X方向上的运动精度。

移动平台3还包括X轴光杆33，X轴光杆33连接于移动平台3下部且与X轴丝杆32平行设置。X轴光杆33保证整个工作平台31不会左右倾斜，提高整个平台运动的平稳度。

本实施例中，Y轴导轨34底部设有多个圆孔，分别对应安装X轴丝杆32和X轴光杆33。Y轴丝杆35安装在Y轴导轨34上部，Y轴丝杆35外接电机驱动。

工作平台31包括上平台311和位于上平台311下方的下平台312，下平台312内开设有冷却槽3121，冷却槽3121用于供冷却液通过。

上平台311为粉末下落平台，也为工件成形平台，有较高的平面度，即需要精加工，为了与下平台312连接紧密，在上平台311四周开出四个螺纹孔。工作平台31在粉末烧结的过程中，由于激光的不断作用，工作平台31会吸收大量的热量。若是这些热量不能及时散出，便会对成形工件产生重大影响，如弯曲、翘边，因此在下平台312开设有冷却槽3121，本实施例中，冷却槽3121为M型的小槽，小槽外部连接冷却液，在粉末烧结时，冷却液就在冷却槽3121循环流动，带走加工过程产生的多余热量。

本实施例中，移动平台3的工作过程主要包括X轴方向的进给运动和Y轴方向的进给运动。X轴方向的工作过程如下：电动机驱动X轴丝杆32运转，X轴丝杆32带动工作平台31沿X轴方向移动至指定位置。

Y轴方向的工作过程如下：电动机驱动Y轴丝杆35运转，Y轴丝杆35带动Y轴导轨34沿Y轴方向移动，移动平台3随着连接在Y轴导轨34的X轴光杆33和X轴丝杆32移动到指定位置。

送粉系统1包括送粉漏斗11和送粉开关12，送粉开关12位于送粉漏斗11下部且用于控制粉末的输送，送粉漏斗11位于移动平台3上方，送粉系统1能连续均匀送粉，并且加粉方便。本实施例中，送粉漏斗11有一定的斜度，盛放在送粉漏斗11里的粉末可以自行下落到移动平台3上，送粉漏斗11上方为开放式顶部，方便随时对粉末的补充，很大程度上增加了实验时的便利性，送粉漏斗11的下部设置圆孔，用于放置送粉开关12。

送粉开关12包括送粉杆121和送粉手柄122，送粉杆121位于送粉漏斗11内，送粉手柄122连接于送粉杆121一端位于送粉漏斗11外，送粉杆121开设有供粉末通过的送粉通槽1211。本实施例中，送粉杆121的一端为阶梯轴，方便开关的定位，另一端连接送粉手柄122，便于手动开启和关闭送粉。

刮粉系统2包括手摇控制部分21、刮刀固定板22和刮刀25，刮刀25位于刮刀固定板22下方且用于刮送移动平台3上的粉末，手摇控制部分21与刮刀固定板22连接且用于驱动刮刀固定板22沿竖直方向移动。

手摇控制部分21包括摇动手柄211、转盘212、传动齿轮213和齿条214，摇动手柄211连接于转盘212上且通过摇动转盘212转动以驱动传动齿轮213旋转，齿条214竖直连接于刮刀固定板22一侧且与传动齿轮213啮合传动。

传动齿轮213包括第一齿轮2131和第二齿轮2132，第一齿轮2131与第二齿轮2132啮合传动，第一齿轮2131的齿轮轴与转盘212连接，第二齿轮2132与齿条214啮合。

激光增材用手动铺粉装置还包括支撑板6，刮粉系统2还包括滑块23和滑槽24，滑块23固定于刮刀固定板22侧面，刮刀固定板22和滑块23穿过支撑板6，滑槽24位于支撑板6上，滑块23与滑槽24相配合。本实施例中，刮刀固定板22余支撑板6通过固定螺钉26连接固定。本实施例中，支撑板6覆盖在整个移动平台3上方，实现移动平台3的上部密封。

本实施例中，齿条214上设有刻度，方便读出刮刀25上下移动的距离。齿条214通过螺钉拧紧在刮刀固定板22上。为了达到减速效果，使用了一对传动比为1：3的传动齿轮213。考虑到整个装置的尺寸，将第一齿轮2131的模数定为0.5，齿数定为20，第二齿轮2132的模数为0.5，齿数为60，齿条214的模数也为0.5。

本实施例中，滑槽24为燕尾槽，滑块23为燕尾，燕尾槽与支撑板6的连接使用螺钉；燕尾23与刮刀固定板22的连接使用螺钉；刮刀固定板22与齿条214的连接使用螺钉。刮刀25通过传动齿轮213来进行减速传动，并通过燕尾槽来保证精确的上下运动。

刮粉系统2的工作流程如下：拧开固定螺钉26，旋转摇动手柄211调节齿条214上下移动，刮刀固定板22和刮刀25随着齿条214的移动而移动，确定刮刀25的达到预定位置后拧紧固定螺钉26。

激光增材用手动铺粉装置还包括窥视罩5，支撑板6位于移动平台3上，窥视罩5位于支撑板6上用于观察移动平台3。

本实施例中，窥视罩5包括窥视盖51和散热台52，窥视盖51放置于散热台52上，窥视盖51上设有供激光通过的激光孔511。在激光烧结的过程中，会释放大量的热量，散热台52位于工作平台31的上方，便于散发存留在装置内部的热量。

本实用新型粉末收集系统为抽屉式漏斗，通过抽拉就可实现粉末的收集。

如图8所示，本实用新型铺粉装置的工作过程如下：

(1) 往送粉系统1中的送粉漏斗11添加充足的粉末；

(2) 调节刮粉系统2中的摇动手柄211，将刮刀25调节至合适的位置，并用固定螺钉26将刮刀系统2的刮刀固定板22固定；

(3) 将送粉系统1中的送粉开关12打开；

(4) 移动平台3缓慢向Y轴方向移动，确保下落在工作平台31的粉末足够多；

(5) 送粉完成后，关闭送粉系统1中的送粉开关12；

(6) 移动平台3继续缓慢向Y轴方向移动，经过刮粉系统2的刮刀25底下，刮出致密、均匀的分层；

(7) 刮粉完成后，移动平台3移动至散热台52下，开始分层粉末的烧结；

(8) 分层粉末烧结完成后，移动平台3返回最初的位置，等待下一分层的烧结；

(9) 重复（2）-（8）过程；如此循环往复，直至零件烧结成形将零件从装置中取出，去除残留在零件上的多余粉末即可。

虽然本实用新型已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims (10)

1.一种激光增材用手动铺粉装置，包括送粉系统（1）、刮粉系统（2）、移动平台（3）和粉末收集系统（4），所述送粉系统（1）位于移动平台（3）上方且用于提供激光增材用粉末于移动平台（3）上，所述刮粉系统（2）将移动平台（3）上的粉末按预设要求刮平并将移动平台（3）上多余粉末刮至粉末收集系统（4）中，其特征在于：所述移动平台（3）包括工作平台（31）、X轴丝杆（32）、Y轴导轨（34）和Y轴丝杆（35），所述X轴丝杆（32）连接于移动平台（3）下部且移动平台（3）沿X轴丝杆（32）可移动，所述Y轴导轨（34）连接于X轴丝杆（32）两端，所述Y轴丝杆（35）穿过Y轴导轨（34）且所述Y轴导轨（34）沿Y轴丝杆（35）可移动。

2.根据权利要求1所述的激光增材用手动铺粉装置，其特征在于：所述移动平台（3）还包括X轴光杆（33），所述X轴光杆（33）连接于移动平台（3）下部且与X轴丝杆（32）平行设置。

3.根据权利要求1所述的激光增材用手动铺粉装置，其特征在于：所述工作平台（31）包括上平台（311）和位于上平台（311）下方的下平台（312），所述下平台（312）内开设有冷却槽（3121），所述冷却槽（3121）用于供冷却液通过。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的激光增材用手动铺粉装置，其特征在于：所述送粉系统（1）包括送粉漏斗（11）和送粉开关（12），所述送粉开关（12）位于送粉漏斗（11）下部且用于控制粉末的输送，所述送粉漏斗（11）位于移动平台（3）上方。

5.根据权利要求4所述的激光增材用手动铺粉装置，其特征在于：所述送粉开关（12）包括送粉杆（121）和送粉手柄（122），所述送粉杆（121）位于送粉漏斗（11）内，所述送粉手柄（122）连接于送粉杆（121）一端位于送粉漏斗（11）外，所述送粉杆（121）开设有供粉末通过的送粉通槽（1211）。

6.根据权利要求1至3中任一项所述的激光增材用手动铺粉装置，其特征在于：所述刮粉系统（2）包括手摇控制部分（21）、刮刀固定板（22）和刮刀（25），所述刮刀（25）位于刮刀固定板（22）下方且用于刮送移动平台（3）上的粉末，所述手摇控制部分（21）与刮刀固定板（22）连接且用于驱动刮刀固定板（22）沿竖直方向移动。

7.根据权利要求6所述的激光增材用手动铺粉装置，其特征在于：所述手摇控制部分（21）包括摇动手柄（211）、转盘（212）、传动齿轮（213）和齿条（214），所述摇动手柄（211）连接于转盘（212）上且通过摇动转盘（212）转动以驱动传动齿轮（213）旋转，所述齿条（214）竖直连接于刮刀固定板（22）一侧且与传动齿轮（213）啮合传动。

8.根据权利要求7所述的激光增材用手动铺粉装置，其特征在于：所述传动齿轮（213）包括第一齿轮（2131）和第二齿轮（2132），所述第一齿轮（2131）与第二齿轮（2132）啮合传动，所述第一齿轮（2131）的齿轮轴与转盘（212）连接，所述第二齿轮（2132）与齿条（214）啮合。

9.根据权利要求6所述的激光增材用手动铺粉装置，其特征在于：所述激光增材用手动铺粉装置还包括支撑板（6），所述刮粉系统（2）还包括滑块（23）和滑槽（24），所述滑块（23）固定于刮刀固定板（22）侧面，所述刮刀固定板（22）和滑块（23）穿过支撑板（6），所述滑槽（24）位于支撑板（6）上，所述滑块（23）与滑槽（24）相配合。

10.根据权利要求1至3中任一项所述的激光增材用手动铺粉装置，其特征在于：所述激光增材用收到铺粉装置还包括支撑板（6）和窥视罩（5），所述支撑板（6）位于移动平台（3）上，所述窥视罩（5）位于支撑板（6）上用于观察移动平台（3）。

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