CN216461753U - 单刀双向铺粉装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种单刀双向铺粉装置，单刀双向铺粉装置包括落粉舱、刮刀架、刮刀、顶粉腔、顶粉活塞以及活塞驱动装置；顶粉活塞置于顶粉腔内部；活塞驱动装置与顶粉活塞相连；刮刀设置在刮刀架底部并与刮刀架同步运动；落粉舱设置在刮刀架运行的起始位置；顶粉腔设置在刮刀架运行的起始位置和刮刀架运行的终止位置之间；刮刀架通过活塞驱动装置带动顶粉活塞运动，顶粉活塞在顶粉腔内部上下滑动。本实用新型提供了一种在刮刀往复运动过程中都可实现铺粉、减少成形等待时间以及提高成形效率的单刀双向铺粉装置。

Description

单刀双向铺粉装置

技术领域

本实用新型属于增材制造技术领域，涉及一种单刀双向铺粉装置，尤其涉及一种用于增材制造设备的单刀双向铺粉装置。

背景技术

增材制造技术是基于三维CAD模型数据，通过增加材料逐层制造的方式，其是以计算机三维设计模型为蓝本，通过软件分层离散和数控成形系统，利用高能束将材料进行逐层堆积，最终叠加成形，制造出实体产品。

激光选区熔化SLM是金属件直接成型的一种方法，是增材制造技术的最新发展。该技术基于快速成型的最基本思想，即逐层熔覆的“增量”制造方式，根据三维CAD模型直接成型有特定几何形状的零件，成型过程中金属粉末完全熔化，产生冶金结合。采用传统的机加工手段无法制造出来的形状结构复杂的金属零件，是激光快速成型技术应用的主要方向之一。

在采用现有技术的设备中，在打印完当前层后刮刀进行回程运动至落粉舱位置完成取粉之后进行下一层的铺粉，因刮刀在回程过程中无法进行铺粉，刮刀的回程运动增加了成形等待时间，降低了成形效率。

实用新型内容

为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本实用新型提供了一种在刮刀往复运动过程中都可实现铺粉、减少成形等待时间以及提高成形效率的单刀双向铺粉装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种单刀双向铺粉装置，其特征在于：所述单刀双向铺粉装置包括落粉舱、刮刀架、刮刀、顶粉腔、顶粉活塞以及活塞驱动装置；所述顶粉活塞置于顶粉腔内部；所述活塞驱动装置与顶粉活塞相连；所述刮刀设置在刮刀架底部并与刮刀架同步运动；所述落粉舱设置在刮刀架运行的起始位置；所述顶粉腔设置在刮刀架运行的起始位置和刮刀架运行的终止位置之间；所述刮刀架通过活塞驱动装置带动顶粉活塞运动；所述顶粉活塞在顶粉腔内部上下滑动。

上述活塞驱动装置包括齿轮、齿条、同步传动装置、主轴以及联动件；所述齿轮通过同步传动装置以及主轴与联动件相连；所述联动件与顶粉活塞相连并驱动顶粉活塞在顶粉腔内部上下滑动；所述齿条与齿轮啮合；所述齿条设置在刮刀架上。

上述齿条所在轴向与刮刀架的移动方向平行。

上述刮刀架从起始位置开始移动并逐渐靠近终止位置时，所述刮刀架依次通过齿条、齿轮、同步传动装置、主轴以及联动件带动顶粉活塞在顶粉腔内部从工作平面逐渐向下滑动；所述刮刀架从终止位置开始移动并逐渐远离终止位置时，所述刮刀架依次通过齿条、齿轮、同步传动装置、主轴以及联动件带动顶粉活塞在顶粉腔内部向上滑动并最终到达工作平面。

上述同步传动装置包括同步带主动轮、同步带以及同步带从动轮；所述同步带主动轮通过同步带带动同步带从动轮转动；所述同步带主动轮与齿轮固定连接；所述同步带从动轮与主轴固定连接。

上述联动件是曲柄联动件或凸轮。

上述联动件是曲柄联动件时，所述曲柄联动件包括第一曲柄联动件，所述第一曲柄联动件包括第二连杆以及与第二连杆相连的第一连杆；所述主轴通过第二连杆以及第一连杆驱动顶粉活塞在顶粉腔内部上下滑动。

上述曲柄联动件包括第二曲柄联动件，所述第一曲柄联动件与第二曲柄联动件分列在主轴两侧并分别与主轴同步运动；所述第二曲柄联动件的结构与第一曲柄联动件的结构完全相同。

上述齿轮是扇形齿轮。

上述齿轮是扇形双齿轮。

本实用新型的优点是：

本实用新型提供了一种单刀双向铺粉装置，单刀双向铺粉装置包括落粉舱、刮刀架、刮刀、顶粉腔、顶粉活塞以及活塞驱动装置；顶粉活塞置于顶粉腔内部；活塞驱动装置与顶粉活塞相连；刮刀设置在刮刀架底部并与刮刀架同步运动；落粉舱设置在刮刀架运行的起始位置；顶粉腔设置在刮刀架运行的起始位置和刮刀架运行的终止位置之间；刮刀架通过活塞驱动装置带动顶粉活塞运动，顶粉活塞在顶粉腔内部上下滑动。当刮刀从落粉舱取粉进行铺粉运动至近终止位置时，刮刀架上的齿条与顶粉机构齿轮啮合并随着刮刀的运动齿轮同时转动，通过与齿轮刚性连接的同步带传动机构驱动主轴上两组或多组曲柄联动件动作，曲柄联动件带动活塞向下运动，同时刮刀将剩余粉末刮到顶粉机构的活塞腔体，当打印完当前层后，刮刀反向运动，刮刀架上的齿条带动齿轮反向运动，齿轮反向运动带动曲柄联动件推动活塞向上运动顶出粉末实现刮刀回程运动中进行铺粉动作，实现了单刀双向铺粉，减少成形等待时间，提高了打印效率。

附图说明

图1是本实用新型所提供的单刀双向铺粉装置的俯视结构示意图；

图2是本实用新型所提供的单刀双向铺粉装置的侧视结构示意图；

图3是本实用新型所采用的顶粉机构的放大结构示意图；

图4是本实用新型所采用凸轮顶粉机构的双向铺粉装置示意图；

其中：

1-扇形双齿轮；2-同步带主动轮；3-同步带；4-顶粉腔；5-顶粉活塞；6-第一连杆；7-同步带从动轮；8-第二连杆；9-刮刀架；10-齿条；11-成形舱底板；12-刮刀；13-落粉舱；14-第三连杆；15-第四连杆；16-主轴。

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进行详细说明。

参见图1以及图2，本实用新型提供了一种单刀双向铺粉装置，包括落粉舱13、刮刀架9、刮刀12、顶粉腔4、顶粉活塞5以及活塞驱动装置；顶粉活塞5置于顶粉腔4内部；活塞驱动装置与顶粉活塞5相连；刮刀12设置在刮刀架9底部并与刮刀架9同步运动；落粉舱13设置在刮刀架9运行的起始位置(位置A)；顶粉腔4设置在刮刀架9运行的起始位置(位置A)和刮刀架9运行的终止位置(位置B)之间；刮刀架9通过活塞驱动装置带动顶粉活塞5运动，顶粉活塞5在顶粉腔4内部上下滑动。

参见图2以及图3，本实用新型所采用的活塞驱动装置包括齿轮、齿条10、同步传动装置、主轴16以及联动件；齿条10设置在刮刀架9；齿轮通过同步传动装置以及主轴16与曲柄联动件相连；联动件与顶粉活塞5相连并驱动顶粉活塞5在顶粉腔4内部上下滑动；齿条10与齿轮啮合。齿条10所在轴向与刮刀架9的移动方向平行。

刮刀架9从起始位置(位置A)开始移动并逐渐靠近终止位置(位置B)时，刮刀架9依次通过齿条10、齿轮、同步传动装置、主轴16以及联动件带动顶粉活塞5在顶粉腔4内部从工作平面逐渐向下滑动；刮刀架9从终止位置(位置B)开始移动并逐渐远离终止位置(位置B)时，刮刀架9依次通过齿条10、齿轮、同步传动装置、主轴16以及联动件带动顶粉活塞5在顶粉腔4内部向上滑动并最终到达工作平面。当刮刀正反向运动到顶粉腔区域时活塞静止，在顶粉腔4区域外，顶粉活塞5随着刮刀12的运动实现装粉和顶粉动作。

同步传动装置包括同步带主动轮2、同步带3以及同步带从动轮7；同步带主动轮2通过同步带3带动同步带从动轮7转动；同步带主动轮2与齿轮固定连接；同步带从动轮7与主轴16固定连接。

联动件是曲柄联动件或凸轮，当联动件是曲柄联动件时，曲柄联动件包括第一曲柄联动件，第一曲柄联动件包括第二连杆8以及与第二连杆8相连的第一连杆6；第一连杆6和顶粉活塞5通过转动幅连接，第二连杆8与主轴16刚性连接，主轴16通过第二连杆8以及第一连杆6驱动顶粉活塞5在顶粉腔4内部上下滑动。对于形区域较大的设备，顶粉腔4长度方向较长时，顶粉活塞5阻力增大，此时需要完全相同的两组或者两组以上的曲柄联动件同时驱动顶粉活塞5的运动，所有的曲柄联动件固定于主轴16上。优选的，本实用新型所采用的曲柄联动件包括第二曲柄联动件，第一曲柄联动件与第二曲柄联动件分列在主轴16两侧并分别与主轴16同步运动；第二曲柄联动件的结构与第一曲柄联动件的结构完全相同。第二曲柄联动件包括第三连杆14和第四连杆15，第三连杆14和顶粉活塞5通过转动幅连接，第四连杆15与主轴16刚性连接，当主轴16转动时带动顶粉活塞5上下运动，其中第一曲柄联动件和第二曲柄联动件与主轴16的固定完全一致。当刮刀架9往复运动时，齿条10与扇形双齿轮啮合，带动齿轮转动，齿轮通过同步带转动驱动主轴16转动，主轴驱动第一曲柄联动件和第二曲柄联动件动作，实现顶粉活塞5的往复运动。

齿轮是扇形齿轮，例如是扇形双齿轮1，当需要调节顶粉的粉末量时，可通过设计合适的扇形角度和两个扇形齿轮的夹角来实现，或者调整第二连杆8与第一连杆6(以及，第四连杆15与第三连杆14)的不同距离的连接幅来实现。

本实用新型的工作过程是：当开启打印命令，刮刀架起始位置在图2的位置A，落粉舱13开始落粉，落粉量满足两层打印所需，落粉完成后刮刀由位置A向位置B方向运行，当刮刀架9运行至顶粉腔4靠近腔体右侧边缘一定距离处时，激光出光开始当前层打印，同时齿条10与扇形双齿轮1其中一个齿轮啮合，同步带轮逆时针转动，通过同步带驱动主轴16逆时针转动，曲柄联动件(或凸轮，凸轮的结构示意图如4所示)带动顶粉活塞5向下运动，顶粉腔4腔体体积增大，同时通过刮刀12左侧面将第一次铺粉剩余粉末装入顶粉腔4后刮刀架9运行至位置B；待当前层打印完毕之后，刮刀架9开始从位置B向位置A运动，当刮刀架9运行至顶粉腔4靠近顶粉腔体左侧边缘一定距离处时，齿条10与扇形双齿轮1另外一个齿轮啮合，同步带轮顺时针转动，通过同步带驱动主轴16顺时针转动，曲柄联动件(或凸轮)带动顶粉活塞5向上运动顶出粉末并超过成形室底板11上表面一定距离后，刮刀12右侧面刮粉继续向右运动完成铺粉，当刮刀架9越过成形区域后，激光立即出光开始打印，同时刮刀架9运动至位置A后落粉舱开始落粉，如此循环，完成整个每层的成形过程。本实用新型一种用于增材制造设备的单刀双向铺粉装置实现了单刀双向铺粉，提高了打印效率。

Claims (10)

1.一种单刀双向铺粉装置，其特征在于：所述单刀双向铺粉装置包括落粉舱(13)、刮刀架(9)、刮刀(12)、顶粉腔(4)、顶粉活塞(5)以及活塞驱动装置；所述顶粉活塞(5)置于顶粉腔(4)内部；所述活塞驱动装置与顶粉活塞(5)相连；所述刮刀(12)设置在刮刀架(9)底部并与刮刀架(9)同步运动；所述落粉舱(13)设置在刮刀架(9)运行的起始位置；所述顶粉腔(4)设置在刮刀架(9)运行的起始位置和刮刀架(9)运行的终止位置之间；所述刮刀架(9)通过活塞驱动装置带动顶粉活塞(5)运动，所述顶粉活塞(5)在顶粉腔(4)内部上下滑动。

2.根据权利要求1所述的单刀双向铺粉装置，其特征在于：所述活塞驱动装置包括齿轮、齿条(10)、同步传动装置、主轴(16)以及联动件；所述齿条(10)设置在刮刀架(9)上；所述齿轮通过同步传动装置以及主轴(16)与联动件相连；所述联动件与顶粉活塞(5)相连并驱动顶粉活塞(5)在顶粉腔(4)内部上下滑动；所述齿条(10)与齿轮啮合。

3.根据权利要求2所述的单刀双向铺粉装置，其特征在于：所述齿条(10)所在轴向与刮刀架(9)的移动方向平行。

4.根据权利要求3所述的单刀双向铺粉装置，其特征在于：所述刮刀架(9)从起始位置开始移动并逐渐靠近终止位置时，所述刮刀架(9)依次通过齿条(10)、齿轮、同步传动装置、主轴(16)以及联动件带动顶粉活塞(5)在顶粉腔(4)内部从工作平面逐渐向下滑动；所述刮刀架(9)从终止位置开始移动并逐渐远离终止位置时，所述刮刀架(9)依次通过齿条(10)、齿轮、同步传动装置、主轴(16)以及联动件带动顶粉活塞(5)在顶粉腔(4)内部向上滑动并最终到达工作平面。

5.根据权利要求4所述的单刀双向铺粉装置，其特征在于：所述同步传动装置包括同步带主动轮(2)、同步带(3)以及同步带从动轮(7)；所述同步带主动轮(2)通过同步带(3)带动同步带从动轮(7)转动；所述同步带主动轮(2)与齿轮固定连接；所述同步带从动轮(7)与主轴(16)固定连接。

6.根据权利要求2或3或4或5所述的单刀双向铺粉装置，其特征在于：所述联动件是曲柄联动件或凸轮。

7.根据权利要求6所述的单刀双向铺粉装置，其特征在于：所述联动件是曲柄联动件时，所述曲柄联动件包括第一曲柄联动件，所述第一曲柄联动件包括第二连杆(8)以及与第二连杆(8)相连的第一连杆(6)；所述主轴(16)通过第二连杆(8)以及第一连杆(6)驱动顶粉活塞(5)在顶粉腔(4)内部上下滑动。

8.根据权利要求7所述的单刀双向铺粉装置，其特征在于：所述曲柄联动件包括第二曲柄联动件，所述第一曲柄联动件与第二曲柄联动件分列在主轴(16)两侧并分别与主轴(16)同步运动；所述第二曲柄联动件的结构与第一曲柄联动件的结构完全相同。

9.根据权利要求8所述的单刀双向铺粉装置，其特征在于：所述齿轮是扇形齿轮。

10.根据权利要求7所述的单刀双向铺粉装置，其特征在于：所述齿轮是扇形双齿轮(1)。

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