CN219052920U - 一种增材制造设备及其送铺粉装置 - Google Patents

Abstract

一种增材制造设备及其送铺粉装置，其中，铺粉装置通过包括送粉箱、粉末输送管、铺粉机构以及用于驱动铺粉机构进行铺粉运动的驱动机构；所述粉末输送管的一端深入送粉箱，另一端深入工作腔；所述铺粉机构上安装有弧形的挡粉板；所述送粉箱内设有气泵，用于给送粉箱内的粉末提供动力，以使粉末通过粉末输送管输送至工作腔，并在挡粉板的作用下平铺在基板上或者已烧结的工件表面。本实用新型的增材制造设备及其送铺粉装置采用气动无接触式铺粉，粉末在弧形的挡粉板和重力的作用下均匀地平铺在基板或已烧结的工件表面，在整个铺粉过程中无刚性物体与成形工件发生刚性接触，避免了烧结较高的工件被刮坏的弊端，从而提高了工件成形成功率。

Description

一种增材制造设备及其送铺粉装置

技术领域

本实用新型属于增材制造技术领域，具体涉及一种增材制造设备及其送铺粉装置。

背景技术

增材制造技术是一项具有数字化制造、高度柔性和适应性、直接CAD模型驱动、快速、材料类型丰富多样等鲜明特点的先进制造技术，由于其不受零件形状复杂程度的限制，不需要任何的工装模具，因此应用范围非常广。选区激光熔融技术（Selective LaserMelting，简称SLM）是近年来发展迅速的增材制造技术之一，其以粉末材料为原料，采用激光对三维实体的截面进行逐层扫描完成原型制造。其基本工作过程是：送粉装置将一定量粉末送至工作平台面，铺粉装置将一层粉末材料平铺在成型缸底板或已成型零件的上表面，激光振镜系统控制激光以一个近似不变的光斑大小和光束能量按照该层的截面轮廓对实心部分粉末层进行扫描，使粉末熔化并与下面已成型的部分实现粘接；当一层截面烧结完后，工作平台下降一个层的厚度，铺粉装置又在上面铺上一层均匀密实的粉末，进行新一层截面的扫描烧结，经若干层扫描叠加，直至完成整个原型制造。

在上述增材设备中，铺粉装置一般由铺粉轴、刮刀等部件构成，刮刀安装在铺粉轴上，在齿轮传动机构的带动下，铺粉轴带着刮刀运动，刮刀与粉末接触将粉末铺平在基板上方，该铺粉装置虽然可以实现铺粉的目的，但由于刮刀推着粉末向前运动将粉末铺平，而在水平面上进行运动，经常会与烧结较高的工件产生碰撞，在碰撞的位置则会产生堆粉，从而导致后续激光烧结烧不透出现异常，进而导致工件报废。

实用新型内容

为了解决现有技术存在的上述技术问题，本实用新型提供了一种增材制造设备及其送铺粉装置，该送铺粉装置采用气动无接触式铺粉，粉末在挡粉板和重力的作用下均匀地铺展在基板或已烧结的工件表面，在整个铺粉过程中无刚性物体与成形工件发生刚性接触，避免了烧结较高的工件被刮坏的弊端，从而提高了工件成形成功率。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种增材制造设备的送铺粉装置，包括送粉箱、粉末输送管、铺粉机构以及用于驱动铺粉机构进行铺粉运动的驱动机构；

所述粉末输送管的一端深入送粉箱，另一端深入工作腔；

所述铺粉机构上安装有弧形的挡粉板；

所述送粉箱内设有气泵，用于给送粉箱内的粉末提供动力，以使粉末通过粉末输送管输送至工作腔，并在挡粉板的作用下平铺在基板上或者已烧结的工件表面。

作为本实用新型的进一步优选方案，所述挡粉板为圆弧形状，且长度为圆形的四分之一。

作为本实用新型的进一步优选方案，所述挡粉板的弧内中点法线方向与粉末输送管的出粉方向呈135°角。

作为本实用新型的进一步优选方案，所述铺粉机构包括导轨以及在驱动机构的驱动下在导轨上进行运动的运动块，所述挡粉板通过紧固螺钉安装在运动块上。

作为本实用新型的进一步优选方案，所述粉末输送管与挡粉板的最近距离为9.5-10.5mm，最远距离99-1001mm。

作为本实用新型的进一步优选方案，所述气泵为叶片式泵或容积式泵。

作为本实用新型的进一步优选方案，所述气泵压缩的气体为氩气。

本实用新型还提供了一种增材制造设备，包括工作腔、工作缸、基板以及上述任一项所述的增材制造设备的送铺粉装置，所述送粉箱设置于工作腔之外。

作为本实用新型的进一步优选方案，所述工作缸的内侧壁与基板的侧壁之间填充有橡胶。

本实用新型的增材制造设备及其送铺粉装置，其中，铺粉装置通过包括送粉箱、粉末输送管、铺粉机构以及用于驱动铺粉机构进行铺粉运动的驱动机构；所述粉末输送管的一端深入送粉箱，另一端深入工作腔；所述铺粉机构上安装有弧形的挡粉板；所述送粉箱内设有气泵，用于给送粉箱内的粉末提供动力，以使粉末通过粉末输送管输送至工作腔，并在挡粉板的作用下平铺在基板上或者已烧结的工件表面，使得本实用新型可采用气动无接触式铺粉，粉末在弧形的挡粉板和重力的作用下均匀地平铺在基板或已烧结的工件表面，在整个铺粉过程中无刚性物体与成形工件发生刚性接触，避免了烧结较高的工件被刮坏的弊端，从而提高了工件成形成功率。

附图说明

图1为本实用新型增材制造设备的送铺粉装置提供的实施例一的正视图；

图2为本实用新型增材制造设备的送铺粉装置提供的实施例一的侧视图。

图中部件标记如下：

1、工作腔，2、运动块，3、挡粉板，4、紧固螺钉，5、工作缸，6、基板，7、橡胶，8、工件，9、粉末输送管，10、粉末，11、送粉箱，12、气泵，13、导轨。

具体实施方式

为了让本领域的技术人员更好地理解并实现本实用新型的技术方案，以下将结合说明书附图和具体实施例做进一步详细说明。

实施例一

如图1和图2所示，本实用新型提供的一种增材制造设备的送铺粉装置，包括送粉箱11、粉末输送管9、铺粉机构以及用于驱动铺粉机构进行铺粉运动的驱动机构；

所述粉末输送管9的一端深入送粉箱11，另一端深入工作腔1；

所述铺粉机构上安装有弧形的挡粉板3；

所述送粉箱11内设有气泵12，用于给送粉箱11内的粉末10提供动力，以使粉末10通过粉末输送管9输送至工作腔1，并在挡粉板3的作用下平铺在基板6上或者已烧结的工件8表面。

具体实施中，所述铺粉机构包括导轨13以及在驱动机构的驱动下在导轨13上进行运动的运动块2，所述挡粉板3通过紧固螺钉4安装在运动块2上。

在此需说明的是，所述驱动机构为现有技术的常用部件，只要其能够实现驱动功能即可，例如，其可以为齿轮驱动，也可以为电机直接驱动等等，因此，在此对其具体结构不做详细阐述。

具体地，如图1所示，粉末10在粉末输送管9的末端依靠惯性保持向前运动，直至接触到挡粉板3，粉末10的运动方向发生转变，并在重力的作用下向下运动平铺在基板6或已烧结工件8表面，图1中箭头所指方向为粉末10的运动方向。与此同时，挡粉板3依靠紧固螺钉4与运动块2连接，并在运动块2的带动下沿着导轨13以一定的速度均匀向前运动，因此实现了粉末10可以不接触刚性物体而均匀的平铺在基板6或已烧结工件8表面。

优选地，所述挡粉板3为圆弧形状，且长度为圆形的四分之一（也可称四分之一圆弧）；所述挡粉板3的弧内中点法线方向与粉末输送管9的出粉方向呈135°角，这样能够最大程度地使粉末沿着预定方向运动。当然，在具体实施中，所述挡粉板还可以为其它形状或长度的弧形板，在此不做限制。

在一具体实施中，所述气泵12包括但不限于叶片式泵、容积式泵与其它类型泵。通过对气泵12设置不同的初始压力值使得气泵12压缩气体（气体种类包括但不限于氩气）赋予粉末10一定的运动速度（图1中虚线箭头为送粉箱11中粉末10的运动方向）。由于不同类型的粉末10（例如金属或尼龙粉末10）密度不同，因此需要设定气泵12不同的初始压力值。粉末10在气体的带动下沿着粉末输送管9运动，出粉末输送管9后粉末10继续运动一定距离直至接触到挡粉板3改变运动方向。由于挡粉板3在铺粉机构的带动下随其运动，因此，作为本实用新型的一种实施方式，所述粉末输送管9与挡粉板3的最近距离为9.5-10.5mm，最远距离99-1001mm。优选地，所述粉末输送管9与挡粉板3的最近距离为10mm，最远距离1000mm。当然，在具体实施中，还可以根据粉末10的类型、气泵12的压力设置具体设定。

其中，挡粉板3与粉末输送管9的实时距离对应着气泵12输出的实时压力值，挡粉板3与粉末输送管9距离愈大，气泵12输出的实时压力值愈大。而且，成形幅面上铺粉粉量的大小也与气泵12的输出压力值相关，因此，可根据具体需求的铺粉粉末10层厚度设置气泵12的输出压力值。

实施例二

本实用新型还提供了一种增材制造设备，包括工作腔1、工作缸5、基板6以及上述任一实施例所述的增材制造设备的送铺粉装置，所述送粉箱11设置于工作腔1之外。在此需说明的是，本申请的核心保护的是送铺粉装置，因此对于增材制造设备的其它现有部件，在此不做具体阐述。

优选地，所述工作缸5的内侧壁与基板6的侧壁之间填充有橡胶7，以避免工作缸5内侧壁与基板6之间发生刚性接触，从而减少侧壁的损伤。

以上实施例仅是本实用新型的优选实施方式，本实用新型的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本实用新型思路下的技术方案均应属于本实用新型的保护范围。应当指出，在不脱离本实用新型原理前提下的若干修改和修饰，应视为本实用新型的保护范围。

Claims (9)

1.一种增材制造设备的送铺粉装置，其特征在于，包括送粉箱、粉末输送管、铺粉机构以及用于驱动铺粉机构进行铺粉运动的驱动机构；

所述粉末输送管的一端深入送粉箱，另一端深入工作腔；

所述铺粉机构上安装有弧形的挡粉板；

所述送粉箱内设有气泵，用于给送粉箱内的粉末提供动力，以使粉末通过粉末输送管输送至工作腔，并在挡粉板的作用下平铺在基板上或者已烧结的工件表面。

2.根据权利要求1所述的增材制造设备的送铺粉装置，其特征在于，所述挡粉板为圆弧形状，且长度为圆形的四分之一。

3.根据权利要求2所述的增材制造设备的送铺粉装置，其特征在于，所述挡粉板的弧内中点法线方向与粉末输送管的出粉方向呈135°角。

4.根据权利要求1所述的增材制造设备的送铺粉装置，其特征在于，所述铺粉机构包括导轨以及在驱动机构的驱动下在导轨上进行运动的运动块，所述挡粉板通过紧固螺钉安装在运动块上。

5.根据权利要求1所述的增材制造设备的送铺粉装置，其特征在于，所述粉末输送管与挡粉板的最近距离为9.5-10.5mm，最远距离99-1001mm。

6.根据权利要求1所述的增材制造设备的送铺粉装置，其特征在于，所述气泵为叶片式泵或容积式泵。

7.根据权利要求1至6任一项所述的增材制造设备的送铺粉装置，其特征在于，所述气泵压缩的气体为氩气。

8.一种增材制造设备，其特征在于，包括工作腔、工作缸、基板以及权利要求1-7任一项所述的增材制造设备的送铺粉装置，所述送粉箱设置于工作腔之外。

9.根据权利要求8所述的增材制造设备，其特征在于，所述工作缸的内侧壁与基板的侧壁之间填充有橡胶。

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