CN2553946Y - 激光三维快速微成型纳米相粉送粉装置 - Google Patents

Abstract

一种激光三维快速微成型纳米相粉送粉装置属于激光三维快速微成型的技术领域。包括进粉部分、打散和传送部分及控制系统部分。进粉部分与打散和传送部分连接在一起组成一体，进粉部分包括活塞，固定活塞的活塞套、支架、壳体、定位盘、底座及使活塞产生上下运动的驱动部件，打散和传送部分包括滚刷，固定滚刷的滚刷座、腔体，使滚刷转动的驱动部件，及输送粉末的进气口和出粉口；控制系统包括单片机，电机转速控制器和调节器，及显示数据和状态的显示单元。活塞将粉末向上输送到腔体，滚刷的外径大于腔体的内径，滚刷与腔体内壁之间的摩擦力将团聚的粉末打散，由载流气体将粉末从出粉口均匀送出，解决了纳米相粉易团聚、流动性差的问题。

Description

激光三维快速微成型纳米相粉送粉装置

技术领域

一种激光三维快速微成型纳米相粉送粉装置属于激光三维快速微成型的

技术领域。

背景技术

进入21世纪的激光三维微成型技术将选区激光烧结快速成型技术与纳米科学技术、激光技术、计算机控制技术结合起来，采用加成技术的思想，以激光熔烧纳米相粉末直接制造三维零件。纳米相粉激光三维微成型的关键是激光光子能量准确地、适时地、适量地向指定微区传递纳米相粉末。激光熔覆的质量与粉的传送精度密切相关，即使非常微小的送粉偏差也会导致几何形状、厚度、表面光滑度的重大改变。因此，送粉器的设计就显得非常重要。

粉末颗粒在亚微米、纳米相态下，由于粉末颗粒本身尺寸小，有着明显的小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应等。这些效应造成纳米相粉末易团聚成团，难以打散，流动性差，打散以后又难于传送。

发明内容

本实用新型的目的是设计一种激光三维快速微成型纳米相粉送粉装置来解决上述问题。

本实用新型的设计方案参见图1-4。包括进粉部分、打散和传送部分及控制系统部分，其中图3中的进粉部分的A端连接到图2中的打散和传送部分的B端组成一个整体，在进粉部分中活塞电机23的端面固定在底座28一侧上方，壳体30的下口依靠定位盘29固定在底座28的另一侧上方，螺杆26从底座28下方垂直穿过定位盘29进入到壳体30内部，在壳体30内的上部固定有支架34，支架34支撑活塞套6，活塞套6中是可上下运动的活塞7，活塞7下面是带有顶尖32的滑块31，在底座28的下方有三个齿轮，主动齿轮24固定在活塞电机23的输出轴上，中间齿轮25和传动齿轮27固定在底座28上，在主动齿轮24旁边装有位置传感器33；在打散和传送部分中滚刷电机12的端面与法兰盘22固定，并通过左端盖21固定在腔体4的一侧面上，在腔体4上与左端盖22相对的另一侧面固定有右端盖17和封堵18，滚刷电机12的输出轴通过主拨叉13、辅拨叉14连接由左端盖21和右端盖17支撑的在腔体4内部的轴8，滚刷2通过滚刷座3固定在轴8上，顶盖11固定在腔体4的上端面，在顶盖11的一侧设有与轴8的轴线方向相垂直的进气口1，在与进气口1相对的另一侧设有出粉口10，在进气口1与出粉口10之间设有相互连通的气室35和通道36；在系统控制部分中设有与外部电源相连接的电源总开关37，电源总开关37经过应急开关38把电源输送到滚刷转动开关39和活塞运动开关40，滚刷转动开关39控制滚刷转动电机转速控制器41的电源，活塞运动开关40控制活塞运动电机转速控制器43的电源，滚刷转动电机转速控制器41的输出连接滚刷电机12、输入连接滚刷转动电机转速调节器42，活塞运动电机转速控制器43的输出连接活塞电机23、输入连接活塞运动电机转速调节器44，控制滚刷转动电机转速调节器42和活塞运动电机转速调节器44的是单片机45，单片机45的输入端连接着用于检测主动齿轮24转动位置的位置传感器33输出的位置传感信号46，单片机45的另一个输出端通过显示选通开关47连接着用于显示数据和状态的显示单元48。

本实用新型中的滚刷2的外径大于腔体4的内径，所述的内、外径尺寸差值≤0.5mm。

本实用新型的的工作原理参见图1。纳米相粉末放在下部的活塞7上，活塞7由可调速电机驱动缓慢向上送粉，腔体4内的滚刷2转动到进粉口10时，滚刷2刮走进入到腔体4内的粉末，滚刷2继续转动，利用滚刷2与腔体4内壁之间的摩擦力将团聚相粉打散。在腔体4的顶部，从进气口1进入的载流气体将滚刷2上附着的已打散的粉末吹入出粉通道，一定流速的载流气体可保证粉末在通道内不再次团聚，并均匀、稳定地从出粉口10喷出。当滚刷2再次转到进粉口10时，又将粉末刮走，而后经历同样的循环。

如果要将几种不同的粉末混合进行加工，可在活塞7上打几个小孔，分别装载不同的粉末，刷子会将它们混合均匀并同时传送出去。

本实用新型可将团聚的纳米级的粉末打散，并在高速的气流的辅助下将粉末均匀送出。

附图说明

图1是本实用新型的原理示意图

图中1、进气口，2、滚刷，3、滚刷座，4、腔体，5、固定套，6、活塞套，7、活塞，8、轴，9、打散腔，10、出粉口，11、顶盖，35、气室，36、通道；

图2是本实用新型打散和传送部分的结构示意图

图中2、滚刷，3、滚刷座，4、腔体，8、轴，11、顶盖，12、滚刷电机，13、主拨叉，14、辅拨叉，15、螺钉，16、轴承，17、右端盖，18、封堵，19、销钉，20、垫片，21、左端盖，22、法兰盘。

图3是本实用新型进粉部分的结构示意图

图中6、活塞套，7、活塞，23、活塞电机，24、主动齿轮，25、中间齿轮，26、螺杆，27、传动齿轮，28、底座，29、定位盘，30、壳体，31、滑块，32、顶块，33、位置传感器，34、支架；

图4是本实用新型的系统控制原理示意图

图中37、电源总开关，38、应急开关，39、滚刷转动开关，40、活塞运动开关，41、滚刷电机转速控制器，42、滚刷电机转速调节器，43、活塞电机转速控制器，44、活塞电机转速调节器，45、单片机，46、位置传感器信号，47、显示选通开关，48、显示单元。

具体实施方式

本实用新型参见图1-4按通用方式安装调试。实施例中除常规配置外，样机总长约80cm，滚刷2总长约45cm，外径41cm，轴8的直径为8cm，长70cm。活塞7分为粗、细两种，直径分别为28cm、10cm，长度均为94cm。活塞电机23为24V直流电机，功率为24W，扭矩为80g·cm，额定转速3000r/min。采用惰性气体作载流气体，使用活塞7向上输送纳米相粉末，活塞7向上速度可调范围0～700cm/h，滚刷电机12的转速0～1500rpm可调。粉末被打散后，在出粉口10处粉末成雾状均匀送出，达到了微细粉末的输送要求。

Claims (2)

1、一种激光三维快速微成型纳米相粉送粉装置，其特征在于：它包括进粉部分、打散和传送部分及系统控制部分，进粉部分的A端连接到打散和传送部分的B端组成一个整体，在进粉部分中活塞电机(23)的端面固定在底座(28)一侧上方，壳体(30)的下口依靠定位盘(29)固定在底座(28)的另一侧上方，螺杆(26)从底座(28)下方垂直穿过定位盘(29)进入到壳体(30)内部，在壳体(30)内的上部固定有支架(34)，支架(34)支撑活塞套(6)，活塞套(6)中是可上下运动的活塞(7)，活塞(7)下面安装的是滑块(31)，滑块(31)中固装着与活塞(7)对顶的顶块(32)，在底座(28)的下方有三个齿轮，主动齿轮(24)固定在活塞电机(23)的输出轴上，中间齿轮(25)和传动齿轮(27)固定在底座(28)上，在主动齿轮(24)旁边装有位置传感器(33)；在打散和传送部分中滚刷电机(12)的端面与法兰盘(22)固定，并通过左端盖(21)固定在腔体(4)的一侧面上，在腔体(4)上与左端盖(22)相对的另一侧面固定有右端盖(17)和封堵(18)，滚刷电机(12)的输出轴通过主拨叉(13)、辅拨叉(14)连接由左端盖(21)和右端盖(17)支撑的在腔体(4)内部的轴(8)，滚刷(2)通过滚刷座(3)固定在轴(8)上，顶盖(11)固定在腔体(4)的上端面，在顶盖(11)的一侧设有与轴(8)的轴线方向相垂直的进气口(1)，在与进气口(1)相对的另一侧设有出粉口(10)，在进气口(1)与出粉口(10)之间设有相互连通的气室(35)和通道(36)；在系统控制部分中设有与外部电源相连接的电源总开关(37)，电源总开关(37)经过应急开关(38)把电源输送到滚刷转动开关(39)和活塞运动开关(40)，滚刷转动开关(39)控制滚刷转动电机转速控制器(41)的电源，活塞运动开关(40)控制活塞运动电机转速控制器(43)的电源，滚刷转动电机转速控制器(41)的输出连接滚刷电机(12)、输入连接滚刷转动电机转速调节器(42)，活塞运动电机转速控制器(43)的输出连接活塞电机(23)、输入连接活塞运动电机转速调节器(44)，控制滚刷转动电机转速调节器(42)和活塞运动电机转速调节器(44)的是单片机(45)，单片机(45)的输入端连接着用于检测主动齿轮(24)转动位置的位置传感器(33)输出的位置传感信号(46)，单片机(45)的另一个输出端通过显示选通开关(47)连接着用于显示数据和状态的显示单元(48)。

2、根据权利要求1所述的一种激光三维快速微成型纳米相粉送粉装置，其特征在于：所述的滚刷(2)的外径大于腔体(4)的内径，所述的内、外径尺寸差值≤0.5mm。

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