TWI764476B - 定量供料裝置 - Google Patents

Abstract

本發明係為一種定量供料裝置，係包括一儲料槽，係為一中空殼體，下方設有一落料開口；一襯套，係設置於該落料開口處之該儲料槽內部，其中心設有向下漸縮之穿透開孔；一供料軸，係橫置於該襯套之穿透開孔下方，該供料軸之徑向側壁設有至少二溝槽。

Description

定量供料裝置

本發明係與積層製造技術有關，特別係指一種用於積層製造供料重力落粉技術之定量供料裝置。

積層製造製程中的供粉裝置大多以重力自然落下之方式供應粉料到工作腔體內，重力落粉系統是透過重力與壓力控制將金屬粉末均勻、穩定的從存料槽落至加工平面，進而提高鋪粉品質，使製程更加穩定。目前主要用於粉床熔融製程(PBF)。現有技術絕大多數使用旋轉軸驅動輪葉或螺旋的方式，連續不間斷的定量供應粉末給腔體內的加工平面，現有技術常會遇到的問題是粉料容易堆積在旋轉軸、輪葉等元件的縫隙中，久而久之堆積造成粉料落下量不均勻，甚至可能影響元件作動而卡住旋轉軸造成故障，特別是金屬積層製造技術使用硬度較高之金屬，在旋轉軸元件中堆積、使元件容易被金屬粉末磨損，縮短供粉裝置的使用壽命與造成供粉不均勻之情況。另外，積層製造的工作腔體內部會加壓充填惰性氣體等工作氣體，使腔體內部的壓力往往高於供料裝置內部的壓力，致使粉料無法從供料槽順利落下至工作腔體內部。

中華民國專利M503399係揭露一種定量供料裝 置，其中提及透過設計輪葉凹槽控制供料量，且藉由旋轉角度可輕易控制供料開關。該專利有以下缺點：機構以襯套包覆軸心之運轉方式，如此元件之間的接觸面積大，易造成旋轉動作的機構磨損。結塊或粒徑過大的粉末容易卡在軸心與襯套間，導致驅動馬達承受壓力超過負荷值而過載，致使機構無法運作，盛裝之粉末容易堆積於襯套與外壁間的縫隙，無法用人力或其他方式清除，最後只能將裝置報廢，造成系統建置成本居高不下。

為改善先前技術之缺點，本發明係提供一種定量供料裝置，本發明以旋轉供料軸設置溝槽的設計作為盛裝物料的載體，供料軸位於儲料槽出口襯套下方的設計，可避免先前技術供料軸位於襯套下方、導致粉料容易堆積，旋轉動作的機構磨損、裝置使用壽命縮短的缺點。

本發明係為一種定量供料裝置，係包括：一儲料槽，係為一中空殼體，下方設有一落料開口；一襯套，係設置於該落料開口處之該儲料槽內部，其中心設有向下漸縮之穿透開孔；一供料軸，係橫置於該襯套之穿透開孔下方，該供料軸之徑向側壁設有至少二溝槽。

本發明之一實施例中，該襯套與該供料軸間具有一間隙，該間隙的距離為0.01mm~0.07mm。

本發明之一實施例中，該襯套穿透開孔向下漸縮 之角度係不小於45°。

本發明之一實施例中，該供料軸係由一馬達驅動旋轉。

本發明之一實施例中，該儲料槽內盛裝之物料係為金屬粉末。

本發明之一實施例中，該金屬粉末為Inconel 718金屬粉末。

本發明之一實施例中，更包括一壓力平衡裝置，該壓力平衡裝置係連通至該儲料槽內部，係用於使該儲料槽內之氣壓與該供料軸下方之氣壓相等。

以上之概述與接下來的詳細說明及附圖，皆是為了能進一步說明本發明達到預定目的所採取的方式、手段及功效。而有關本發明的其他目的及優點，將在後續的說明及圖示中加以闡述。

11:儲料槽

111:開口

12:襯套

121:穿透開孔

13:供料軸

131:溝槽

圖1係為本發明之實施例結構圖。

以下係藉由特定的具體實例說明本發明之實施方式，熟悉此技藝之人士可由本說明書所揭示之內容輕易地瞭解本發明之其他優點與功效。

本發明之定量供料裝置實施例結構圖如圖1所 示，該實施例係包括：一儲料槽11，其下方具有落料用的開口111；一襯套12，係設置於該儲料槽11內部的下方開口111內，其中心設有向下漸縮之穿透開孔121，儲料槽11盛裝之物料僅能從該穿透開孔121通過、落下；一供料軸13，係橫置於該襯套12之穿透開孔121下方，該供料軸13之徑向側壁設有二溝槽131，該供料軸13由一馬達驅動旋轉(圖未示)，當儲料槽11中的物料經過該襯套12之穿透開孔121落下至該供料軸13處，堆積在溝槽131內，供料軸13旋轉使溝槽131轉動至下方、使物料向下落下，達到定量供粉之目的。

本發明之一實施例中，該襯套與該供料軸之間具有一間隙，該間隙的距離視物料的粒徑而定，間隙過大會造成儲料槽中的物料直接洩露到下方，過小則會導致供料軸的旋轉阻力增大。舉例而言，若使用金屬積層製造用的Inconel 718金屬粉末，該間隙的距離範圍為0.01mm~0.07mm，以0.04mm為較佳實施例。該襯套與該供料軸之間的間隙可設計成隨使用者需求即時調整，以適應不同粒徑粉料的情況。

本發明之供料軸上開設容置物料之溝槽，其溝槽數量至少為二，實際數量應考慮馬達轉速、所需供粉速度與粉料摩擦力等因素而定，數量為二時，兩道溝槽分別設置於該供料軸徑向表面、相隔角度180°的位置，此設計可避免一溝槽尚未轉到正下方落料前、上面的溝槽即提前落料造成供料不均勻的情況，因此溝槽的實際數量應依使用者需求而定。

本發明之一實施例中，在執行積層製造的供粉作業時，為避免儲料槽下方的工作腔體內部壓力與儲料槽內部的壓力差距過大、導致粉料無法落下的情況發生，本發明可包括一壓力平衡裝置，該壓力平衡裝置係為一氣壓加壓裝置，連通至該儲料槽內部，並隨時偵測積層製造工作腔體內部之壓力，同時對該儲料槽內部進行加壓，使該供料軸上下兩端之氣壓相等，達到壓力平衡，以確保粉料可以確實落下。

必須指出的是，本發明的應用範圍並不限於使用金屬積層製造之金屬粉末，舉凡使用重力落下定量供料的製程，如食物、穀物、茶葉、化學物質粉料等技術，均可使用本發明之定量供料裝置。

藉此，本發明係提供一種定量供料裝置，本發明以旋轉供料軸設置溝槽的設計作為盛裝物料的載體，供料軸位於儲料槽出口襯套下方的設計，可避免先前技術供料軸位於襯套下方、導致粉料容易堆積，旋轉動作的機構磨損、裝置使用壽命縮短的缺點。本發明之供料軸與襯套間的間隙可依實際落粉的粒徑、速度、物料摩擦力等因素調整，本發明並具有壓力平衡裝置，可平衡供料軸上下兩端之壓力，確保物料可以順利落下至工作區域。

上述之實施例僅為例示性說明本發明之特點及其功效，而非用於限制本發明之實質技術內容的範圍。任何熟習此技藝之人士均可在不違背本發明之精神及範疇下，對上 述實施例進行修飾與變化。因此，本發明之權利保護範圍，應如後述之申請專利範圍所列。

11:儲料槽

111:開口

12:襯套

121:穿透開孔

13:供料軸

131:溝槽

Claims (5)

1. 一種定量供料裝置，用於積層製造供料，係包括：一儲料槽，係為一中空殼體，下方設有一落料開口，該儲料槽內盛裝之物料係為金屬粉末；一襯套，係設置於該落料開口處之該儲料槽內部，其中心設有向下漸縮之穿透開孔；一供料軸，係橫置於該襯套之穿透開孔下方，該供料軸之徑向側壁設有二溝槽，該二溝槽分別設置於該供料軸徑向表面、相隔角度180°的位置；其中該襯套與該供料軸間具有一間隙，該間隙的距離為0.01mm~0.07mm、隨使用者需求即時調整。
2. 如請求項1所述之定量供料裝置，其中該襯套穿透開孔向下漸縮之角度係不小於45°。
3. 如請求項1所述之定量供料裝置，其中該供料軸係由一馬達驅動旋轉。
4. 如請求項1所述之定量供料裝置，其中該金屬粉末為Inconel 718金屬粉末。
5. 如請求項1所述之定量供料裝置，其中更包括：一壓力平衡裝置，該壓力平衡裝置係連通至該儲料槽內部，係用於使該儲料槽內之氣壓與該供料軸下方之氣壓相等。

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