[發(fā)明專利]一種移動臂式粉床鋪粉裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110363601.5
• 申請日: 2011-11-16
• 公開（公告）號: CN102514950A
• 公開（公告）日: 2012-06-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 魏青松;史玉升;薛鵬舉;賀文婷;文世峰;劉潔
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: B65G65/48
• 分類號: B65G65/48;B65G69/04;B22F3/105
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 曹葆青

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于先進制造領(lǐng)域，具體涉及一種移動臂式鋪粉裝置，主要用于快速成形設(shè)備的高效鋪粉。

背景技術(shù)

目前，以粉末為成形材料通過選區(qū)沉積工藝快速成形實體零件的方法是目前快速制造領(lǐng)域研究的熱點。主要包括：選擇性激光燒結(jié)(Selective?Laser?Sintering，SLS)，選擇性激光熔化(Selective?Laser?Melting，SLM)，直接金屬粉末激光燒結(jié)(Direct?Metal?Laser?Sintering，DMLS)，電子束熔化(Electron?Beam?Melting，EBM)等。其工藝原理及流程：首先，在工作臺上均勻鋪一層很薄的粉末；然后，計算機根據(jù)成形零件的截面數(shù)據(jù)控制加工源(如激光、電子束等)對粉末進行分區(qū)作業(yè)，該層截面輪廓內(nèi)的粉末經(jīng)熔化或燒結(jié)后粘結(jié)在一起；一層完成后工作缸的工作平面下降一個層厚，鋪粉裝置在已成形零件表面上再鋪一個層厚的粉末進行下一次成形；重復(fù)該過程直至三維零件完成。如SLS是利用激光對添加有高分子粘結(jié)劑的金屬粉末進行燒結(jié)成形，SLM是利用激光束對金屬粉末進行熔化成形，DMLS是采用激光對二元金屬進行燒結(jié)成形，EBM采用電子束對粉末進行熔化快速成形。

在以粉末為原料的快速成形技術(shù)中，成形過程涉及到粉末的存放、供給、鋪放與回收等工序?；诜鄞驳目焖俪尚喂に嚲哂谐尚尉雀摺⒖沙尚螐?fù)雜結(jié)構(gòu)等優(yōu)點。作為快速成形的重要的工藝基礎(chǔ)，鋪粉裝置的穩(wěn)定性、可靠性與連續(xù)性對快速成形的速度與精度有重大影響，鋪粉的速度與方式也對成形效率和成形材料的利用率有很大影響。因此，鋪粉裝置是快速成形設(shè)備的關(guān)鍵部分。鋪粉裝置按照鋪粉方式分為固定缸送粉、鋪粉輥式、移動料斗式、水平移動刮板式等方式。目前應(yīng)用于快速成形設(shè)備中的送鋪粉機構(gòu)一般都是以上介紹的幾種鋪粉裝置與現(xiàn)有的儲粉裝置組合搭配起來的。

現(xiàn)有技術(shù)存在如下突出問題：

(1)利用現(xiàn)有的鋪粉方式及裝置進行鋪粉，粉末利用率低，需粉量大，且鋪粉時間長，鋪粉效率低。

以上述方式構(gòu)建的鋪粉系統(tǒng)的軟硬件實現(xiàn)方式雖然比較簡單，但存在嚴(yán)重的材料浪費與工作效率低的缺陷。目前，快速成形設(shè)備的鋪粉裝置是由導(dǎo)軌和皮帶帶動。鋪粉方式為邊從左向右運動邊鋪粉，鋪粉行程長，零件成形區(qū)所占鋪粉面積小，且為保證鋪粉的穩(wěn)定與可靠，要求鋪粉裝置速度低，因此鋪粉過程占的時間較長，而每層截面實際成形的時間是相對較短的，造成了成形時間浪費。另外，現(xiàn)有的鋪粉方法是將粉層從儲粉處一直鋪滿整個工作臺，而實際上只有零件成形區(qū)域的粉末才會被利用，這造成了大部分材料的浪費，材料利用率較低。

(2)鋪粉裝置為剛性結(jié)構(gòu)，在鋪粉過程中易與表面凸起摩擦，影響鋪粉穩(wěn)定性。

粉末快速成形工藝過程中，易出現(xiàn)球化、黏粉等現(xiàn)象，且在截面形狀突變、工藝條件等客觀條件的影響下，成形表面的某些地方會產(chǎn)生凸起。而現(xiàn)有的鋪粉裝置如鋪粉輥、刮板均為剛性結(jié)構(gòu)，易在鋪粉過程中與凸起產(chǎn)生嚴(yán)重的摩擦，不僅減短鋪粉機構(gòu)的使用壽命，影響鋪粉的穩(wěn)定，嚴(yán)重時可能導(dǎo)致鋪粉裝置的卡死，使成形過程中斷，直接影響成形零件的精度與性能。通常我們可以通過手動調(diào)節(jié)適當(dāng)?shù)南陆倒ぷ髋_面的高度使鋪粉裝置順利的通過，但這樣會增加粉層的厚度，必然降低成形件在豎直方向的精度與成形質(zhì)量。

(3)粉末的快速成形環(huán)境較差，鋪粉設(shè)備結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，粉末的黏著影響其可靠性。

粉末快速成形環(huán)境一般較差，經(jīng)常需要高能量密度熱源(如激光)對粉體進行熔化或燒結(jié)，這些過程均伴隨揮發(fā)、飛濺等現(xiàn)象，因而粉末易黏著在諸如軸承、鉸鏈或運動部件上，影響其工作的可靠性，甚者阻礙設(shè)備的正常運轉(zhuǎn)。若鋪粉裝備結(jié)構(gòu)過于復(fù)雜，傳動和運動構(gòu)件過多，惡劣的生產(chǎn)條件對這些設(shè)備的不利影響會更加顯著。所以對鋪粉裝備要求盡量采用設(shè)計簡單，進程可靠性高、控制簡易的結(jié)構(gòu)，各部分要求拆裝方便，可移植性強，有利于設(shè)備在工藝改進研究中根據(jù)不同需要能進行設(shè)當(dāng)調(diào)整。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題在于針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足而提供一種能實現(xiàn)動態(tài)區(qū)域鋪粉的移動臂式鋪粉裝置，鋪粉裝置結(jié)構(gòu)簡單，便于拆裝，可移植性強；采用本鋪粉裝置，鋪粉快速，可靠性高，能減少鋪粉時間并大大節(jié)省粉末用量，從而提高成形效率與材料利用率。

本發(fā)明提供的一種移動臂式粉床鋪粉裝置，其特征在于，它包括：

一定量送粉裝置，其具有儲粉箱、送粉輥和固定板，由外置的旋轉(zhuǎn)電機帶動，儲粉箱底部下粉口處安裝送粉輥以及固定板，起定量送粉作用；