[發明專利]提高金屬粉末激光選區燒結成形件質量的裝置

有效

• 申請號: 201410060325.9
• 申請日: 2014-02-21
• 公開（公告）號: CN103817328A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 李滌塵;張連重;張安峰
• 申請（專利權）人: 西安交通大學
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 朱海臨

技術領域

本發明屬于激光金屬直接成形裝置，可用于金屬鋪粉燒結成形制造金屬件等。

背景技術

在激光金屬直接成形領域，激光金屬選區燒結是研究的熱點領域之一，它是把金屬粉直接鋪在粉槽托板上，然后用激光作為能源直接燒粉末，把粉末熔化粘結成形金屬件，這種成形方式與傳統的機械加工成形相比，具有很多優勢，它不需要任何模具，原理簡單，能縮短產品的研發時間，節省研發成本。但是鋪粉燒結成形也有自身的缺點，成形件會因為熱應力而產生變形、成形件的致密度有待提高，針對熱應力變形問題大多是采用通過合理的工藝參數來盡量降應力的積累來控制變形，針對提高鋪粉燒結成形件的致密度，基本是采用鋪粉棍子滾壓方式增加粉末致密度，這種方式對增加成型件致密度具有一定作用，

但這種方式也有不足之處，就是在鋪粉輥子鋪粉碾壓粉末時會在豎直向下和鋪粉方向產生一定的力的作用，成形金屬件會在力的作用下發生位移而造成成形件的偏移而影響成形件的質量。針對如何有效地提高磁性金屬粉末的激光直接成形件的質量，目前還沒有好的方法。

發明內容

為了提高鋪粉激光金屬直接成形件的質量，本發明提出一種以電磁吸盤對磁性粉末產生吸力，使磁性金屬粉末向下壓緊的技術來提高磁性金屬粉的致密度，同時也起到用電磁吸力固定成形件的作用，防止成形件在鋪粉輥子滾壓鋪粉時產生移動。

為了達到以上目的，本發明是采取如下技術方案予以實現的：

一種提高金屬粉末激光選區燒結成形件質量的裝置，包括粉槽、粉槽托板、頂桿，其特征在于，所述粉槽托板置于粉槽豎直方向的中部，粉槽下部設置固定底板，粉槽托板與固定底板之間設置有電磁吸盤，粉槽下端連接一個粉槽外底板，粉槽外底板通過連接件與外部機構連接固定；所述頂桿上端穿過粉槽外底板的中心與固定底板連接，頂桿下端與直線伺服電機相連，頂桿帶動固定底板、電磁吸盤及粉槽托板所構成的運動整體沿粉槽的豎直方向一起運動。

上述方案中，所述頂桿上端通過一個頂桿固定槽用螺栓固定在固定底板下方。所述粉槽托板通過螺栓固定在電磁吸盤上面；固定底板通過螺栓固定在電磁吸盤下面。所述粉槽外底板通過中間區域的四個螺栓孔用螺栓與外部機構連接固定。

與現有技術相比，本發明的優點是：能有效提高成形件的質量；采用在粉槽托板下方加裝電磁吸盤，用電磁力吸緊磁性金屬粉末，從而增加粉末的密度，然后用激光燒結被吸緊的磁性金屬粉末，能成形出致密度高于不采用電磁吸盤成形出來的金屬件，同時電磁吸盤還對成形件起到固定作用，防止鋪粉時因鋪粉輥子鋪粉滾壓而產生成形件位移，能有效的提高成形件的整體質量。具有環保經濟，不產生污染，成本低的特點。

附圖說明

圖1為本發明裝置的俯視圖。

圖2是圖1的A-A向剖視圖。圖中標注的1是粉槽、2是托板固定螺栓、3是粉槽托板、4是電磁吸盤、5是固定底板、6是電磁吸盤固定螺栓、7是粉槽外底板、8是固定螺栓、9是固定槽螺栓、10是頂桿固定槽、11是頂桿。

圖3是本發明裝置立體圖。

圖4是圖2中的粉槽外底板的平面圖。

圖5是圖4的B-B向旋轉剖視圖。

具體實施方式

下面結合附圖及具體實施例對本發明作進一步的詳細說明。

參考圖1-圖3，一種提高金屬粉末激光選區燒結成形件質量的裝置，粉槽托板3通過托板固定螺栓2固定在電磁吸盤4上，電磁吸盤4通過電磁吸盤固定螺栓6固定在固定底板5上，頂桿11通過頂桿固定槽10用固定槽螺栓9固定在固定底板下方。粉槽托板3、托板固定螺栓2、電磁吸盤4、固定底板5、電磁吸盤固定螺栓6、固定槽螺栓9、固定槽10、頂桿11構成一“運動整體”；粉槽外底板7通過固定螺栓8與粉槽固定在一起。

參考圖4、圖5，粉槽外底板7通過中間區域的四個螺栓孔用螺栓與外部機構連接固定，頂桿11與直線伺服電機相連接，可控制“運動整體”在豎直方向上精確運動。當用磁性金屬粉末進行金屬激光燒結成形時，打開電磁吸盤4使其產生電磁吸力，然后在粉槽托板3上鋪上磁性金屬粉末，使磁性金屬粉末被向下吸緊，然后進行激光燒結成形，等第一層燒結完后，“運動整體”部分在直線伺服電機的控制下下降一定高度，再次鋪磁性金屬粉末，鋪粉完成后，再次開啟激光進行掃描燒結，往復循環，進而成形出較高致密度的金屬件，同時電磁吸盤對正在成形的金屬件還起到固定作用，防止鋪粉時成形件的移動，從而能有效的提高成形件質量。