[發明專利]提高非磁性金屬粉末激光選區燒結成形質量的裝置

有效

• 申請號: 201410079189.8
• 申請日: 2014-03-05
• 公開（公告）號: CN103862043A
• 公開（公告）日: 2014-06-18
• 發明（設計）人: 李滌塵;張連重;張安峰;靳忠民
• 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

本發明涉及一種激光金屬直接成形裝置，可用于非磁性金屬粉末的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。

發明內容

為了提高非磁性金屬粉末的激光選區燒結成形件的質量，本發明提出一種新方法，能有效提高成形件的致密度和減小成形件鋪粉時在力的作用下偏移；采用通電導體在磁場中切割磁感線運動方法，是非磁性金屬粉末產生豎直向下壓緊，增加粉末的致密度，同時也達到固定成形件的目的。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案予以實現的：

一種提高非磁性金屬粉末激光選區燒結成形質量的裝置，包括由四個側板和一個底板組成的粉槽，該粉槽中設置一可上下運動的水平托板，其特征在于，側板及托板由絕緣材料制成，在粉槽兩個相對的側板外面加裝電磁或永磁的吸盤，其中一個吸盤為N極，另一個吸盤為S極，在粉槽另外兩個相對的側板內壁加裝電極板。

上述方案中，所述吸盤緊貼側板的外壁，吸盤下端固定在底板上。所述電極板緊貼側板內壁并與側板內壁平面接觸連接

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；采用在粉槽外部左右各加裝電磁吸盤，對電磁吸盤通電使粉槽內形成磁場；在粉槽內部前后各加裝電極板，通過電極板對粉槽內粉末通直流電使粉末層產生電磁力向下壓緊提高粉末致密度，同時成形件導電也產生向下壓緊力而達到固定目的，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。本發明的特點是：原理簡單，經濟環保，能有效提升成形件的特點。

附圖說明

圖1為本發明裝置的結構圖。其中a為立體圖；b為a圖的主視圖。

圖2是圖1b的A-A向剖視圖。

圖1-2中：1、吸盤；2、絕緣粉槽；3、粉槽絕緣托板；4、粉槽底板；5、螺栓；6、固定槽；7、頂桿；8、電極板。

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2，一種用于提高非磁性金屬粉末激光選區燒結成形質量的裝置，

包括由四個絕緣的側板2和一個底板4組成的粉槽，該粉槽中設置一水平托板3，粉槽及托板為不導電材料制成，其作用是提供絕緣條件，防止漏電。在粉槽兩個相對的側板外面加裝吸盤1（電磁或永磁），其中一個吸盤為N極，另一個吸盤為S極（S極與N極相對），作用是使粉槽中形成磁場；在粉槽另外兩個相對的側板內壁加裝電極板8，側板上打有孔以便對電極板接通導線，對兩塊電極板施加直流電，電流通過電極板傳到給粉槽中的粉末層，粉末層導電，在磁場中切割磁感線運動，使粉末豎直向下壓緊，增加粉末致密度；成形件在磁場中導電產生豎直向下運動壓緊粉末，達到固定成形件目的，通過改變電流大小可控制所需的壓力大小。

側板2與底板4通過螺栓連接固定；吸盤1通過螺栓與底板4連接固定，電極板8與側板2通過螺栓平面連接；頂桿7安放在固定槽6內，固定槽6通過螺栓與絕緣的托板3固定連接；本發明裝置分為“固定部分”和“運動部分”，固定部分包括：側板和底板構成的粉槽及電磁吸盤和電極板。運動部分包括：托板、頂桿、固定槽。“固定部分”通過粉槽底板4上面的螺栓孔用螺栓與外部連接固定；“運動部分”頂桿7與直線伺服電機連接使“運動部分”產生精確豎直運動。在成形金屬件時，在粉槽內鋪非磁性金屬粉，同時打開電磁吸盤（吸盤是電磁鐵的話），使絕緣粉槽2內形成磁場，然后對電極板8通直流電，磁場中通電導體產生切割磁感線運動，使粉末層豎直向下壓緊，達到增加非磁性金屬粉末的致密度、同時成形件由于自身也要產生切割磁感線運動的趨勢，因此會豎直向下壓緊，以達到固定成形件的目的。