[實用新型]一種快速成形自動鋪粉機構

有效

• 申請號: 201420778040.4
• 申請日: 2014-12-10
• 公開（公告）號: CN204338863U
• 公開（公告）日: 2015-05-20
• 發明（設計）人: 魏青松;史玉升;馬恒源;唐萍;譚杰文
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;B29C67/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 李智

技術領域

本實用新型屬于快速成形設備領域，具體涉及一種快速成形自動鋪粉機構。

背景技術

基于各種材質的粉末進行零件成形是快速成形領域目前研究的重要方向。通過對不同材質(高分子、金屬或陶瓷等)的粉末進行分層燒結或融化，就可以成形結構復雜的零件。

對粉末材料進行快速成形設備的工藝主要包括：選擇性激光燒結(Selective?Laser?Sintering，SLS)、選擇性激光融化(Selective?Laser?Melting，SLM)、直接金屬粉末激光燒結(Direct?Metal?Laser?Sintering，DMLS)、電子束熔化(Electron?Beam?Melting，EBM)等。其中，SLS是采用激光有選擇地分層燒結添加有粘結劑的固體粉末，并使燒結成形的固化層層層疊加，從而得到所需要的零件。SLM是采用激光對需要的區域進行掃描融化，逐層堆積得到復雜的零件。DMLS是采用激光對二元金屬進行燒結，將低熔點的金屬熔化實現最后的成形。EBM是采用高能電子束將金屬粉末熔化實現成形。

基于粉末的快速成形設備可以成形精度較高的、結構相對復雜的零件。鋪粉機構作為快速成形設備的重要部分，其鋪粉裝置的穩定性和可靠性影響著成形零件的精度和質量。通過提高鋪粉裝置的各項性能，保證粉層的水平度和均勻度，可以有效保證成形零件的最終質量。

目前對于一般的粉床快速成形設備，鋪粉裝置都是由導軌和皮帶或者滾珠絲桿帶動。以電機作為動力，通過皮帶導軌或滾珠絲桿進行傳動的鋪?粉裝置雖然有控制方便，精度較高的優點，但是在實際的使用過程中，存在如下的一些問題。

1)電機、絲杠等不耐高溫

在快速成形設備中，有些粉末的成形需要提前預熱，并且在超過100°的高溫下成形。在這種情況下，鋪粉傳動裝置等就需要放置在成形腔體外，造成設備結構復雜、成本增加。

2)可靠性不高?

現有鋪粉設備結構較為復雜，而粉末的快速成形環境較差，在粉末成形過程中，激光對其進行熔化和燒結，會產生粉末的揮發與飛濺。當粉末黏著在鋪粉裝置的關鍵部位時，就會對鋪粉過程造成影響，降低鋪粉的精度與質量，同時還會影響設備的壽命。

3)沒有過載保護，鋪粉時會產生振動

一般情況下，在鋪粉時，刮刀或者鋪粉輥不會受到很大的阻力。但是當成形效果不好時，刮刀或者鋪粉輥可能會觸碰到已成形的零件，在這種情況下，鋪粉裝置會受到沖擊載荷。因為電機驅動并不能承受很大的力，所以在受到沖擊載荷時，鋪粉機構時會產生振動，影響鋪粉質量，并且因為沒有過載保護，可能會損壞電機及快速成形設備。

實用新型內容

針對現有技術的以上缺陷或改進需求，本實用新型提供了一種快速成形自動鋪粉機構，解決了目前快速成形領域中鋪粉裝置存在的不耐高溫、可靠性不高、鋪粉時產生振動等問題，其鋪粉時運動平穩、可靠性高、使用壽命長。

為實現上述目的，按照本實用新型的一個方面，提供了一種快速成形自動鋪粉機構，包括成形腔體，所述成形腔體內設置有成形工作臺及安裝在成形工作臺上的動力裝置，所述動力裝置通過支座安裝在成形工作臺上，動力裝置上連接有由其驅動移動的刮刀，所述動力裝置上連接有管道，所?述管道穿過成形腔體后連接有動力泵，所述動力裝置為氣缸或液壓缸。

優選地，所述動力裝置為氣缸時，其為無桿氣缸。

優選地，所述動力裝置為液壓缸時，其為雙作用液壓缸。

總體而言，通過本實用新型所構思的以上技術方案與現有技術相比，由于動力裝置采用了液壓缸或氣壓缸，能夠取得下列有益效果：

1)鋪粉機構受溫度、粉塵影響較?。罕緦嵱眯滦筒捎昧黧w作為動力傳輸介質，而且設備工作時只有動力裝置處于環境較差的成形腔體內，所以成形腔體內的高溫環境和粉末的揮發與飛濺都對鋪粉機構影響較?。?/p>

2)鋪粉時運動平穩，無震動：本實用新型中刮刀的移動由動力裝置來推動，在流體壓力的控制下，可以使鋪粉過程中機構平穩并且不會產生微小的震動，從而保證了鋪粉的精度和最終零件的成形效果；

3)便于控制：由于基于粉末的快速成形設備對鋪粉機構的位置精度要求體現在豎直方向上，在水平方向上對鋪粉機構具體的位置精度要求不高，所以在本實用新型中，不需要對刮刀的水平運動進行很精確的控制，這樣就簡化了控制，而且對最終的鋪粉效果不會產生不利影響：