[發明專利]快速成形鋪粉粉量光電式檢測方法

有效

• 申請號: 201510144246.0
• 申請日: 2015-03-29
• 公開（公告）號: CN104729639B
• 公開（公告）日: 2017-03-29
• 發明（設計）人: 賈文鵬;周勃延;全俊濤;趙培;陳斌科;朱紀磊;向長淑
• 申請（專利權）人: 西安賽隆金屬材料有限責任公司
• 主分類號: G01G17/04
• 分類號: G01G17/04;B33Y50/02
• 代理公司: 西安創知專利事務所61213
• 代理人: 譚文琰

技術領域

本發明屬于快速成形技術領域，具體涉及一種快速成形鋪粉粉量光電式檢測系統及方法。

背景技術

自動鋪粉高能束選區熔化技術是新近發展起來的金屬零件直接3D打印技術，其原理是利用計算機對三維CAD模型分層并進行截面信息處理，然后將截面數據輸入3D打印機內，3D打印機根據截面數據逐層鋪送金屬粉末并利用高能束對粉末層選定區域進行熔化，所有截面逐層熔化疊加成形后獲得設計結構形狀的三維實體零件。鋪粉過程是自動鋪粉高能束選區熔化技術中的關鍵過程，粉末層的厚度及均勻性對成形工藝和整個零件的成形效果有著重大影響。在成形過程中，實際鋪粉粉量必須與零件模型計算機剖分得到的粉層層厚相一致，鋪粉粉量對粉層層厚有決定性影響。但由于鋪粉粉量很難進行直接精確檢測，目前常用的刮板/片式鋪粉方法中，采用鋪粉機構在鋪粉平臺上鋪粉，鋪粉機構中安裝有鋪粉刮片，通過控制成形平臺降落來控制鋪粉層厚，沒有快速成形鋪粉粉量檢測裝置，無法實時精確檢測鋪粉粉量，更無法根據實際需粉量實時進行補償調整，從而影響了高能束選區熔化工藝的優化調整。如果鋪粉粉量過小出現鋪粉區域鋪粉不全，會造成零件成形尺寸的誤差，嚴重時會造成零件成形失敗，而鋪粉粉量過大造成粉末浪費，嚴重時會造成零件成形因缺粉而成形終止，嚴重影響了高能束選區熔化工藝的穩定性，成形零件常常因此存在缺陷或報廢。

為了解決以上問題，有人采用稱重方法檢測鋪粉粉量，但由于每次鋪粉粉量較小，難于精確測量，同時稱重機構結構復雜，成本高、可靠性差；也有人采用定量送粉方法確定鋪粉粉量，但由于缺乏柔性，很難根據實際情況對粉量實時進行補償調整，如果鋪粉量較少,鋪粉區域鋪粉不全，會造成零件成形尺寸的誤差，嚴重時會造成零件成形失敗，如果為了保證鋪粉層厚，使用2～4倍需粉量進行鋪粉，又會造成粉末嚴重浪費。

發明內容

本發明所要解決的技術問題在于針對上述現有技術中的不足，提供一種結構簡單、設計新穎合理、實現方便且成本低、檢測靈敏度高、檢測精度高、可靠性高的快速成形鋪粉粉量光電式檢測系統。

為解決上述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種快速成形鋪粉粉量光電式檢測系統，其特征在于：包括粉末流動檢測機構、控制器和與控制器相接的計算機，所述粉末流動檢測機構包括固定支架以及固定連接在固定支架上的上落粉管、下落粉管和光電傳感器，所述上落粉管和下落粉管之間連接有可透光管，所述光電傳感器的發射端和接收端分別位于可透光管的兩側，所述控制器的輸入端接有計時器，所述光電傳感器的信號輸出端與計時器的信號輸入端相接。

上述的快速成形鋪粉粉量光電式檢測系統，其特征在于所述：所述上落粉管和下落粉管均通過螺母豎直固定連接在固定支架上，所述光電傳感器水平固定連接在固定支架上。

上述的快速成形鋪粉粉量光電式檢測系統，其特征在于：所述固定支架的頂部設置有供上落粉管穿過的上固定孔，所述上落粉管穿過上固定孔并通過分別位于上固定孔頂部和上固定孔底部的兩個螺母豎直固定連接在固定支架上；所述固定支架的底部設置有供下落粉管穿過的下固定孔，所述下落粉管穿過下固定孔并通過分別位于下固定孔頂部和下固定孔底部的兩個螺母豎直固定連接在固定支架上。

上述的快速成形鋪粉粉量光電式檢測系統，其特征在于：所述固定支架的側面設置有供光電傳感器的信號輸出端穿出的側面固定孔，所述固定支架的側面位于側面固定孔的下部設置有向側面內部凸出的水平凸臺，所述光電傳感器的信號輸出端穿出側面固定孔并通過與水平凸臺固定連接的方式水平固定連接在固定支架上。

上述的快速成形鋪粉粉量光電式檢測系統，其特征在于：所述可透光管卡接在上落粉管和下落粉管之間。

上述的快速成形鋪粉粉量光電式檢測系統，其特征在于：所述可透光管為透明玻璃管。

本發明還提供了一種方法步驟簡單，能夠實現當前鋪粉粉量的實時定量檢測，能夠使得鋪粉粉量可視化、可修正化，便于達到所要的鋪粉粉量，能夠提高零件成形精度及質量的快速成形鋪粉粉量光電式檢測方法，其特征在于該方法包括以下步驟：

步驟一、在鋪粉平臺上開一個直徑與上落粉管的管徑相配合的管孔，將上落粉管固定在管孔處，并使上落粉管的上管口高出鋪粉平臺的上表面0mm～2mm；