[發明專利]一種粉床增材制造的靜電面鋪層系統

在審

• 申請號: 201610182744.9
• 申請日: 2016-03-28
• 公開（公告）號: CN105642900A
• 公開（公告）日: 2016-06-08
• 發明（設計）人: 李滌塵;范長超;曹毅;楊東
• 申請（專利權）人: 西安交通大學;陜西恒通智能機器有限公司
• 主分類號: B22F3/16
• 分類號: B22F3/16;B33Y30/00;B33Y40/00
• 代理公司: 西安智大知識產權代理事務所 61215
• 代理人: 賀建斌

技術領域

本發明涉及增材制造領域，特別涉及一種粉床增材制造的靜電面鋪層系統。

背景技術

粉床增材制造技術中，成形質量的好壞與鋪粉質量和預熱效果密切相關， 目前市場上的粉床增材制造設備，有些是對成形區域的最底層進行預熱，但是 隨著成形層數的增加，預熱效果將越來越不顯著；還有的設備是對供粉缸進行 了預熱，但是成形區域并沒有特別顯著的改善。而且預熱時間較長，影響整個 加工過程的效率，因此在成形金屬零件過程中具有一定的局限性。

同時在現有技術中，鋪粉裝置通常采用輥筒或刮板，輥筒鋪粉時，棍子相 對于粉末表面有旋轉運動，容易產生靜電吸附而發生粘粉現象，導致鋪粉工作 面厚薄不一；刮板鋪粉可以彌補輥筒的缺陷，但是由于粉末流動的局限性，鋪 粉效果并不足夠致密，顆粒之間通常留有間隙，從而容易造成成形后的零件致 密性差，而且在成形過程中，成形件表面有所凸起時，會對刮板有所損壞，從 而影響鋪粉效果，同時刮板損壞需要經常進行更換，費時費力增加成本。

發明內容

為了克服上述現有技術的缺點，本發明的目的在于提供一種粉床增材制造 的靜電面鋪層系統，實現均勻致密的鋪粉且同時對每層粉末進行快速高效率預 熱，鋪粉過程快速高效。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種粉床增材制造的靜電面鋪層系統，包括成形的工作臺面1，工作臺面1 下方設有一個供粉缸2和一個成形缸3，工作臺面1上方通過連接板4連接有桁 架機構5，桁架機構5上配置有滑軌8，滑軌8和滑塊10配合，滑塊10上連接 有導桿11，導桿11底部連接有電極壓粉板9，滑塊10由連接在滑軌8端部的 步進電機7控制。

所述的電極壓粉板9的電極壓粉板本體9c內嵌有陶瓷板9a和電阻絲9b， 陶瓷板9a位于電阻絲9b的上方。

所述的一種粉床增材制造的靜電面鋪層系統的快速成形方法，包括以下步 驟：

步驟一：將帶靜電粉末放置在供粉缸2內，將電極壓粉板9與高壓電源連 接，電極壓粉板9所具有的極性與粉末所帶電荷極性相反，粉末能夠緊緊的吸 附于電極壓粉板9的下表面；

步驟二：電極壓粉板9移動至供粉缸2上方，將帶靜電粉末吸附在電極壓 粉板9上，然后利用滑塊10和導軌11將電極壓粉板9向上移動，后通過步進 電機7和滑軌8將電極壓粉板9移動至成形缸3的正上方，進而向下移動，將 帶靜電粉末鋪放在成形件表面后，繼續向下移動將帶靜電粉末進行壓實；

步驟三：斷開電極壓粉板9與高壓電源的連接，給電極壓粉板9內嵌的電 阻絲9b通電，對電極壓粉板9進行加熱，通過熱傳導對壓實的粉末及成形件進 行預熱；

步驟四：將電極壓粉板9移回起始處，熱源對鋪設壓實好的一層粉末進行 掃描熔化成形；

步驟五：供粉缸2向上移動一定層厚的距離，成形缸3向下移動一個層厚 的距離；

步驟六：重復上述步驟二到步驟五，逐層循環往復，最終成形出整個零件。

所述的一種粉床增材制造的靜電面鋪層系統的快速成形方法在惰性氣體環 境下或真空環境下進行。

所述的步驟三中預熱后通過溫度傳感器進行溫度測量，達到設定溫度后， 將預熱關閉，其中溫度傳感器采用薄片狀貼附于電極壓粉板9的下表面。

本發明具有以下有益效果：

由于采用靜電吸引力的方式，可以將帶電粉末緊密的吸附在電極壓粉板上， 從而將粉末壓實于成形件表面，達到提高零件致密度的效果；由于在完成壓粉 后，電極壓粉板可以對每一層粉末及下面的成形件進行預熱，這樣能夠實現對 成形區域的每一層鋪粉成形面及下面的成形件進行有效的預熱，進而避免成形 過程中因溫度場不均勻而造成的殘余應力以及翹曲變形等現象；由于移動式的 靜電面鋪層系統相較于傳統的刮板或輥筒式鋪粉方式速度快，移動過程不必考 慮粉末的流動性，因此可以快速的完成鋪粉過程，且可以實現精確控制鋪粉量， 提高了生產效率。

附圖說明

圖1是本發明系統的結構示意圖。

圖2是本發明系統中電極壓粉板的結構示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖對本發明做進一步的詳細說明。