[發明專利]一種機械式激光選區熔化自動換向傾斜式鋪粉裝置與方法

有效

• 申請號: 201610854558.5
• 申請日: 2016-09-27
• 公開（公告）號: CN106623918B
• 公開（公告）日: 2018-12-14
• 發明（設計）人: 李陽;楊永強;王安民;宋長輝;鄧詩詩;齊明
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;B33Y10/00;B33Y30/00
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡克永

本發明公開了一種機械式激光選區熔化自動換向傾斜式鋪粉裝置與方法；成型平臺平面下方第一粉末回收缸、第一鋪粉刷回正槽、成型缸、粉料缸、第二鋪粉刷回正槽、第二粉末回收缸沿成型平臺的長度方向依次排列；成型平臺上方對稱設置有為鋪粉刷提供導向及支撐定位作用的導軌；當鋪粉刷由運動機構帶動其運動時，鋪粉刷可沿著該導軌的軌跡在第一粉末回收缸、第一鋪粉刷回正槽、成型缸、粉料缸、第二鋪粉刷回正槽和第二粉末回收缸上方往復運動。本裝置不僅保留了目前通用的垂直式鋪粉刷的鋪粉均勻和鋪粉精度高等優點，也極大的降低了后者經常出現的彈粉現象；傾斜式鋪粉方式可以使鋪粉層更加的均勻和致密，同時也增加了彈性鋼片的使用壽命。

技術領域

本發明涉及應用于激光選區熔化成型設備中的鋪粉機構，尤其涉及一種機械式激光選區熔化自動換向傾斜式鋪粉裝置與方法。

背景技術

激光選區熔化成型過程是一個逐層疊加的加工過程，鋪粉裝置在成型區域均勻的平鋪一層金屬粉末，通過激光掃描成型零件的截面區域以使粉末熔化并凝固于上一層截面上，隨后成型平面下降一定高度并重復鋪粉和激光掃描的過程，就實現了逐層堆積成型三維金屬零件的功能。加工過程中，鋪粉裝置的鋪粉質量在很大程度上影響著最終的成型效果。

目前，在激光選區熔化成型設備中常見的鋪粉方式有輥子式、彈性鋼片式和硅膠條式。輥子式鋪粉裝置的壓實效果較好且不會發生彈粉現象，但是如果成型面有凸起就會造成鋪粉不均勻；彈性鋼片式鋪粉裝置具有較好的鋪平效果且不易造成鋪粉不均勻的現象，另外彈性鋼片的使用壽命較長，避免了頻繁更換粉刷的麻煩，但是由于鋪粉刷與運動方向垂直安裝，如果成型面有凸起就容易出現彈粉現象導致彈粉區域成型質量降低，彈粉現象也會污染成型缸和鏡片，另外這種垂直安裝的鋪粉刷不具有壓實作用；硅膠條式鋪粉裝置克服了輥子式鋪粉不均勻和彈性鋼片式的彈粉問題，同時具有較好的壓實效果，缺點是極易磨損，需經常更換。

發明內容

本發明的目的在于克服以上幾種鋪粉方式的局限性，提供一種鋪粉過程中較好的鋪平和壓實粉末的機械式激光選區熔化自動換向傾斜式鋪粉裝置與方法；具有結構簡單、使用壽命較長，克服了現有技術在鋪粉過程中容易發生彈粉現象的缺點。

本發明通過下述技術方案實現：

一種機械式激光選區熔化自動換向傾斜式鋪粉裝置，包括成型平臺1，設置在成型平臺1平面下方的成型缸3和粉料缸4以及成型平臺1上方的鋪粉刷9的運動機構；所述成型平臺1平面下方還設置有第一粉末回收缸2、第二粉末回收缸5、第一鋪粉刷回正槽11、第二鋪粉刷回正槽11-1；

所述第一粉末回收缸2、第一鋪粉刷回正槽11、成型缸3、粉料缸4、第二鋪粉刷回正槽11-1、第二粉末回收缸5沿成型平臺1的長度方向依次排列；

所述成型平臺1上方的兩側邊緣，分別對稱設置有為鋪粉刷9提供導向及支撐定位作用的導軌10；導軌10的終點位于第一鋪粉刷回正槽11和第二鋪粉刷回正槽11-1的兩側；

當鋪粉刷9由運動機構帶動其運動時，鋪粉刷9可沿著該導軌10的軌跡在第一粉末回收缸2、第一鋪粉刷回正槽11、成型缸3、粉料缸4、第二鋪粉刷回正槽11-1和第二粉末回收缸5上方往復運動。

所述運動機構包括依次連接的驅動臂6、固定臂7和轉動臂8；所述轉動臂8與固定臂7通過轉軸13轉動連接；所述鋪粉刷9安裝在轉動臂8的下端；

所述轉動臂8的兩側分別對稱設置有可調節式限位柱15，轉動臂8通過該可調節式限位柱15支撐在導軌10上；當運動機構帶動轉動臂8往復運動時，可調節式限位柱15可沿著導軌的軌跡往復滑動，進而使轉動臂8攜帶鋪粉刷9沿著該導軌10的軌跡在第一粉末回收缸2、第一鋪粉刷回正槽11、成型缸3、粉料缸4、第二鋪粉刷回正槽11-1和第二粉末回收缸5上方往復運動，以完成鋪粉動作。

所述轉軸13的兩端套設有為轉動臂8提供雙向扭矩的扭簧16，其作用是讓轉動臂8在初始狀態下保持垂直；當轉動臂8傾斜時，能為其提供一個往垂直方向轉動的力矩。