[發(fā)明專利]定量供粉系統(tǒng)、成型設(shè)備及定量供粉方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010626659.3
• 申請(qǐng)日: 2020-07-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111645325A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-09-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 俞紅祥;龐偉;黃少俯
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 杭州德迪智能科技有限公司
• 主分類號(hào): B29C64/321
• 分類號(hào): B29C64/321;B33Y40/00
• 代理公司: 杭州華進(jìn)聯(lián)浙知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 33250
• 代理人: 戴賢群

本發(fā)明涉及一種定量供粉系統(tǒng)、成型設(shè)備及定量供粉方法，該定量供粉系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)較為精確的定量供粉，同時(shí)，由于供粉量的調(diào)定不在依賴粉輥的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)或粉末流量的精確控制，該定量供粉系統(tǒng)輸出的粉堆可以適應(yīng)幅面寬度較大的供粉場(chǎng)合。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及3D打印技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種定量供粉系統(tǒng)，以及具有該定量供粉系統(tǒng)的成型設(shè)備。對(duì)應(yīng)地，本發(fā)明還涉及一種定量供粉方法。

背景技術(shù)

與傳統(tǒng)數(shù)控切削加工相比，3D打印不僅繼承了全數(shù)字化三維實(shí)體成形方式，而且可運(yùn)用多種材料屬性，得到功能更多樣化的材料混構(gòu)成形體。特別是3D打印設(shè)備所采用的逐層累積成形方法，可有效避免數(shù)控切削加工的刀具干涉問(wèn)題，從而在復(fù)雜輪廓、空腔、晶格等加工領(lǐng)域發(fā)揮優(yōu)勢(shì)。根據(jù)成形原理不同，現(xiàn)有的3D打印設(shè)備主要分為熔融沉積成形(FDM)、光固化成形(SLA、LCD、DLP)、粉末選區(qū)熔融成形(SLM)、粉末選區(qū)燒結(jié)成形(SLS)以及激光直接成形(LDM)等類別，其中FDM設(shè)備采用線材、顆粒形態(tài)的原材料，光固化成形以液態(tài)光敏樹(shù)脂為原料，SLM與SLS則采用微細(xì)粉末原材料。得益于粉末材料的細(xì)粒度，以及激光束選區(qū)加熱的精準(zhǔn)控制能力，與其它類型3D打印設(shè)備相比，SLM與SLS設(shè)備具有成形精度高的突出特征，并且由于粉末材料同時(shí)具備良好的動(dòng)態(tài)流動(dòng)性與靜態(tài)支撐性能，SLM、SLS設(shè)備在建造三維零件時(shí)，還有支撐結(jié)構(gòu)依賴性低、后處理簡(jiǎn)單的附加優(yōu)勢(shì)。

近期，隨著大功率激光器、振鏡掃描裝置等關(guān)鍵部件價(jià)格不斷走低，以及各種金屬、高分子精細(xì)粉末的量產(chǎn)普及，SLM、SLS設(shè)備向更高加工性能與更優(yōu)生產(chǎn)效率的升級(jí)，使得SLM與SLS工藝的打印尺寸越來(lái)越大、成形速度越來(lái)越快。

SLM、SLS設(shè)備中，典型成形循環(huán)包括：供粉、鋪粉、激光掃描三個(gè)基本環(huán)節(jié)。在提升打印尺寸與效率的嘗試中，激光掃描裝置發(fā)展迅猛，然而，與之適配的供粉及鋪粉裝置則發(fā)展相對(duì)滯后。隨著打印尺寸的增大，供粉裝置的發(fā)展滯后，制約了這類設(shè)備的進(jìn)一步發(fā)展。

現(xiàn)有的供粉裝置一般分為兩類：粉缸和粉輥。其中：粉缸供粉的方式在適應(yīng)于大尺寸打印時(shí)，粉缸本身的尺寸增大，同時(shí)造成成形倉(cāng)尺寸的加大，導(dǎo)致設(shè)備尺寸與造價(jià)居高不下，同時(shí)還會(huì)造成加粉、換粉操作繁瑣；粉輥配合儲(chǔ)粉罐的供粉方式，在適應(yīng)于大尺寸打印時(shí)，需要將粉輥的長(zhǎng)度設(shè)置的適應(yīng)于供粉的幅面寬度，然而，粉輥在料斗內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)以向外輸出定量粉末時(shí)，為了避免粉末在粉輥與料斗之間的間隙內(nèi)積存，粉輥與料斗內(nèi)壁之間間隙需要嚴(yán)格控制，這勢(shì)必造成粉輥外周與料斗內(nèi)壁之間存在較大的干摩擦，而隨著粉輥長(zhǎng)度的增大，干摩擦加劇，當(dāng)幅面寬度增大至一定值時(shí)，粉輥供粉存在較大的制造難度。

一些現(xiàn)有技術(shù)中記載的一些供粉裝置，通過(guò)控制粉末的輸出速度而實(shí)現(xiàn)定量供粉，并通過(guò)供粉結(jié)構(gòu)沿幅面寬度的移動(dòng)適應(yīng)供粉的幅面寬度要求。然而，3D打印中所使用的粉末，往往顆粒較小，流動(dòng)性具有較強(qiáng)的不確定性，因此，這類供粉裝置實(shí)際上很難實(shí)現(xiàn)粉末的定量輸出，由這類設(shè)備形成的粉堆體積波動(dòng)性較大，體積不穩(wěn)定，不利于打印質(zhì)量的提升。

發(fā)明內(nèi)容

基于此，有必要針對(duì)上述問(wèn)題，提供一種定量供粉系統(tǒng)、成型設(shè)備及定量供粉方法，該定量供粉系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)較為精確的定量供粉，同時(shí)，由于供粉量的調(diào)定不在依賴粉輥的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)或粉末流量的精確控制，該定量供粉系統(tǒng)輸出的粉堆可以適應(yīng)幅面寬度較大的供粉場(chǎng)合。

本發(fā)明首先提供一種定量供粉系統(tǒng)，所述定量供粉系統(tǒng)包括：

儲(chǔ)粉裝置，包括儲(chǔ)粉腔以及連通所述儲(chǔ)粉腔至外部的粉末出口；

送粉裝置，包括送粉腔以及設(shè)置于所述送粉腔的送粉組件，所述送粉腔具有連通至所述粉末出口的入口端，以及出口端；

集粉裝置，包括連通至所述出口端的集粉腔，且所述集粉腔上還開(kāi)設(shè)有落粉口；以及，

啟閉裝置，能夠相對(duì)于所述落粉口運(yùn)動(dòng)，以在開(kāi)啟工位和封閉工位之間切換；