[發明專利]增材制造設備的下供粉裝置及其供粉方法、增材制造設備

在審

• 申請號: 202011609531.2
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN112756634A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 謝恒暢;劉鑫炎;梁冬生
• 申請（專利權）人: 湖南華曙高科技有限責任公司
• 主分類號: B22F12/50
• 分類號: B22F12/50;B22F10/28;B22F3/105;B29C64/321;B29C64/153;B33Y30/00;B33Y40/00;B33Y10/00
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• 代理人: 暫無信息

一種增材制造設備的下供粉裝置及其供粉方法、增材制造設備，其中裝置包括豎直設置的第一缸體以及橫向設置在第一缸體一側壁的第二缸體，第一缸體和第二缸體相通且呈45°～105°角度，第二缸體的頂部設有進粉口，用于與外部供粉機構相連，第二缸體內設有緊貼第二缸體內壁并可沿內壁進行移動的第二活塞驅動機構，以將通過進粉口下落到第二缸體的粉末推送至第一缸體；第一缸體內設有緊貼第一缸體內壁并可沿內壁進行升降運動的第一活塞驅動機構，以將第一缸體內的粉末提升至鋪粉區域，以使鋪粉裝置將粉末平鋪至工作區域。本發明能夠有效完成連續供粉，供粉均勻、無卡滯，且不會產生揚塵，不會污染設備頂部振鏡等精密儀器，且具有較高的可靠性及精度。

技術領域

本發明涉及三維物體制造技術領域，特別是涉及一種增材制造設備的下供粉裝置及其供粉方法、增材制造設備。

背景技術

作為增材制造技術之一的選擇性選擇性激光燒結技術，其基本工作過程是：供粉裝置將一定量的粉末送至工作臺面，鋪粉裝置將一層粉末材料平鋪在成型缸已成型零件的上表面，振鏡系統控制激光器按照該層的截面輪廓對實心部分粉末層進行掃描，使粉末熔化并與下面已成型的部分實現粘接；當一層截面燒結完后，成型缸工作臺下降一個層的厚度，鋪粉裝置運動至供粉裝置處，供粉裝置將一定量粉末送至工作臺面，鋪粉裝置又在上面鋪上一層均勻密實的粉末，進行新一層截面的掃描燒結，經若干層掃描疊加，直至完成整個原型制造。

現有技術中，供粉裝置一般分為上供粉結構和下供粉結構，上供粉結構包括送粉斗、儲粉槽體以及設置在儲粉槽體內部的送粉轉軸，通過送粉轉軸上的凹槽和送粉轉軸的旋轉運動使得凹槽內的粉末下落，以完成送粉。此上送粉方式由于具有結構緊湊，可隨時添加原料粉末的優點，使得其廣泛應用于增材制造設備。然而，該上供粉結構存在以下缺點：1、上供粉結構是利用粉末自由落體原理，從上供粉部件內降落在鋪粉平板上，造成成型缸內揚塵；2、供粉軸與供粉腔體間隙狹小，利用粉末重力填充，存在填充不均，進而造成供粉不均(SLS機型尤為明顯)；3、供粉原理為供粉軸在供粉箱體內旋轉輸送粉末，因供粉軸兩端無法做到絕對密封，粉末容易進入供粉軸兩端支撐旋轉部件中，進而造成供粉軸卡粉(金屬機尤為明顯)；4、因上供粉結構均從設備頂部供粉，容易造成成型缸上安裝的振鏡等精密儀器受到污染；5、鋪粉單元和供粉單元共同設計在工作腔內，結構復雜，安裝維修難度大；6、同時鋪粉單元和供粉單元共同設計在工作腔內，對金屬機風場可能存在一定的影響，或者說可能造成風場工況更加復雜。

下供粉結構雖然避免了揚塵，供粉精度較高，且一般使用單個供粉缸體結構提供粉末進行燒結，而供粉缸體一般比成型缸體大，但是提供的粉末仍然有限，需要中途打開腔門對供粉缸進行加粉，即無法實現大型零件或者小批量零件的持續成型；而且，因打開成型缸門也會造成腔體內工況產生不可控因素。

發明內容

基于此，本發明提供了一種增材制造設備的下供粉裝置及其供粉方法、增材制造設備，以解決現有技術的上供粉結構供粉不均勻、卡滯、易產生揚塵，而下供粉結構需中途加粉，無法實現大型零件或者小批量零件的持續成型的技術問題。

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種增材制造設備的下供粉裝置，包括豎直設置的第一缸體以及橫向設置在第一缸體一側壁的第二缸體，第一缸體和第二缸體相通且呈45°～105°角度，第二缸體的頂部設有進粉口，用于與外部供粉機構相連，第二缸體內設有緊貼第二缸體內壁并可沿內壁進行移動的第二活塞驅動機構，以將通過進粉口下落到第二缸體的粉末推送至第一缸體；所述第一缸體內設有緊貼第一缸體內壁并可沿內壁進行升降運動的第一活塞驅動機構，以將第一缸體內的粉末提升至鋪粉區域，以使鋪粉裝置將粉末平鋪至工作區域。

作為本發明的進一步優選方案，所述進粉口為長條形的通孔，所述第二缸體的頂部固定設有位于通孔上方且與外部供粉機構相連的供粉通道。

作為本發明的進一步優選方案，所述供粉通道為中空且兩端為敞開結構的腔體，所述腔體一端與外部供粉機構相連，另一端靠近通孔，所述腔體內設有若干隔板以使腔體內形成多條粉末輸送通道，且腔體的橫截面積自靠近外部供粉機構的一端至另一端呈遞增趨勢。