[發(fā)明專利]一種激光微成型超聲振動鋪粉裝置與方法

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• 申請日: 2021-04-07
• 公開（公告）號: CN113199039A
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王迪;陳曉君;楊永強(qiáng);周鑫;張濱
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué);廣州雷佳增材科技有限公司
• 主分類號: B22F12/60
• 分類號: B22F12/60;B22F12/50;B22F10/28;B33Y30/00;B33Y10/00
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡克永

1.一種激光微成型超聲振動鋪粉裝置，包括：

鋪粉斗驅(qū)動機(jī)構(gòu)，用于驅(qū)動鋪粉斗(1)在成型平臺上直線往復(fù)運(yùn)動；

鋪粉斗(1)，用于接收來自供粉漏斗(4)的粉末，再將粉末平鋪在成型平臺上；

其特征在于：

所述鋪粉斗(1)包括前粉斗(1-1)、后粉斗(1-2)、活動粉斗(1-3)和超聲振動組件(2)；

所述前粉斗(1-1)與后粉斗(1-2)之間通過一中間平臺(1-4)連接；

所述活動粉斗(1-3)位于后粉斗(1-2)一側(cè)的中間平臺(1-4)上方；

所述活動粉斗(1-3)，可在后粉斗(1-2)與中間平臺(1-4)之間往復(fù)移動，用于將其攜帶的粉末泄入后粉斗(1-2)內(nèi)；

所述超聲振動組件(2)，用于在鋪粉過程中，推動粉末鋪展在成型平臺的成型平面上，同時(shí)產(chǎn)生機(jī)械振動以壓實(shí)疏松粉末層。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述激光微成型超聲振動鋪粉裝置，其特征在于：

所述活動粉斗(1-3)兩端分別設(shè)有一碰撞桿(1-5)，在與之對應(yīng)的粉斗壁上，分別開設(shè)有一條形限位滑槽(1-6)；所述碰撞桿(1-5)穿過條形限位滑槽(1-6)內(nèi)，并突出在條形限位滑槽(1-6)之外；

所述碰撞桿(1-5)上連接有一復(fù)位彈簧；復(fù)位彈簧的作用是拉緊活動粉斗(1-3)，使活動粉斗(1-3)在初始位置時(shí)，其出粉口始終位于中間平臺(1-4)的上方，此時(shí)活動粉斗(1-3)的出粉口由中間平臺(1-4)的平面密封，不漏粉；

當(dāng)觸動碰撞桿(1-5)望復(fù)位彈簧拉力相反的方向移動時(shí)，帶動活動粉斗(1-3)望后粉斗(1-2)方向移動，使出粉口離開中間平臺(1-4)，此時(shí)出粉口因懸空而被打開，其內(nèi)粉末泄入后粉斗(1-2)內(nèi)；

當(dāng)碰撞桿(1-5)無外力撥動時(shí)，在復(fù)位彈簧的拉力作用下，活動粉斗(1-3)又重新返回初始位置。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述激光微成型超聲振動鋪粉裝置，其特征在于：

所述超聲振動組件(2)位于前粉斗(1-1)與后粉斗(1-2)之間，并與中間平臺(1-4)固定；

所述超聲振動組件(2)的下端部安裝有一振動板(2-1)，振動板(2-1)兩個(gè)長邊的邊緣向上翹起，形成傾斜面；

所述超聲振動組件(2)，將超聲波電信號轉(zhuǎn)換為機(jī)械振動波，并傳遞給振動板(2-1)，從而引起振動板(2-1)在垂直于成型平面的方向上，產(chǎn)生機(jī)械振動；鋪粉過程中，振動板(2-1)推動粉末平鋪時(shí)產(chǎn)生振動以壓實(shí)疏松粉末層。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述激光微成型超聲振動鋪粉裝置，其特征在于，所述超聲振動組件(2)包括：

超聲波發(fā)生器，用于產(chǎn)生超聲波電流；

換能器(2-2)，用于將超聲波電流轉(zhuǎn)換成機(jī)械振動；

變幅桿(2-3)，用于增大換能器(2-2)的機(jī)械振動振幅；

所述振動板(2-1)與變幅桿(2-3)固定連接。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述激光微成型超聲振動鋪粉裝置，其特征在于，所述變幅桿(2-3)通過螺栓與換能器(2-2)連接；所述換能器(2-2)與變幅桿(2-3)的連接處，以及變幅桿(2-3)與振動板(2-1)的連接處均添加有耦合劑。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述激光微成型超聲振動鋪粉裝置，其特征在于，所述變幅桿(2-3)節(jié)點(diǎn)處外圓周，設(shè)有用于加固變幅桿(2-3)的固定套(2-4)及壓套(2-5)；固定套(2-4)內(nèi)周壁具有一臺階面，該臺階面與變幅桿(2-3)上的徑向凸環(huán)面接觸。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述激光微成型超聲振動鋪粉裝置，其特征在于，所述振動板(2-1)為彈性振動板。

8.一種用于激光選區(qū)熔化打印機(jī)的超聲振動鋪粉方法，其特征在于，采用權(quán)利要求1～4中任一項(xiàng)所述激光微成型超聲振動鋪粉裝置實(shí)現(xiàn)：

激光選區(qū)熔化打印機(jī)鋪粉斗(1)，在成型平臺上直線往復(fù)運(yùn)動，帶動鋪粉斗(1)完成去程鋪粉和返程鋪粉作業(yè)；

去程鋪粉作業(yè)和返程鋪粉作業(yè)過程中，振動板(2-1)推動粉末平鋪的同時(shí)產(chǎn)生振動，以壓實(shí)鋪展在成型平面上的粉末層；

去程鋪粉作業(yè)時(shí)，由前粉斗(1-1)供粉；

去程鋪粉作業(yè)時(shí)，活動粉斗(1-3)位于初始位置，其出粉口始終位于中間平臺(1-4)的上方，此時(shí)活動粉斗(1-3)的出粉口由中間平臺(1-4)的平面形成密封，不漏粉；當(dāng)鋪粉斗(1)行進(jìn)至去程的行程盡頭時(shí)，碰撞桿(1-5)同時(shí)與安裝在成型室(5)上的碰撞塊(6)發(fā)生觸碰，使碰撞桿(1-5)望復(fù)位彈簧拉力相反的方向移動，并帶動活動粉斗(1-3)望后粉斗(1-2)方向移動，使出粉口離開中間平臺(1-4)，此時(shí)活動粉斗(1-3)的出粉口因懸空而被打開，其內(nèi)粉末泄入后粉斗(1-2)內(nèi)；

返程鋪粉作業(yè)時(shí)，由后粉斗(1-2)供粉；

當(dāng)碰撞桿(1-5)離開碰撞塊(6)時(shí)，在復(fù)位彈簧的拉力作用下，活動粉斗(1-3)又重新返回初始位置。