[發明專利]提升增材制造工藝粉末利用效率的粉體系統裝置和方法

在審

• 申請號: 202110477530.5
• 申請日: 2021-04-30
• 公開（公告）號: CN113441736A
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 沈李耀威
• 申請（專利權）人: 云耀深維（江蘇）科技有限公司
• 主分類號: B22F12/50
• 分類號: B22F12/50;B22F12/60;B22F10/85;B33Y10/00;B33Y30/00;B33Y50/02
• 代理公司: 杭州知杭知識產權代理事務所(普通合伙) 33310
• 代理人: 夏艷

1.一種用于復雜結構工件增材制造成型的設備系統（10），其特征在于，包括用于粉末的空間可移動的鋪粉裝置(20)、用于提供粉末的粉體系統(35)和用于至少控制鋪粉裝置(20)和粉體系統(35)的控制單元(50)；

其中，鋪粉裝置(20)用于在加工平面(15)上將一層或多層粉末輸送到基板平臺(16)，或輸送到已經處理過的粉末層上；

其中，粉末系統(35)至少包括第一粉料容器(36)和第二粉料容器(39)，它們可交替互換，作為臨時粉料供應容器(33)或作為臨時粉料溢流容器(38)，在鋪粉裝置(20)的運動方向上，用于提供要涂抹的粉末，或用于來儲存在每一次鋪粉過程之后處于第一和第二粉料容器(36、39)之間的基板平臺(16)上的多余粉料；

其中，控制單元(50)用于將鋪粉裝置(20)從作為粉料供應容器(33)的第一粉料容器(36)，經過中間的基板平臺(16)，向作為粉料溢流容器(38)的第二粉料容器(39)移動；并從那里，以相反的方向，將鋪粉裝置(20)從現在作為粉料供應容器(33)的第二粉料容器(39)，經過中間的基板平臺(16)，向現在作為粉料溢流容器(38)的第一粉粉料容器(36)移動。

2.根據權利要求1所述的設備系統(10)，其特征在于，第一和第二粉料容器(36、39)各自包括一個可移動的粉料輸送單元(37)，該粉料輸送單元(37)在控制單元(50)的控制下，根據各自的第一和第二粉料容器(36、39)作為臨時粉料供應容器(33)或粉料溢流容器(38)的當下狀態進行向上或向下的移動。

3.根據權利要求1所述的設備系統(10)，其特征在于，基板平臺(16)可以在控制單元(50)的控制下，在經過每一次鋪粉過程后逐次向下移動。

4.根據權利要求1所述的設備系統(10)，其特征在于，該設備系統(10)包括一個激勵單元(40)，該激勵單元(40)被設置為將粉末顆粒相互之間和/或與已經用設備涂抹過的粉層之間的團簇和/或粘連進行打散，從而使鋪粉裝置(20)能夠將光滑的粉層涂抹到基板平臺(16)和/或之前的粉層上。

5.根據權利要求4所述的設備系統(10)，其特征在于，鋪粉裝置(20)包括激勵單元(40)。

6.根據權利要求1所述的設備系統(10)，其特征在于，在第一粉料容器(36)中提供第一材料，在第二粉料容器(39)中提供第二材料，第一材料與第二材料相同，或者第一材料不同于第二材料。

7.根據權利要求1所述的設備系統(10)，其特征在于，輸送到第一和第二粉料容器(36、39)加工平面(15)上方的粉末數量可以與即將涂抹于基板平臺（16）上的粉末層的層厚進行系數適配，適配系數大于或等于1.2，或是系數2~4中的其中一個整數。

8.根據權利要求1~7任一項所述的設備系統(10)加工成型復雜結構工件的方法(100)，其特征在于，該方法包括以下步驟:

供粉(110)：由第一粉料容器(36)和第二粉料容器(39)交替地各自充當一個臨時粉料供應容器(33)和一個臨時粉料溢流容器(38);

位移控制(120)：通過控制單元(50)將鋪粉裝置(20)從當前粉料供應容器(33)向當前粉料溢流容器(38)移動；

鋪粉(130)：使用由粉料供應容器(33)提供的粉末，在加工平面(15)上將一個或多個粉末層涂抹到基板平臺(16)上或是已經用設備涂抹過的粉末層上，基板平臺(16)位于粉料供應容器(33)和粉料溢流容器(38)之間；

余粉收集(140)：將鋪粉裝置(20)完成一次基板平臺(16)鋪粉過程之后的殘余粉料(34)回收到當前的粉料溢流容器(38)內；

反向供粉(150)：鋪粉裝置(20)從當前新的粉料供應容器(33)反方向向現在作為粉料溢流容器(38)的前粉料供應容器(33)移動，新的粉料供應容器(33)為前粉料溢流容器(38)。