[發明專利]一種送粉裝置、3D打印系統及3D打印方法

有效

• 申請號: 202110884498.2
• 申請日: 2021-08-03
• 公開（公告）號: CN113681029B
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發明（設計）人: 樊恩想;吳歡歡;劉小欣;蘇青;廖文俊
• 申請（專利權）人: 上海電氣集團股份有限公司
• 主分類號: B22F12/50
• 分類號: B22F12/50;B22F10/28;B22F12/00;B22F12/60;B33Y10/00;B33Y30/00
• 代理公司: 北京同達信恒知識產權代理有限公司 11291
• 代理人: 周秀珍

本發明涉及3D打印技術領域，公開一種送粉裝置、3D打印系統及3D打印方法,送粉裝3D包括：第一基臺、滑動組件、頂粉組件和彈性限位組件；第一基臺形成有送粉倉，第一基臺具有第一臺面，送粉倉的開口位于第一臺面；滑動組件覆蓋送粉倉的部分開口，并與送粉倉的內壁配合以限定形成有效送粉出口，滑動組件可相對于第一基臺滑動，以調節有效送粉出口的大小；頂粉組件沿送粉倉的深度方向滑動配合于送粉倉的內壁，彈性限位組件填充于滑動組件與頂粉組件之間，以與送粉倉的內壁圍成與有效送粉出口對應的有效送粉倉。無需利用送粉倉的整個橫截面積都進行送粉，有效送粉倉的橫截面積小于送粉倉的橫截面積，可以有效提高金屬粉的利用率。

技術領域

本發明涉及3D打印技術領域，特別涉及一種送粉裝置、3D打印系統及3D打印方法。

背景技術

相比傳統加工制造技術，目前3D打印技術是智能制造主推熱點技術之一，此因無模具、柔性化加工等特點已逐步得到更多的應用。激光選區熔化技術(Selective?LaserMelting，SLM)是金屬3D打印領域主流的制備技術，在航空航天及軍工已得到較為廣泛的應用，但在民用領域還是遇到了加工成本高、加工效率低等問題。

常規SLM技術加工過程是將微米級金屬粉末均勻的鋪展在成型基板上，然后采用激光對特定區域熔化形成二維輪廓圖像，然后重復鋪粉、激光熔化、二維輪廓堆疊過程，最終實現三維實體。對于供粉方式，目前市面上有“上送粉式”與“下送分式”，前者粉末儲存在成型平面上方，每一層通過裝置控制釋放一定粉末進行鋪粉；后者粉末儲存成型平面下方，每一層通過粉倉上移實現“頂出”一定粉末進行鋪粉。相對而言，因為是機床位置控制，每層粉末供應量較為準確，“下送粉式”被較多廠家所選用，但市面主流的“下送粉式”SLM設備主流生產型設備尺寸最小為250型(長寬高250mm-250mm-250mm)。從成本角度考慮，新材料的打印工藝探索大多數情況下，金屬粉末的量都是有限，而采用常規250型設備打印50mm力學性能試驗樣棒計算，少則需要30kg金屬粉末。理論上，新材料的工藝探索是可用更小的打印機型號，如100型(φ100mm-100mm)。但因為100型機器與250型機器大多光路系統不一致，即使在小型號機器完成工藝開發，只能論證此新材料金屬粉末是具有打印性能，在實際采用250型及以上生產時，還需要重新做一套工藝開發，此過程將增加研發成本。

在現有設備中，粉末需要鋪展到整個平面，而工藝參數開發，一般僅在局部位置打印性能樣棒即可，大多數粉末鋪展實則是未利用狀態，導致金屬粉末利用率低。

發明內容

本發明公開了一種送粉裝置、3D打印系統及3D打印方法，用于提高金屬粉末利用率。

為達到上述目的，本發明提供以下技術方案：

第一方面，提供一種送粉裝置，該送粉裝置應用于3D打印，且包括：第一基臺、滑動組件、頂粉組件和彈性限位組件；所述第一基臺形成有送粉倉，所述第一基臺具有第一臺面，所述送粉倉的開口位于所述第一臺面；所述滑動組件覆蓋所述送粉倉的部分開口，并與所述送粉倉的內壁配合以限定形成有效送粉出口，所述滑動組件可相對于所述第一基臺滑動，以調節所述有效送粉出口的大小；所述頂粉組件沿所述送粉倉的深度方向滑動配合于所述送粉倉的內壁，所述彈性限位組件填充于所述滑動組件與頂粉組件之間，以與所述送粉倉的內壁圍成與所述有效送粉出口對應的有效送粉倉。

在上述送粉裝置中，通過對上述滑動組件進行滑動，可以調節有效送粉出口的大??；而彈性限位組件填充于滑動組件與頂粉組件之間，從而，通過對彈性限位組件隨著滑動組件進行位置調節，可以形成與有效送粉出口對應的有效送粉倉；頂粉組件在向上頂粉的過程中，彈性限位組件被壓縮，金屬粉被從有效送粉出口頂出；根據所需打印的零件的大小，來計算所需金屬粉體積，再調節出適當大小的有效送粉倉，而無需利用送粉倉的整個橫截面積都進行送粉，有效送粉倉的橫截面積小于送粉倉的橫截面積，可以有效提高金屬粉的利用率。