一种SLM粉床压实及铺粉装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种SLM粉床压实及铺粉装置；属于增材制造技术领域。包括工作平台、成形基板、落粉口、机械传动模块、铺粉模块、压实模块和送粉缸外壁；所述机械传动模块、铺粉模块、压实模块均位于工作平台上方；工作平台中间位置设置有成形基板；工作平台前端设置有落粉口；工作平台后侧下端、压实模块下方设置有送粉缸外壁；机械传动模块、铺粉模块与压实模块协同工作。本发明专利技术设计两种不同的压头结构适用不同的装粉流程；增加粉末之间的的紧实度和致密度；提高粉床密度；保证成型精度和力学性能；刮刀下端的倾斜面在同步带传送机构的推动作用下使粉末颗粒受到挤压并铺展到成形基板上；铺粉过程更加均匀平稳；铺粉效果显著提高。

A SLM Powder Bed Compaction and Powder Laying Device

The invention discloses a SLM powder bed compaction and powder spreading device, which belongs to the field of material adding manufacturing technology. It includes working platform, forming base plate, powder dropping mouth, mechanical transmission module, powder spreading module, compacting module and the outer wall of powder feeding cylinder; the mechanical transmission module, powder spreading module and compacting module are all located above the working platform; the forming base plate is arranged in the middle position of the working platform; the powder dropping mouth is arranged at the front end of the working platform; the powder feeding is arranged under the back side and compacting module of the working platform. Cylinder wall; mechanical transmission module, powder spreading module and compaction module work together. The invention designs two different pressing head structures which are suitable for different powder loading processes; increases the compactness and density between powders; increases the density of powder bed; ensures the forming accuracy and mechanical properties; the inclined surface of the lower end of scraper is pushed by the synchronous belt conveyor mechanism so that the powder particles are extruded and spread on the forming substrate; the powder spreading process is more uniform and stable; and the powder spreading effect is obvious. Improve.

【技术实现步骤摘要】
一种SLM粉床压实及铺粉装置
本专利技术涉及一种SLM粉床压实及铺粉装置；属于增材制造

技术介绍
增材制造技术不同于传统的减材及变形成形技术；可在没有模具的条件下迅速制造出任意复杂形状的三维实体零件；已广泛应用于航天、生物医学等领域。选择性激光熔化技术（SelectiveLaserMelting,SLM）作为增材制造技术的一种；利用激光束作为热源对单层粉体进行有选择地加热熔化；是单层内和层间的粉体颗粒发生粘结；最终能快速成形出复杂形状的三维实体；成型精度高；致密度几乎可达100%；性能超过传统铸件。SLM加工零件过程中；铺粉质量的好坏直接影响成型精度和致密度。SLM所用的金属粉末是装在送粉缸中；在铺粉机构的作用下以一个微米级的厚度平铺在成形基板表面；在激光的作用下熔化凝固。球形的粉末颗粒之间呈现点接触状态；使颗粒与颗粒之间留有气孔；在铺粉过程中容易降低粉床密度；这种疏松的特性将导致成型精度变差；致密度降低。另外；现有的铺粉装置一般采用滚筒或胶质刮条；滚筒在滚动压粉过程中易将粉末携带卷起；造成铺粉不均匀；而胶质刮条容易磨损；在后续铺粉过程中产生刮痕；降低铺粉效果。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术存在的问题；提供一种SLM粉床压实及铺粉装置；该装置采用两种压头结构；结合刮刀的二次压实作用；显著提高粉床的致密度；提高零件的成型精度和力学性能。所述装置包括工作平台1、成形基板4、落粉口5、机械传动模块、铺粉模块、压实模块和送粉缸外壁33；所述机械传动模块、铺粉模块、压实模块均位于工作平台1上方；工作平台1中间位置设置有成形基板4；工作平台1前端设置有落粉口5；工作平台1后侧下端、压实模块下方设置有送粉缸外壁33；机械传动模块、铺粉模块与压实模块协同工作；所述机械传动模块包括左导轨2、右导轨3、轴Ⅰ6、左带轮7、轴Ⅱ8、右带轮9、驱动电机Ⅰ21、主动杆22、联轴器23、从动杆24、从动皮带轮25、左皮带26、右皮带27、主动皮带轮28、固定块30、右滑块31、左滑块32；左导轨2、右导轨3对称固定在工作平台1的左右侧壁上；左滑块32滑动于左导轨2上；右滑块31滑动于右导轨3上；左滑块32与左皮带26之间通过固定块30固定连接；右滑块31和右皮带27之间通过固定块30固定连接；左皮带26前端绕过左带轮7；后端绕过从动皮带轮25；左带轮7套在轴Ⅰ6上；轴Ⅰ6固定在左导轨2上；从动皮带轮25固定在从动杆24上；右皮带27前端绕过右带轮9；后端绕过主动皮带轮28；右带轮9套在轴Ⅱ8上；轴Ⅱ8固定在右导轨3；主动皮带轮28固定在主动杆22上；主动杆22的一端通过联轴器23与从动杆24连接；主动杆22的另一端与驱动电机Ⅰ21的输出端连接；所述铺粉模块包括刮刀10、连接杆11、调节齿轮12、齿条13、连接头14、横梁15、横杆16、卡槽17、转头18、转轴19、螺母20；横梁15的两端分别与右滑块31、左滑块32侧面连接；横梁15左右两端分别设置一个连接头14；连接头14下端与齿条13连接；两根齿条13的内侧各设置一个调节齿轮12；齿条13与调节齿轮12相互啮合；在调节齿轮12中部设置卡槽17；转轴19外圆周上设置与卡槽17形状相配合的结构并插入卡槽17中；转轴19一端与转头18连接；另一端依次穿过齿轮12、连接杆11、横杆16；并由螺母20将连接杆11、横梁16、齿轮12固定在一起；连接杆11下端与刮刀10连接；刮刀10设置于工作平台1上方；压实模块包括滑轨29、送粉缸34、装粉空间35、轮子36、连轴37、驱动电机Ⅱ38、连杆39、上法兰盘40、下法兰盘41、电动液压缸42、伸缩杆43、压头Ⅰ44及压头Ⅱ45；送粉缸34外面设有送粉缸外壁33；送粉缸34向下运动过程中；与工作平台1相距的高度为装粉空间35；送粉缸34的正上方设有滑轨29；2个轮子36置于滑轨29中；可沿滑轨29滑动；连轴37一端穿过两个轮子36；另一端穿过滑轨29的侧壁与驱动电机Ⅱ38连接；连杆39上端穿过滑轨29与连轴37连接；下端与上法兰盘40连接；上法兰盘40与下法兰盘41由螺栓连接固定；下法兰盘41下端通过电动液压缸42与伸缩杆43连接；伸缩杆43下端设有压头Ⅰ44或压头Ⅱ45。优选的；本专利技术所述左导轨2、右导轨3均由沉头螺钉固定于左右侧壁上；成形基板4通过沉头螺钉与工作平台1下端的驱动底板连接。优选的；本专利技术所述刮刀10侧面对称设置两个螺纹孔101；紧固螺钉穿过螺纹孔101将刮刀10固定于连接杆11底端；刮刀10下端开设倾斜面；与水平方向呈22º；在倾斜面底端设置倒圆角102；刮刀10的材质为不锈钢材料。优选的；本专利技术所述横梁15通过紧固螺钉固定在连接头14上。优选的；本专利技术所述左皮带26和右皮带27通过连接螺钉固定在固定块30上；固定块30为L”形脚铁结构。优选的；本专利技术所述滑轨29由沉头螺钉固定在与工作平台1相对的顶端；滑轨29中间为上凸起291、两端为下凹体292；轮子36沿着下凹体292运动；在上凸起291顶端设置有开口293；连杆39上端穿过开口293与连轴37连接。优选的；本专利技术所述驱动电机Ⅰ21、驱动电机Ⅱ38、电动液压缸42通过导线与外部电源连接；并由外部PLC控制器控制运动。优选的；本专利技术所述压头Ⅰ44为长条矩形结构；其截面的长度和宽度小于送粉缸34的宽度；对应设有一个伸缩杆43。优选的；本专利技术所述压头Ⅱ45的形状与送粉缸34的形状相似；其截面长度和宽度小于送粉缸34的尺寸；对应设有3个伸缩杆43。优选的；本专利技术所述压头Ⅰ44、压头Ⅱ45未工作时由伸缩杆43带动收缩起来位于滑轨29下方。本专利技术的有益效果：（1）本专利技术采用两种不同的压头结构；根据实际需求适应不同的装粉流程；压实效率高；压实效果好。在粉末充满送粉缸时；压头Ⅰ伸入装粉空间内的粉末之间；通过电动液压缸和伸缩杆的上下运动；以及轮子沿着滑轨的移动；压头Ⅰ不断搅动粉末；使粉末颗粒之间的气体溢出；增加粉末的紧实度；并在送粉缸装满粉末的最上端进一步夯实粉末；使疏松的粉末变得致密；提高粉床密度。当采用逐步加粉方式向送粉缸内加粉时；每放入一定厚度的粉层；压头Ⅱ在多组电动液压缸和伸缩杆的作用下给予粉层压力；使粉末颗粒之间的紧实度增加；通过逐层压实方式使粉末更加致密。（2）当送粉缸向上送出粉末时；刮刀在机械传动模块的带动下推送粉末向成形基板上展开；由于刮刀的底端开设倾斜面；粉末受到推力向前铺展的同时；受到倾斜面的挤压力使得粉末间隙变小；对粉床起到二次压实作用；能够显著增加零件的致密性和力学性能。（3）刮刀采用可拆卸式旋动调节结构；调节齿轮和齿条的配合能够精准调节刮刀与工作平台之间的距离；保证需求的粉层厚度；且铺粉更加均匀；可定期更滑刮刀；节省其它零部件的经济成本；刮刀下端的倒圆角结构能够避免刮伤零件表面；提高铺粉效果。（4）采用同步皮带机械传送结构驱动刮刀铺粉；铺粉过程更加平稳、安全；保证粉末铺展的平整性；多余粉末材料推送至落粉口中回收并筛分；以备二次使用；节省粉末材料成本。附图说明图1为本专利技术所述粉床压实及铺粉装置的示意图；图2为本专利技术所述粉床压实及铺粉装置的后视图；图3为本专利技术所述粉床压实及铺粉装置的俯视图；图4为本专利技术所述粉床压实及铺粉装置的剖视图；图5为本专利技术本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种SLM粉床压实及铺粉装置；其特征在于：包括工作平台（1）、成形基板（4）、落粉口（5）、机械传动模块、铺粉模块、压实模块和送粉缸外壁（33）；所述机械传动模块、铺粉模块、压实模块均位于工作平台（1）上方；工作平台（1）中间位置设置有成形基板（4）；工作平台（1）前端设置有落粉口（5）；工作平台（1）后侧下端、压实模块下方设置有送粉缸外壁（33）；机械传动模块、铺粉模块与压实模块协同工作；所述机械传动模块包括左导轨（2）、右导轨（3）、轴Ⅰ（6）、左带轮（7）、轴Ⅱ（8）、右带轮（9）、驱动电机Ⅰ（21）、主动杆（22）、联轴器（23）、从动杆（24）、从动皮带轮（25）、左皮带（26）、右皮带（27）、主动皮带轮（28）、固定块（30）、右滑块（31）、左滑块（32）；左导轨（2）、右导轨（3）对称固定在工作平台（1）的左右侧壁上；左滑块（32）滑动于左导轨（2）上；右滑块（31）滑动于右导轨（3）上；左滑块（32）与左皮带（26）之间通过固定块（30）固定连接；右滑块（31）和右皮带（27）之间通过固定块（30）固定连接；左皮带（26）前端绕过左带轮（7）；后端绕过从动皮带轮（25）；左带轮（7）套在轴Ⅰ（6）上；轴Ⅰ（6）固定在左导轨（2）上；从动皮带轮（25）固定在从动杆（24）上；右皮带（27）前端绕过右带轮（9）；后端绕过主动皮带轮（28）；右带轮（9）套在轴Ⅱ（8）上；轴Ⅱ（8）固定在右导轨（3）；主动皮带轮（28）固定在主动杆（22）上；主动杆（22）的一端通过联轴器（23）与从动杆（24）连接；主动杆（22）的另一端与驱动电机Ⅰ（21）的输出端连接；所述铺粉模块包括刮刀（10）、连接杆（11）、调节齿轮（12）、齿条（13）、连接头（14）、横梁（15）、横杆（16）、卡槽（17）、转头（18）、转轴（19）、螺母（20）；横梁（15）的两端分别与右滑块（31）、左滑块（32）侧面连接；横梁（15）左右两端分别设置一个连接头（14）；连接头（14）下端与齿条（13）连接；两根齿条（13）的内侧各设置一个调节齿轮（12）；齿条（13）与调节齿轮（12）相互啮合；在调节齿轮（12）中部设置卡槽（17）；转轴（19）外圆周上设置与卡槽（17）形状相配合的结构并插入卡槽（17）中；转轴（19）一端与转头（18）连接；另一端依次穿过齿轮（12）、连接杆（11）、横杆（16）；并由螺母（20）将连接杆（11）、横梁（16）、齿轮（12）固定在一起；连接杆（11）下端与刮刀（10）连接；刮刀（10）设置于工作平台（1）上方；压实模块包括滑轨（29）、送粉缸（34）、装粉空间（35）、轮子（36）、连轴（37）、驱动电机Ⅱ（38）、连杆（39）、上法兰盘（40）、下法兰盘（41）、电动液压缸（42）、伸缩杆（43）、压头Ⅰ（44）及压头Ⅱ（45）；送粉缸（34）外面设有送粉缸外壁（33）；送粉缸（34）向下运动过程中；与工作平台（1）相距的高度为装粉空间（35）；送粉缸（34）的正上方设有滑轨（29）；2个轮子（36）置于滑轨（29）中；可沿滑轨（29）滑动；连轴（37）一端穿过两个轮子（36）；另一端穿过滑轨（29）的侧壁与驱动电机Ⅱ（38）连接；连杆（39）上端穿过滑轨（29）与连轴（37）连接；下端与上法兰盘（40）连接；上法兰盘（40）与下法兰盘（41）由螺栓连接固定；下法兰盘（41）下端通过电动液压缸（42）与伸缩杆（43）连接；伸缩杆（43）下端设有压头Ⅰ（44）或压头Ⅱ（45）。...

【技术特征摘要】
1.一种SLM粉床压实及铺粉装置；其特征在于：包括工作平台（1）、成形基板（4）、落粉口（5）、机械传动模块、铺粉模块、压实模块和送粉缸外壁（33）；所述机械传动模块、铺粉模块、压实模块均位于工作平台（1）上方；工作平台（1）中间位置设置有成形基板（4）；工作平台（1）前端设置有落粉口（5）；工作平台（1）后侧下端、压实模块下方设置有送粉缸外壁（33）；机械传动模块、铺粉模块与压实模块协同工作；所述机械传动模块包括左导轨（2）、右导轨（3）、轴Ⅰ（6）、左带轮（7）、轴Ⅱ（8）、右带轮（9）、驱动电机Ⅰ（21）、主动杆（22）、联轴器（23）、从动杆（24）、从动皮带轮（25）、左皮带（26）、右皮带（27）、主动皮带轮（28）、固定块（30）、右滑块（31）、左滑块（32）；左导轨（2）、右导轨（3）对称固定在工作平台（1）的左右侧壁上；左滑块（32）滑动于左导轨（2）上；右滑块（31）滑动于右导轨（3）上；左滑块（32）与左皮带（26）之间通过固定块（30）固定连接；右滑块（31）和右皮带（27）之间通过固定块（30）固定连接；左皮带（26）前端绕过左带轮（7）；后端绕过从动皮带轮（25）；左带轮（7）套在轴Ⅰ（6）上；轴Ⅰ（6）固定在左导轨（2）上；从动皮带轮（25）固定在从动杆（24）上；右皮带（27）前端绕过右带轮（9）；后端绕过主动皮带轮（28）；右带轮（9）套在轴Ⅱ（8）上；轴Ⅱ（8）固定在右导轨（3）；主动皮带轮（28）固定在主动杆（22）上；主动杆（22）的一端通过联轴器（23）与从动杆（24）连接；主动杆（22）的另一端与驱动电机Ⅰ（21）的输出端连接；所述铺粉模块包括刮刀（10）、连接杆（11）、调节齿轮（12）、齿条（13）、连接头（14）、横梁（15）、横杆（16）、卡槽（17）、转头（18）、转轴（19）、螺母（20）；横梁（15）的两端分别与右滑块（31）、左滑块（32）侧面连接；横梁（15）左右两端分别设置一个连接头（14）；连接头（14）下端与齿条（13）连接；两根齿条（13）的内侧各设置一个调节齿轮（12）；齿条（13）与调节齿轮（12）相互啮合；在调节齿轮（12）中部设置卡槽（17）；转轴（19）外圆周上设置与卡槽（17）形状相配合的结构并插入卡槽（17）中；转轴（19）一端与转头（18）连接；另一端依次穿过齿轮（12）、连接杆（11）、横杆（16）；并由螺母（20）将连接杆（11）、横梁（16）、齿轮（12）固定在一起；连接杆（11）下端与刮刀（10）连接；刮刀（10）设置于工作平台（1）上方；压实模块包括滑轨（29）、送粉缸（34）、装粉空间（35）、轮子（36）、连轴（37）、驱动电机Ⅱ（38）、连杆（39）、上法兰盘（40）、下法兰盘（41）、...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋业华，关杰仁，张晓伟，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：云南,53