一种粉床增材制造的静电面铺层系统技术方案

一种粉床增材制造的静电面铺层系统，包括成形的工作台面，工作台面下方设有一个供粉缸和一个成形缸，工作台面上方通过连接板连接有桁架机构，桁架机构上配置有滑轨，滑轨和滑块配合，滑块上连接有导杆，导杆底部连接有电极压粉板，滑块由连接在滑轨端部的步进电机控制，电极压粉板的电极压粉板本体内嵌有陶瓷板和电阻丝，陶瓷板位于电阻丝的上方，采用静电吸引力的方式，将带电粉末紧密的吸附在电极压粉板上，从而将粉末压实于成形件表面，达到提高零件致密度的效果；完成压粉后，电极压粉板对每一层粉末及下面的成形件进行预热，避免翘曲变形等现象；移动式的静电面铺层系统速度快，实现精确控制铺粉量，提高了生产效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及增材制造领域，特别涉及一种粉床增材制造的静电面铺层系统。
技术介绍
粉床增材制造技术中，成形质量的好坏与铺粉质量和预热效果密切相关，目前市场上的粉床增材制造设备，有些是对成形区域的最底层进行预热，但是随着成形层数的增加，预热效果将越来越不显著；还有的设备是对供粉缸进行了预热，但是成形区域并没有特别显著的改善。而且预热时间较长，影响整个加工过程的效率，因此在成形金属零件过程中具有一定的局限性。同时在现有技术中，铺粉装置通常采用辊筒或刮板，辊筒铺粉时，棍子相对于粉末表面有旋转运动，容易产生静电吸附而发生粘粉现象，导致铺粉工作面厚薄不一；刮板铺粉可以弥补辊筒的缺陷，但是由于粉末流动的局限性，铺粉效果并不足够致密，颗粒之间通常留有间隙，从而容易造成成形后的零件致密性差，而且在成形过程中，成形件表面有所凸起时，会对刮板有所损坏，从而影响铺粉效果，同时刮板损坏需要经常进行更换，费时费力增加成本。
技术实现思路
为了克服上述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种粉床增材制造的静电面铺层系统，实现均匀致密的铺粉且同时对每层粉末进行快速高效率预热，铺粉过程快速高效。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种粉床增材制造的静电面铺层系统，包括成形的工作台面1，工作台面1下方设有一个供粉缸2和一个成形缸3，工作台面1上方通过连接板4连接有桁架机构5，桁架机构5上配置有滑轨8，滑轨8和滑块10配合，滑块10上连接有导杆11，导杆11底部连接有电极压粉板9，滑块10由连接在滑轨8端部的步进电机7控制。所述的电极压粉板9的电极压粉板本体9c内嵌有陶瓷板9a和电阻丝9b，陶瓷板9a位于电阻丝9b的上方。所述的一种粉床增材制造的静电面铺层系统的快速成形方法，包括以下步骤：步骤一：将带静电粉末放置在供粉缸2内，将电极压粉板9与高压电源连接，电极压粉板9所具有的极性与粉末所带电荷极性相反，粉末能够紧紧的吸附于电极压粉板9的下表面；步骤二：电极压粉板9移动至供粉缸2上方，将带静电粉末吸附在电极压粉板9上，然后利用滑块10和导轨11将电极压粉板9向上移动，后通过步进电机7和滑轨8将电极压粉板9移动至成形缸3的正上方，进而向下移动，将带静电粉末铺放在成形件表面后，继续向下移动将带静电粉末进行压实；步骤三：断开电极压粉板9与高压电源的连接，给电极压粉板9内嵌的电阻丝9b通电，对电极压粉板9进行加热，通过热传导对压实的粉末及成形件进行预热；步骤四：将电极压粉板9移回起始处，热源对铺设压实好的一层粉末进行扫描熔化成形；步骤五：供粉缸2向上移动一定层厚的距离，成形缸3向下移动一个层厚的距离；步骤六：重复上述步骤二到步骤五，逐层循环往复，最终成形出整个零件。所述的一种粉床增材制造的静电面铺层系统的快速成形方法在惰性气体环境下或真空环境下进行。所述的步骤三中预热后通过温度传感器进行温度测量，达到设定温度后，将预热关闭，其中温度传感器采用薄片状贴附于电极压粉板9的下表面。本专利技术具有以下有益效果：由于采用静电吸引力的方式，可以将带电粉末紧密的吸附在电极压粉板上，从而将粉末压实于成形件表面，达到提高零件致密度的效果；由于在完成压粉后，电极压粉板可以对每一层粉末及下面的成形件进行预热，这样能够实现对成形区域的每一层铺粉成形面及下面的成形件进行有效的预热，进而避免成形过程中因温度场不均匀而造成的残余应力以及翘曲变形等现象；由于移动式的静电面铺层系统相较于传统的刮板或辊筒式铺粉方式速度快，移动过程不必考虑粉末的流动性，因此可以快速的完成铺粉过程，且可以实现精确控制铺粉量，提高了生产效率。附图说明图1是本专利技术系统的结构示意图。图2是本专利技术系统中电极压粉板的结构示意图。具体实施方式以下结合附图对本专利技术做进一步的详细说明。参照图1，一种粉床增材制造的静电面铺层系统，包括成形的工作台面1，工作台面1下方设有一个供粉缸2和一个成形缸3，工作台面1上方通过连接板4连接有桁架机构5，连接板4和桁架机构5之间连接有肋板6，桁架机构5上配置有滑轨8，滑轨8和滑块10配合，滑块10上连接有导杆11，导杆11底部连接有电极压粉板9，滑块10和导杆11实现电极压粉板9进行上下移动，滑块10由连接在滑轨8端部的步进电机7控制，实现电极压粉板9进行左右移动。参照图2，所述的电极压粉板9的电极压粉板本体9c内嵌有陶瓷板9a和电阻丝9b，陶瓷板9a位于电阻丝9b的上方，陶瓷板9a防止电阻丝9b加热后热量向上传导至其他部分，引起损坏，电阻丝9b加热后进行导热，通过电极压粉板9的下表面，将热量热传导至粉末与其下面的成形件。所述的一种粉床增材制造的静电面铺层系统的快速成形方法，包括以下步骤：步骤一：将带静电粉末放置在供粉缸2内，将电极压粉板9与高压电源连接，电极压粉板9所具有的极性与粉末所带电荷极性相反，粉末能够紧紧的吸附于电极压粉板9的下表面；步骤二：电极压粉板9移动至供粉缸2上方，将带静电粉末吸附在电极压粉板9上，然后利用滑块10和导轨11将电极压粉板9向上移动，后通过步进电机7和滑轨8将电极压粉板9移动至成形缸3的正上方，进而向下移动，将带静电粉末铺放在成形件表面后，继续向下移动将带静电粉末进行压实；步骤三：断开电极压粉板9与高压电源的连接，将电极压粉板9内嵌的电阻丝9b通电，对电极压粉板9进行加热，通过热传导对压实的粉末及成形件进行预热；步骤四：将电极压粉板9移回起始处，热源对铺设压实好的一层粉末进行扫描熔化成形；步骤五：供粉缸2向上移动一定层厚的距离，成形缸3向下移动一个层厚的距离；步骤六：重复上述步骤二到步骤五，逐层循环往复，最终成形出整个零件。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种粉床增材制造的静电面铺层系统，包括成形的工作台面(1)，工作台面(1)下方设有一个供粉缸(2)和一个成形缸(3)，其特征在于：工作台面(1)上方通过连接板(4)连接有桁架机构(5)，桁架机构(5)上配置有滑轨(8)，滑轨(8)和滑块(10)配合，滑块(10)上连接有导杆(11)，导杆(11)底部连接有电极压粉板(9)，滑块(10)由连接在滑轨(8)端部的步进电机(7)控制。

【技术特征摘要】
1.一种粉床增材制造的静电面铺层系统，包括成形的工作台面(1)，工作
台面(1)下方设有一个供粉缸(2)和一个成形缸(3)，其特征在于：工作台
面(1)上方通过连接板(4)连接有桁架机构(5)，桁架机构(5)上配置有滑
轨(8)，滑轨(8)和滑块(10)配合，滑块(10)上连接有导杆(11)，导杆
(11)底部连接有电极压粉板(9)，滑块(10)由连接在滑轨(8)端部的步进
电机(7)控制。
2.根据权利要求1所述的一种粉床增材制造的静电面铺层系统，其特征在
于：所述的电极压粉板(9)的电极压粉板本体(9c)内嵌有陶瓷板(9a)和电
阻丝(9b)，陶瓷板(9a)位于电阻丝(9b)的上方。
3.根据权利要求1所述的一种粉床增材制造的静电面铺层系统的快速成形
方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将带静电粉末放置在供粉缸(2)内，将电极压粉板(9)与高压
电源连接，电极压粉板(9)所具有的极性与粉末所带电荷极性相反，粉末能够
紧紧的吸附于电极压粉板(9)的下表面；
步骤二：电极压粉板(9)移动至供粉缸(2)上方，将带静电粉末吸附在
电极压粉板(9)上，然后利用滑块(10)和导轨(11)将电极压粉板(9...

【专利技术属性】
技术研发人员：李涤尘，范长超，曹毅，杨东，
申请(专利权)人：西安交通大学，陕西恒通智能机器有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61