一种激光选区熔化快速预热铺粉装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种激光选区熔化快速预热铺粉装置，包括密闭腔，所述密闭腔内设置有成型腔和回收腔，位于成型腔的上部设置有自动加粉机构，与自动加粉机构配合设置有带调节组件的刮刀铺粉机构，本发明专利技术将金属粉末预热单元直接集成到储粉舱里面，只需对即将参与打印的粉末进行快速预热到设定温度，降低了金属粉末在成型过程中产生的残余应力，保证成型件的形状精度和尺寸精度，刮刀部分能够实现定量送粉，双向铺粉，并且刮刀能在线调平。

【技术实现步骤摘要】
一种激光选区熔化快速预热铺粉装置
本专利技术涉及增材制造
，尤其涉及一种激光选区熔化快速预热铺粉装置。
技术介绍
激光选区熔化是增材制造技术的典型代表，基于增材制造快速成型的基本思想，它将传统的三维制造工艺转变为累积叠加的平面制造工艺，通过对零件的三维模型切片获取每层零件的轮廓数据，用激光束依据每层轮廓逐层熔化金属粉末，层层堆积制造实体零件，所以激光选区熔化技术适合几乎任意复杂形状的金属零部件制造。但是，在激光选区熔化加工成型过程当中，金属粉末在高能量密度的激光辐照下会经历一个快速熔化和快速凝固的过程，而这种温度的剧烈变化会引起成型件内部组织存在较大的残余应力，以至于会导致打印的零部件翘曲变形、产生开裂，严重影响了成型件的形状精度和尺寸精度。因此，降低或者消除成型过程中产生的残余应力具有重要的意义，研究表明对基材进行预热能够有效的降低成型件的内应力。专利“选择性激光选区熔化SLM设备送粉筒预热装置和预热方法”（专利号：CN103100713B）提出了一种利用电磁感应加热载粉筒从而预热金属粉末的方法，该方法虽然能预热金属粉末，但对载粉筒内的粉末加热不均匀，且对整个载粉筒加热，不仅加热效率低而且能量损耗也大。专利“一种用于激光选区熔化设备粉末预热装置及其预热方法”（申请号：CN106623919A）提出了一种采用多个加热单元镶嵌在成形缸主体的侧面，对成型缸主体进行加热，该方法能使零件在打印过程中缓慢冷却，减小内部应力集中，但是加热单元若长期对成型缸进行循环加热冷却再加热会影响其整体形状和内部组织，且没有温度监控功能，不能实时的监控其加热温度。同时，目前激光选区熔化成形系统普遍利用铺粉方式来保障金属粉层的水平度和均匀性问题，因此与铺粉效果好坏相关的刮刀部分直接影响零件成型质量，刮刀部分使用方便与否也影响着工作效率。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提供一种实现对金属粉末快速均匀的可控预热，减小成型件内部残余应力，同时能够实现定量送粉，双向铺粉，能在线调一次性调平的激光选区熔化快速预热铺粉装置。为解决上述技术问题，本专利技术通过以下技术方案得以解决：一种激光选区熔化快速预热铺粉装置，包括密闭腔，所述密闭腔内设置有成型腔和回收腔，位于成型腔的上部设置有自动加粉机构，与自动加粉机构配合设置有刮刀铺粉机构，所述刮刀铺粉机构包括顶部带有挡尘盖，底部设置有双侧出粉口的储粉舱外壳，位于储粉舱外壳内具有由加热装置形成的加热腔，加热腔通过送粉轴与储粉舱外壳联通，位于双侧出粉口之间设置有带刮刀组件，并且刮刀组件上设置有用于刮刀在线调平的调节组件。上述方案中，优选的，所述自动加粉机构包括供粉舱，设置于供粉舱顶部的快装蝶阀，设置于供粉舱腔体内的第一粉末余量传感器，以及设置于供粉舱底部用于控制供粉舱下端出粉口的电磁开关阀，第一粉末余量传感器用于监控整个供粉舱的粉末余量，电磁开关阀用于控制供粉舱下端出粉口的开关。上述方案中，优选的，所述回收腔设置有两个，并对称设置于成型腔的两侧。上述方案中，优选的，所述加热装置包括第二粉末余量传感器、温度传感器、与储粉舱外壳固定连接，并且下部设有呈圆弧状开口的耐热板、嵌于耐热板内并且外侧面粘贴有加热带的导热板，以及位于加热带与耐热板之间的隔热层，导热板外侧面粘贴加热带，通过内六角螺丝将导热板嵌入到耐热板内，在耐热板和加热带之间镶嵌有隔热材料。所述的导热板材料为铜或铝等其他传热效率高的材料。耐热板通过内六角螺丝安装固定在储粉舱外壳上。所述的耐热板下部有开口且呈圆弧状。所述的隔热材料为石棉或玻璃纤维或岩棉或硅酸盐等。上述方案中，优选的，所述刮刀组件包括刮刀刀座、设置于刮刀刀座上呈“凸”字形，并且顶部具有两个半球形凹槽，中间有一个通槽和分布在通槽两侧一边一个的曲面凹槽，底部一端有台阶的刮刀刀柄、卡和于刀柄内并呈“T”型的刮刀，刮刀刀柄底部一端设置的台阶用于限制刮刀一个方向上的移动，刮刀刀柄底部截面形状为多边形结构，如矩形、三角形、梯形或其他，所述的刮刀刀座上有一个双头螺柱和两个紧定螺钉，紧定螺钉用于压紧刮刀刀柄水平方向，刮刀刀柄通过双头螺柱悬挂在刮刀刀座上。上述方案中，优选的，所述刮刀的上部为金属结构，下部分为橡胶结构，刮刀橡胶部分的凸沿为曲面，其直径为0.85~1.85mm。上述方案中，优选的，调节组件包括分别由连接板A和连接板B连接的调节组件A和调节组件B，调节组件A和调节组件B用于调平刮刀刀柄。上述方案中，优选的，所述所述驱动机构包括设置于成型腔两侧直线导轨上安装的直线电机，位于挡尘盖顶部的电机A以及通过联轴器A与送粉轴联通的电机B。上述方案中，优选的，所述送粉轴与耐热板下部的圆弧部分相切，且所述送粉轴的周向均布有四个形状规则凹槽，规则形状凹槽截面为三角形，四边形，六边形或圆形等沿对称轴的一半。与现有技术相比，本专利技术具有如下有益效果：本专利技术将金属粉末预热单元直接集成到储粉舱里面，只需对即将参与打印的粉末进行快速预热到设定温度，能耗小，保证了粉末在合适的温度范围内，降低了金属粉末在成型过程中由于温度梯度过大而产生的残余应力，保证成型件的形状精度和尺寸精度，本专利技术设计的刮刀部分，能够实现定量送粉，双向铺粉，并且刮刀能在线调平，调平后以后使用只需更换刮刀即可，无需再次调平，保证了铺粉的顺利进行以及铺粉层厚的均匀性，提高了铺粉的致密性，进而提高了零件成型质量。附图说明图1为本专利技术激光选区熔化快速预热铺粉装置整体结构示意图。图2为本专利技术激光选区熔化快速预热铺粉装置俯视图。图3为本专利技术刮刀部分整体结构示意图。图4为本专利技术刮刀刀座三维结构示意图。图5为本专利技术刮刀刀柄截面示意图1。图6为本专利技术刮刀刀柄截面示意图2。图7为本专利技术刮刀刀柄截面示意图3。图8为本专利技术刮刀刀柄截面示意图7。图9为本专利技术刮刀刀柄三维结构示意图。图10为本专利技术送粉轴截面示意图1。图11为本专利技术送粉轴截面示意图2。图12为本专利技术送粉轴截面示意图3。图13为本专利技术送粉轴截面示意图4。图14为本专利技术送粉轴截面为半圆形的三维结构示意图。图15为本专利技术刮刀截面示意图1。图16为本专利技术刮刀截面示意图2。图17为本专利技术刮刀截面示意图3。图18为本专利技术刮刀截面示意图4。图19为本专利技术刮刀三维结构示意图。具体实施方式为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本专利技术进行进一步详细说明。参加图1至图3，一种激光选区熔化快速预热铺粉装置，包括密闭腔1，所述密闭腔1内设置有成型腔3和回收腔2，位于成型腔3的上部设置有自动加粉机构，与自动加粉机构配合设置有刮刀铺粉机构，所述刮刀铺粉机构包括顶部带有挡尘盖13，底部设置有双侧出粉口的储粉舱外壳8，位于储粉舱外壳8内具有由加热装置形成的加热腔81，加热腔81通过送粉轴16与储粉舱外壳8联通，位于双侧出粉口之间设置有带刮刀组件，并且刮刀组件上设置有用于刮刀在线调平的调节组件。所述自动加粉机构包括供粉舱10，设置于供粉舱10顶部的快装蝶阀9，设置于供粉舱10腔体内的第一粉末余量传感器，以及设置于供粉舱10底部用于控制供粉舱下端出粉口的电磁开关阀12，所述回收腔2设置有两个，并对称设置于成型腔3的两侧，所述加热装置包括第二粉末余量传感器15、温度传感器11、与储粉舱外壳8固定连接，并且下部本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种激光选区熔化快速预热铺粉装置，包括密闭腔（1），其特征在于，所述密闭腔（1）内设置有成型腔（3）和回收腔（2），位于成型腔（3）的上部设置有自动加粉机构，与自动加粉机构配合设置有刮刀铺粉机构，所述刮刀铺粉机构包括顶部带有挡尘盖（13），底部设置有双侧出粉口的储粉舱外壳（8），位于储粉舱外壳（8）内具有由加热装置形成的加热腔（81），加热腔（81）通过送粉轴（16）与储粉舱外壳（8）联通，位于双侧出粉口之间设置有带刮刀组件，并且刮刀组件上设置有用于刮刀在线调平的调节组件。

【技术特征摘要】
1.一种激光选区熔化快速预热铺粉装置，包括密闭腔（1），其特征在于，所述密闭腔（1）内设置有成型腔（3）和回收腔（2），位于成型腔（3）的上部设置有自动加粉机构，与自动加粉机构配合设置有刮刀铺粉机构，所述刮刀铺粉机构包括顶部带有挡尘盖（13），底部设置有双侧出粉口的储粉舱外壳（8），位于储粉舱外壳（8）内具有由加热装置形成的加热腔（81），加热腔（81）通过送粉轴（16）与储粉舱外壳（8）联通，位于双侧出粉口之间设置有带刮刀组件，并且刮刀组件上设置有用于刮刀在线调平的调节组件。2.根据权利要求1所述的一种激光选区熔化快速预热铺粉装置，其特征在于，所述自动加粉机构包括供粉舱（10），设置于供粉舱（10）顶部的快装蝶阀（9），设置于供粉舱（10）腔体内的第一粉末余量传感器，以及设置于供粉舱（10）底部用于控制供粉舱下端出粉口的电磁开关阀（12）。3.根据权利要求2所述的一种激光选区熔化快速预热铺粉装置，其特征在于，所述回收腔（2）设置有两个，并对称设置于成型腔（3）的两侧。4.根据权利要求1所述的一种激光选区熔化快速预热铺粉装置，其特征在于，所述加热装置包括第二粉末余量传感器（15）、温度传感器（11）、与储粉舱外壳（8）固定连接，并且下部设有呈圆弧状开口的耐热板（5）、嵌于耐热板（5）内...

【专利技术属性】
技术研发人员：阮亮，张远明，叶纪林，吕东喜，
申请(专利权)人：宁波蓝野医疗器械有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33