一种功能梯度结构的SLM增材制造设备制造技术

本发明专利技术公开了一种功能梯度结构的SLM增材制造设备，成型平台上设有粉末成型口和若干粉末回收口，成型平台上表面设有两条对称设置的压粉装置轨道，若干压粉装置滑动连接在压粉装置轨道上，升降机构固定设置在成型平台两侧，送粉装置两侧分别与两个所述升降机构固定连接，若干匀粉装置安装固定安装在送粉装置的下方，两个同步带传动机构对称固定在成型平台上。本发明专利技术采用具有旋转功能的送粉装置，在实现双侧送粉的同时有效的减小了设备的体积；同时，可以实现功能梯度结构的打印送粉；铺粉装置往复运动均进行铺粉工作，不存在空行程，有效的提高了铺粉效率；两个压粉装置实现两次压粉，有效的提高了粉床的致密度，零件的成型质量能得到很好的改善。

【技术实现步骤摘要】
一种功能梯度结构的SLM增材制造设备
本专利技术涉及一种功能梯度结构的SLM增材制造设备，属于快速制造领域。
技术介绍
SLM技术是近年来逐渐受到工业界重视一种快速成型技术，该技术能制造出致密度高且与传统机加工零件性能相近的成型件，又能发挥快速制造技术的优势，避免过长的加工周期和复杂的后期处理。这种技术不需要低熔点的粘结剂而是直接通过激光将粉床上的金属粉末熔化得到成型零件，其成型件具有更高的精度以及致密度，不会因为粘结剂的收缩变形产生较大的不可控尺寸误差，因此适用于形状复杂的工件。SLM可生产多种材料的元件，如金属、陶瓷、聚合物。现有的SLM工艺一般采用单侧送粉、单侧铺粉装置，存在打印效率较低的问题，并且打印功能梯度结构送粉存在一定的困难。因此，针对梯度结构制造技术和设备进行更深入的研究，能够对国内梯度结构的快速成形技术进行补充，有很大的市场潜力。
技术实现思路
针对现有技术的不足，本专利技术提供一种功能梯度结构的SLM增材制造设备，采用具有旋转功能的送粉装置，在实现双侧送粉的同时有效的减小了设备的体积；该送粉装置具有多个送粉漏斗，结合匀粉装置的匀粉作用，可以实现功能梯度结构的打印送粉；铺粉装置往复运动均进行铺粉工作，不存在空行程，有效的提高了铺粉效率；两个压粉装置实现两次压粉，有效的提高了粉床的致密度，零件的成型质量能得到很好的改善。本专利技术中主要采用的技术方案为：一种功能梯度结构的SLM增材制造设备，包括送粉装置、若干匀粉装置、两个升降机构、铺粉装置、若干压粉装置、两个同步带传动机构和成型平台，其中，所述成型平台上设有粉末成型口和若干粉末回收口，所述成型平台上表面设有两条对称设置的压粉装置轨道，若干所述压粉装置滑动连接在压粉装置轨道上，且沿压粉装置轨道运动，两个所述升降机构固定设置在成型平台两侧，所述送粉装置两侧分别与两个所述升降机构固定连接，且所述送粉装置位于成型平台的上方，若干所述匀粉装置安装固定安装在送粉装置的下方，两个所述同步带传动机构对称固定在成型平台上，且位于两条压粉装置轨道之间，所述铺粉装置两端分别与两个所述同步带传动机构连接；其中，所述送粉装置包括若干送粉漏斗、旋转盘、固定板、送粉联轴器、若干支撑机构、轴和送粉电机，若干所述送粉漏斗固定设置在旋转盘上，且若干所述送粉漏斗沿旋转盘圆周方向均匀分布，所述送粉漏斗下端的送粉通道穿过旋转盘，且送粉通道的出粉口位于固定板上方，所述出粉口与固定板之间存在间隙，所述轴的一端通过旋转盘中心孔与旋转盘底面固连，另一端通过送粉联轴器与送粉电机的输出轴连接，所述送粉电机固定安装在固定板的下底面，所述固定板上沿成型平台长度方向的两侧均开有一个进粉孔，所述旋转盘和固定板之间设有若干所述支撑机构；所述匀粉装置固定在固定板的下底面，包括外壳、螺旋搅拌叶、匀粉联轴器、匀粉电机、倒凸型槽口、中间联轴器、中间电机、散粉叶片、散粉联轴器、散粉电机、齿轮、齿条、若干滚轮和开合板，所述外壳包括上壳体和下壳体，且上壳体与下壳体上下设置，一体成型，所述上壳体和下壳体均为上下贯通壳体，所述上壳体的上端面固定在固定板的下底面，所述上壳体的侧面底部开有倒凸型槽口，所述螺旋搅拌叶设置在外壳的上壳体内部，且所述螺旋搅拌叶的轴一端穿过上壳体通过匀粉联轴器与匀粉电机的输出轴连接，所述齿轮和散粉叶片均设置在外壳的下壳体内部，且所述齿轮的转动轴一端穿过下壳体通过中间联轴器与中间电机输出轴进行连接，所述散粉叶片的转动轴一端穿过下壳体通过散粉联轴器与散粉电机输出轴连接，所述齿条设置在开合板一侧，且与开合板一体设置，均安装在倒凸型槽口中，所述开合板和齿条位于螺旋搅拌叶和散粉叶片之间，所述齿条与齿轮啮合连接，所述开合板的一侧和齿条的一侧均设置了两个滚轮，且所述滚轮与倒凸型槽口的阶梯面滑动连接；所述升降机构包括顶板、滑动件、底座、丝杠、第一导杆、第二导杆、升降联轴器和升降电机；所述顶板、底座和滑动件的两侧均设有相对应的导杆孔，且两侧的导杆孔对称设置，所述顶板上两个导杆孔中间位置设有第一轴承孔，所述底座上两个导杆孔中间位置设有第二轴承孔，所述第一轴承孔和第二轴承孔内均设有轴承，所述滑动件上两个导杆孔中间位置设有一个螺纹孔，且所述螺纹孔的位置与第一轴承孔和第二轴承孔相对应，所述第一导杆依次穿过顶板、滑动件和底座的一侧导杆孔，且第一导杆的两端分别通过顶板和底座的两个侧孔与顶板和底座固定连接，所述第二导杆依次穿过顶板、滑动件和底座的另一侧导杆孔，且第二导杆的两端分别通过顶板和底座的两个侧孔与顶板和底座固定连接，所述第一导杆和第二导杆对称设置，所述滑动件通过第一导杆和第二导杆连接在底座和顶板之间，所述丝杠的下端穿过第二轴承孔内的轴承通过升降联轴器与升降电机的输出轴连接，所述丝杠的上端穿过滑动件的螺纹孔与第一轴承孔的轴承连接，所述滑动件与固定板固定连接；所述底座与成型平台侧边固定连接；所述铺粉装置包括横梁、两根连接杆和刮刀，两根所述连接杆的上端与横梁连接，两根所述连接杆的下端与刮刀连接，所述横梁的两端分别与同步带传动机构的滑块连接；所述压粉装置包括主梁、轮子、若干组伸缩装置、压粉板；所述主梁包括上侧板和两个侧板，所述上侧板两端分别与两个侧板的上端固连，两个侧板的下端均安装有轮子，两个侧板的轮子分别滑动连接在两条压粉装置轨道上，所述轮子由轮轴通过轮轴联轴器与驱动电机连接，所述压粉装置通过轮子沿压粉装置轨道运动，所述主梁的上侧板下表面安装有若干组伸缩装置，所述伸缩装置的油缸的活塞杆与压粉板连接；所述同步带传动机构包括导轨、带轮支座、同步带、从动同步带轮、滑块、主动同步带轮、同步带轮盒、同步带电机，所述导轨的一端安装有带轮支座，另一端安装有同步带轮盒，所述从动同步带轮安装在带轮支座上，所述主动同步带轮安装在同步带轮盒内，所述同步带张紧连接在从动同步带轮和主动同步带轮之间，所述同步带电机安装在同步带轮盒外侧，且所述同步电机的输出轴与主动同步带轮驱动连接，所述滑块与同步带固定连接，且所述滑块滑动连接在导轨上，所述导轨固定在成型平台的台面上。优选地，所述送粉漏斗的材质为硅钢材料，所述送粉漏斗的个数为3-5个，每个送粉漏斗的上端漏斗内部设置有网状结构的隔板，下端送粉通道内部安装有阀门，且送粉通道的外壁绕有线圈，所述线圈可通电，且线圈通电后，控制器控制阀门开启；所述阀门下方安装有重量传感器，用于检测漏斗内粉末重量，所述重量传感器、阀门均与控制器控制连接，所述重量传感器将检测到的重量信息传给控制器，当重量达到预设值时，由控制器控制阀门的关闭。优选地，所述固定板两侧的进粉孔均为阶梯型孔，每个进粉孔内部安装有伸缩机构，所述的伸缩机构包括磁铁、弹簧、套筒，所述弹簧上端与磁铁固定连接，弹簧下端与套筒固定连接，套筒固定在进粉孔中，所述磁铁为空心圆柱结构，用于与漏斗的出粉口连通；所述固定板的材质为非导电材料。优选地，若干所述支撑机构有四个，且沿圆周等间距分布，所述支撑机构包括支撑轮、支撑架、支撑轮轴，所述支撑架上端开有轴孔，下端与固定板上表面固定连接；所述支撑轮轴通过轴孔设置在支撑架上端，所述支撑本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功能梯度结构的SLM增材制造设备，其特征在于，包括送粉装置、若干匀粉装置、两个升降机构、铺粉装置、若干压粉装置、两个同步带传动机构和成型平台，其中，所述成型平台上设有粉末成型口和若干粉末回收口，所述成型平台上表面设有两条对称设置的压粉装置轨道，若干所述压粉装置滑动连接在压粉装置轨道上，且沿压粉装置轨道运动，两个所述升降机构固定设置在成型平台两侧，所述送粉装置两侧分别与两个所述升降机构固定连接，且所述送粉装置位于成型平台的上方，若干所述匀粉装置安装固定安装在送粉装置的下方，两个所述同步带传动机构对称固定在成型平台上，且位于两条压粉装置轨道之间，所述铺粉装置两端分别与两个所述同步带传动机构连接；/n其中，所述送粉装置包括若干送粉漏斗、旋转盘、固定板、送粉联轴器、若干支撑机构、轴和送粉电机，若干所述送粉漏斗固定设置在旋转盘上，且若干所述送粉漏斗沿旋转盘圆周方向均匀分布，所述送粉漏斗下端的送粉通道穿过旋转盘，且送粉通道的出粉口位于固定板上方，所述出粉口与固定板之间存在间隙，所述轴的一端通过旋转盘中心孔与旋转盘底面固连，另一端通过送粉联轴器与送粉电机的输出轴连接，所述送粉电机固定安装在固定板的下底面，所述固定板上沿成型平台长度方向的两侧均开有一个进粉孔，所述旋转盘和固定板之间设有若干所述支撑机构；/n所述匀粉装置固定在固定板的下底面，包括外壳、螺旋搅拌叶、匀粉联轴器、匀粉电机、倒凸型槽口、中间联轴器、中间电机、散粉叶片、散粉联轴器、散粉电机、齿轮、齿条、若干滚轮和开合板，所述外壳包括上壳体和下壳体，且上壳体与下壳体上下设置，一体成型，所述上壳体和下壳体均为上下贯通壳体，所述上壳体的上端面固定在固定板的下底面，所述上壳体的侧面底部开有倒凸型槽口，所述螺旋搅拌叶设置在外壳的上壳体内部，且所述螺旋搅拌叶的轴一端穿过上壳体通过匀粉联轴器与匀粉电机的输出轴连接，所述齿轮和散粉叶片均设置在外壳的下壳体内部，且所述齿轮的转动轴一端穿过下壳体通过中间联轴器与中间电机输出轴进行连接，所述散粉叶片的转动轴一端穿过下壳体通过散粉联轴器与散粉电机输出轴连接，所述齿条设置在开合板一侧，且与开合板一体设置，均安装在倒凸型槽口中，所述开合板和齿条位于螺旋搅拌叶和散粉叶片之间，所述齿条与齿轮啮合连接，所述开合板的一侧和齿条的一侧均设置了两个滚轮，且所述滚轮与倒凸型槽口的阶梯面滑动连接；/n所述升降机构包括顶板、滑动件、底座、丝杠、第一导杆、第二导杆、升降联轴器和升降电机；所述顶板、底座和滑动件的两侧均设有相对应的导杆孔，且两侧的导杆孔对称设置，所述顶板上两个导杆孔中间位置设有第一轴承孔，所述底座上两个导杆孔中间位置设有第二轴承孔，所述第一轴承孔和第二轴承孔内均设有轴承，所述滑动件上两个导杆孔中间位置设有一个螺纹孔，且所述螺纹孔的位置与第一轴承孔和第二轴承孔相对应，所述第一导杆依次穿过顶板、滑动件和底座的一侧导杆孔，且第一导杆的两端分别通过顶板和底座的两个侧孔与顶板和底座固定连接，所述第二导杆依次穿过顶板、滑动件和底座的另一侧导杆孔，且第二导杆的两端分别通过顶板和底座的两个侧孔与顶板和底座固定连接，所述第一导杆和第二导杆对称设置，所述滑动件通过第一导杆和第二导杆连接在底座和顶板之间，所述丝杠的下端穿过第二轴承孔内的轴承通过升降联轴器与升降电机的输出轴连接，所述丝杠的上端穿过滑动件的螺纹孔与第一轴承孔的轴承连接，所述滑动件与固定板固定连接；所述底座与成型平台侧边固定连接；/n所述铺粉装置包括横梁、两根连接杆和刮刀，两根所述连接杆的上端与横梁连接，两根所述连接杆的下端与刮刀连接，所述横梁的两端分别与同步带传动机构的滑块连接；/n所述压粉装置包括主梁、轮子、若干组伸缩装置、压粉板；所述主梁包括上侧板和两个侧板，所述上侧板两端分别与两个侧板的上端固连，两个侧板的下端均安装有轮子，两个侧板的轮子分别滑动连接在两条压粉装置轨道上，所述轮子由轮轴通过轮轴联轴器与驱动电机连接，所述压粉装置通过轮子沿压粉装置轨道运动，所述主梁的上侧板下表面安装有若干组伸缩装置，所述伸缩装置的油缸的活塞杆与压粉板连接；/n所述同步带传动机构包括导轨、带轮支座、同步带、从动同步带轮、滑块、主动同步带轮、同步带轮盒、同步带电机，所述导轨的一端安装有带轮支座，另一端安装有同步带轮盒，所述从动同步带轮安装在带轮支座上，所述主动同步带轮安装在同步带轮盒内，所述同步带张紧连接在从动同步带轮和主动同步带轮之间，所述同步带电机安装在同步带轮盒外侧，且所述同步电机的输出轴与主动同步带轮驱动连接，所述滑块与同步带固定连接，且所述滑块滑动连接在导轨上，所述导轨固定在成型平台的台面上。/n...

【技术特征摘要】
1.一种功能梯度结构的SLM增材制造设备，其特征在于，包括送粉装置、若干匀粉装置、两个升降机构、铺粉装置、若干压粉装置、两个同步带传动机构和成型平台，其中，所述成型平台上设有粉末成型口和若干粉末回收口，所述成型平台上表面设有两条对称设置的压粉装置轨道，若干所述压粉装置滑动连接在压粉装置轨道上，且沿压粉装置轨道运动，两个所述升降机构固定设置在成型平台两侧，所述送粉装置两侧分别与两个所述升降机构固定连接，且所述送粉装置位于成型平台的上方，若干所述匀粉装置安装固定安装在送粉装置的下方，两个所述同步带传动机构对称固定在成型平台上，且位于两条压粉装置轨道之间，所述铺粉装置两端分别与两个所述同步带传动机构连接；
其中，所述送粉装置包括若干送粉漏斗、旋转盘、固定板、送粉联轴器、若干支撑机构、轴和送粉电机，若干所述送粉漏斗固定设置在旋转盘上，且若干所述送粉漏斗沿旋转盘圆周方向均匀分布，所述送粉漏斗下端的送粉通道穿过旋转盘，且送粉通道的出粉口位于固定板上方，所述出粉口与固定板之间存在间隙，所述轴的一端通过旋转盘中心孔与旋转盘底面固连，另一端通过送粉联轴器与送粉电机的输出轴连接，所述送粉电机固定安装在固定板的下底面，所述固定板上沿成型平台长度方向的两侧均开有一个进粉孔，所述旋转盘和固定板之间设有若干所述支撑机构；
所述匀粉装置固定在固定板的下底面，包括外壳、螺旋搅拌叶、匀粉联轴器、匀粉电机、倒凸型槽口、中间联轴器、中间电机、散粉叶片、散粉联轴器、散粉电机、齿轮、齿条、若干滚轮和开合板，所述外壳包括上壳体和下壳体，且上壳体与下壳体上下设置，一体成型，所述上壳体和下壳体均为上下贯通壳体，所述上壳体的上端面固定在固定板的下底面，所述上壳体的侧面底部开有倒凸型槽口，所述螺旋搅拌叶设置在外壳的上壳体内部，且所述螺旋搅拌叶的轴一端穿过上壳体通过匀粉联轴器与匀粉电机的输出轴连接，所述齿轮和散粉叶片均设置在外壳的下壳体内部，且所述齿轮的转动轴一端穿过下壳体通过中间联轴器与中间电机输出轴进行连接，所述散粉叶片的转动轴一端穿过下壳体通过散粉联轴器与散粉电机输出轴连接，所述齿条设置在开合板一侧，且与开合板一体设置，均安装在倒凸型槽口中，所述开合板和齿条位于螺旋搅拌叶和散粉叶片之间，所述齿条与齿轮啮合连接，所述开合板的一侧和齿条的一侧均设置了两个滚轮，且所述滚轮与倒凸型槽口的阶梯面滑动连接；
所述升降机构包括顶板、滑动件、底座、丝杠、第一导杆、第二导杆、升降联轴器和升降电机；所述顶板、底座和滑动件的两侧均设有相对应的导杆孔，且两侧的导杆孔对称设置，所述顶板上两个导杆孔中间位置设有第一轴承孔，所述底座上两个导杆孔中间位置设有第二轴承孔，所述第一轴承孔和第二轴承孔内均设有轴承，所述滑动件上两个导杆孔中间位置设有一个螺纹孔，且所述螺纹孔的位置与第一轴承孔和第二轴承孔相对应，所述第一导杆依次穿过顶板、滑动件和底座的一侧导杆孔，且第一导杆的两端分别通过顶板和底座的两个侧孔与顶板和底座固定连接，所述第二导杆依次穿过顶板、滑动件和底座的另一侧导杆孔，且第二导杆的两端分别通过顶板和底座的两个侧孔与顶板和底座固定连接，所述第一导杆和第二导杆对称设置，所述滑动件通过第一导杆和第二导杆连接在底座和顶板之间，所述丝杠的下端穿过第二轴承孔内的轴承通过升降联轴器与升降电机的输出轴连接，所述丝杠的上端穿过滑动件的螺纹孔与第一轴承孔的轴承连接，所述滑动件与固定板固定连接；所述底座与成型平台侧边固定连接；
所述铺粉装置包括横梁、两根连接杆和刮刀，两根所述连接杆的上端与横梁连接，两根所述连接杆的下端与刮刀连接，所述横梁的两端分别与同步带传动机构的滑块连接；
所述压粉装置包括主梁、轮...

【专利技术属性】
技术研发人员：何钢，陈涛，周智，曹钊源，李堑，钱雪松，
申请(专利权)人：河海大学常州校区，
类型：发明
国别省市：江苏;32