一种适用于激光选区熔化的金属3D打印的落粉与刮粉装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术属于金属3D打印技术领域，特别涉及一种适用于激光选区熔化的金属3D打印的落粉与刮粉装置，包括工作平台，工作平台上方设有用于向工作平台上落粉的落粉组件，落粉组件沿水平方向往复移动，工作平台的上方还设有激光组件，工作平台的一侧设有收粉缸，落粉组件上还包括将落粉中高于指定高度的粉料刮到收粉缸中的刮刀，本实用新型专利技术大大缩短铺粉行程、显著提高铺粉效率，显著节省了打印机工作仓的空间，在保证相同尺寸的成型零件的同时实现了打印机的轻型化小型化；落粉系统水平移动减少了铺粉过程中的粉末浪费。

A powder dropping and scraping device for 3D printing of metal suitable for laser selective melting

【技术实现步骤摘要】
一种适用于激光选区熔化的金属3D打印的落粉与刮粉装置
本技术属于金属3D打印
，特别涉及一种适用于激光选区熔化的金属3D打印的落粉与刮粉装置。
技术介绍
3D打印即快速成型技术的一种，也称增材制造。与传统切削加工的“减法制造”不同，它是将所需成形工件的复杂三维形体通过切片处理转化为简单的二维截面的组合。其中以激光选区熔化(SLM)的3D打印机采用粉末为原材料进行逐层打印，分层堆积，自下而上“生长”成具有任意复杂形状结构的三维产品。该类型3D打印机在其主工作区包含一个送粉缸、一个收粉缸和一个工作平台。金属粉末装在送粉缸内，每当打印完一层后，送粉缸往上上升多于一个层厚的高度，同时工作平台下降一个层厚的高度，然后刮刀将这高出来的金属粉末刮向工作平台和收粉缸。当刮刀刮过工作平台时，金属粉末能比较均匀地散落于工作平台，并在其上铺上一个层厚的粉末供一层截面形状的激光选区熔化；当刮刀刮过工作平台左端时，多余的粉末会落于收粉缸，以便于回收粉末。目前国内国际市场上的主流金属3D打印机均采用以上的铺粉方式，比如EOSM280等等。该类型的铺粉装置在铺粉过程中运行简单稳定，但也存在着一些明显的不足：一、送粉缸与工作平台大小尺寸一致，导致刮粉过程行程长，刮粉效率较低。二、由于送粉缸的存在，导致打印机的整个工作仓空间浪费、打印机整体尺寸过大。三、铺粉送粉结构中，由于送粉系统(送粉缸)固定，通过刮刀的水平移动实现铺粉，送粉系统与铺粉系统分离，粉末易产生浪费。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的铺粉行程过长、铺粉效率较低的技术问题，本技术提供一种缩短铺粉行程、提高铺粉效率的适用于激光选区熔化的金属3D打印的落粉与刮粉装置。本技术解决其技术问题所采用的技术方案是：一种适用于激光选区熔化的金属3D打印的落粉与刮粉装置，包括工作平台，所述的工作平台上方设有用于向工作平台上落粉的落粉组件，落粉组件沿水平方向往复移动，所述的工作平台的上方还设有激光组件，所述的工作平台的一侧设有收粉缸，所述的落粉组件上还包括将落粉后高于指定高度的粉料刮到收粉缸中的刮刀。进一步的，所述的落粉组件包括用于盛放粉料的落粉缸，所述的落粉缸底部设有落粉通道，落粉通道下部逐渐变窄，所述的落粉通道底部设有开口朝下的落粉口，所述的落粉通道中转动设有滚筒，所述的滚筒的外缘尺寸与落粉通道相匹配，所述的滚筒的圆周面上设有若干个将粉料带出至落粉口的送粉槽。进一步的，所述的落粉缸的顶端设有用于向落粉缸内部通入载气的进气口。进一步的，所述的载气为纯度在99.999％以上的氮气或氩气，载气通过进气口的流入速度为8～10m/s。在载气的作用下，金属粉末将会顺畅地经由滚槽带动由落粉口落下。进一步的，所述的落粉缸顶端设有装粉口，所述的装粉口上盖有密封盖，所述的进气口设置在密封盖上。进一步的，所述的工作平台下方连接有第一升降杆，所述的第一升降杆下方连接有第一伺服电机。进一步的，所述的收粉缸底部连接有第二升降杆，所述的第二升降杆下方连接有第二伺服电机。进一步的，所述的刮刀固定在落粉缸的底端。且在落粉缸在落粉时水平移动方向上，刮刀位于落粉口的后侧。进一步的，所述的激光组件包括提供热量的激光发生器、振镜和保护镜。进一步的，所述的刮刀的材料为高速钢或陶瓷材料，收粉缸和滚筒的材料均为铝合金材料。有益效果:(1)现有技术常见的金属3D打印机位于工作平台右侧并与工作平台相同大小的送粉缸，刮刀自送粉缸的最右端移动到工作平台的最左端，行程为两个工作平台宽度的距离，本技术技术方案将送粉缸改为落粉缸，并置于工作平台的上方、激光组件的下方，这样刮刀刮粉时的起始位置在工作平台的左端、终止位置在工作平台的右端。刮刀移动时的行程为现有技术常见3D打印机的一半，从而缩短了刮粉时间、提高了刮粉效率；(2)现有技术常见的金属3D打印机位于工作平台右侧并与工作平台相同大小的送粉缸，本技术技术方案取消了送粉缸，新设计了一个落粉缸，所述落粉缸置于工作平台的上方、激光组件的下方这样节省了3D打印机整个工作仓约三分之一的空间，在保证相同大小的工作平台(即打印相同尺寸的零件)的前提下，缩小了打印机的整体尺寸；(3)通过调节驱动落粉缸内滚筒的电机转速，来调节落粉量，再配合调节落粉缸外电机的转速来调节落粉口在工作平台上方的移动速度，两者结合实现了对落粉量的精细调节，解决了现有技术单一通过送粉缸上升层厚的整数倍方式的铺粉量的调节引起的粉末浪费现象；(4)现有技术也存在部分将送粉缸至于上方的3D打印机，但其只靠粉末在重力的作用下自由落下的单一方式会造成粉末下落不顺畅，容易在送粉缸内壁产生挂粉和积粉现象，本技术技术方案在落粉缸的上方增加了一个内径为3cm的进气口，用于通载气，所述载气为纯度在99.999％以上的氮气或氩气，所述载气通过进气口的流入速度为8～10m/s，在载气的作用下，金属粉末将会顺畅地经由送粉槽带动由落粉口落下。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本技术作进一步详细的说明。图1图本技术的适用于激光选区熔化的金属3D打印的落粉与刮粉装置的整体示意图；图2为落粉缸与刮刀在起始位置的正视图；图3为图2中C处的局部放大图；图4为落粉缸与刮刀在起始位置的正视图。其中，1、落粉缸，2、工作平台，3、收粉缸，4、第一升降杆，5、第二升降杆，6、第一伺服电机，7、第二伺服电机，8、滚筒，81、送粉槽，9、落粉口，10、刮刀，11、进气口。具体实施方式如图1～4,一种适用于激光选区熔化的金属3D打印的落粉与刮粉装置，其特征在于:包括工作平台2，工作平台2上方设有用于向工作平台2上落粉的落粉组件，落粉组件沿水平方向往复移动，工作平台2的上方还设有激光组件，工作平台2的一侧设有收粉缸3，落粉组件上还包括将落粉后高于指定高度的粉料刮到收粉缸3中的刮刀10。落粉组件包括用于盛放粉料的落粉缸1，刮刀10固定在落粉缸1的底端。落粉缸1底部设有落粉通道，落粉通道下部逐渐变窄，落粉通道底部设有开口朝下的落粉口9，落粉通道中转动设有滚筒8，滚筒8的外缘尺寸与落粉通道相匹配，滚筒8的圆周面上设有若干个将粉料带出至落粉口9的送粉槽81。落粉缸1的顶端设有用于向落粉缸1内部通入载气的进气口11。载气为纯度在99.999％以上的氮气或氩气，载气通过进气口11的流入速度为8～10m/s。进气口的内径为2～3cm。落粉缸1顶端设有装粉口，装粉口上盖有密封盖，进气口11设置在密封盖上。工作平台2下方连接有第一升降杆4，第一升降杆4下方连接有第一伺服电机6。收粉缸3底部连接有第二升降杆5，第二升降杆5下方连接有第二伺服电机7。激光组件包括提供热量的激光发生器、振镜和保护镜。刮刀10的材料为高速钢或陶瓷材料，收粉缸3和滚筒8的材料为铝合金材料。工作原理：当激光选区金属3D打印机开始准备打印第一层或每本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于激光选区熔化的金属3D打印的落粉与刮粉装置，其特征在于:包括工作平台(2)，所述的工作平台(2)上方设有用于向工作平台(2)上落粉的落粉组件，落粉组件沿水平方向往复移动，所述的工作平台(2)的上方还设有激光组件，所述的工作平台(2)的一侧设有收粉缸(3)，所述的落粉组件上还包括将落粉后高于指定高度的粉料刮到收粉缸(3)中的刮刀(10)。/n

【技术特征摘要】
1.一种适用于激光选区熔化的金属3D打印的落粉与刮粉装置，其特征在于:包括工作平台(2)，所述的工作平台(2)上方设有用于向工作平台(2)上落粉的落粉组件，落粉组件沿水平方向往复移动，所述的工作平台(2)的上方还设有激光组件，所述的工作平台(2)的一侧设有收粉缸(3)，所述的落粉组件上还包括将落粉后高于指定高度的粉料刮到收粉缸(3)中的刮刀(10)。


2.根据权利要求1所述的一种适用于激光选区熔化的金属3D打印的落粉与刮粉装置，其特征在于:所述的落粉组件包括用于盛放粉料的落粉缸(1)，所述的落粉缸(1)底部设有落粉通道，落粉通道下部逐渐变窄，所述的落粉通道底部设有开口朝下的落粉口(9)，所述的落粉通道中转动设有滚筒(8)，所述的滚筒(8)的外缘尺寸与落粉通道相匹配，所述的滚筒(8)的圆周面上设有若干个将粉料带出至落粉口(9)的送粉槽(81)。


3.根据权利要求2所述的一种适用于激光选区熔化的金属3D打印的落粉与刮粉装置，其特征在于:所述的落粉缸(1)的顶端设有用于向落粉缸(1)内部通入载气的进气口(11)。


4.根据权利要求3所述的一种适用于激光选区熔化的金属3D打印的落粉与刮粉装置，其特征在于:所述的载气为纯度在99.999％以上的氮气或氩气，载气通过进气口(11)的流入速度为8～1...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭志学，彭志刚，
申请(专利权)人：江苏镭电嘉成激光科技有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32