一种加强型金属激光3D打印复合刮粉刀制造技术

本发明专利技术公开了一种加强型金属激光3D打印复合刮粉刀，包括两个胶条刮刀和合金刨刀，合金刨刀固定连接在两个胶条刮刀中间。本发明专利技术的复合刮刀，采用两胶条刮刀夹紧合金刨刀，使金属粉末受多次次刮抹，工件打印表面粉末更均匀，打印质量更好，胶条刮刀为刮粉主刀，同时对微小隆起，合金刨刀为辅刀，对每层打印局部超高隆起进行刨削，避免隆起继续恶化，胶条刮刀可单独使用。

【技术实现步骤摘要】
一种加强型金属激光3D打印复合刮粉刀
本专利技术属于金属激光3D打印刮粉刀
，具体涉及一种金属激光3D打印软硬复合刮粉刀。
技术介绍
金属激光3D打印是粉末床熔融。使用激光，逐点将粉末颗粒熔融在一起，逐层加工至物件完成，粉末床熔融系统有热源和粉末分布控制机制。在金属激光3D打印过程中，可能会出现大量设备操作者试图避免的问题，包括孔隙、残余应力、翘曲、裂纹、局部隆起等。（一）金属激光3D打印常见缺陷1.孔隙零件激光3D打印过程中，内部非常小的孔穴会形成孔隙，这可由金属激光3D打印工艺本身或者粉末引起。这些微孔会降低零件的整体密度，导致裂纹和疲劳问题的出现。在雾化制粉过程中，气泡可能在粉末的内部形成，它将转移到最终的零件中。更常见的是，金属激光3D打印过程本身会产生小孔。比如当激光功率过低，会导致金属粉末没有充分熔融。当功率过高，会出现金属飞溅的现象，融化的金属飞出熔池进入到周围区域。当粉末的尺寸大于层厚，或者激光搭接过于稀疏，将会出现小孔。熔化的金属没有完全流到相应的区域也会造成小孔出现。为了解决这些问题，在金属激光3D打印工艺中，可以通过调整光斑形状来减少粉末飞溅，例如“脉冲整形”可以实现区域逐渐融化。2.残余应力在金属激光3D打印中，残余应力由冷热变化、膨胀收缩过程引起。当残余应力超过材料或者基板的拉伸强度，将有缺陷产生，如零件有裂纹或者基板翘曲。残余应力在零件和基板的连接处最为集中，零件中心位置有较大压应力，边缘处有较大拉应力。可以通过添加支撑结构来降低残余应力，因为它们比单独的基板温度更高。一旦零件从基板上取下来，残余应力会被释放，但这个过程中零件可能会变形。为了降低残余应力，必须控制温度起伏，可采取减小扫描矢量长度的方式代替连续激光扫描。选用支撑把零件牢固连接在平台上，并使用体支撑来快速导热。3.裂纹除了零件内部孔隙会产生裂纹外，熔融金属凝固或某片区域进一步加热也会出现裂纹。如果热源功率太大，冷却过程中可能会产生应力。分层现象有可能会出现，导致层间发生断裂。这可能是粉末熔化不充分或熔池下面若干层重熔引起的。4.翘曲为了确保打印任务能顺利开始，打印的第一层熔融在基板上。当打印完成后，通过线切割加工使零件从基板上分离。然而，如果基板热应力超过了其强度，基板会发生翘曲，最终会导致零件发生翘曲，会有致使刮刀撞到零件的风险。为了防止翘曲，需要在合适位置添加适量的支撑。5.局部隆起其他变形，比如弹粉、膨胀或者球化，使金属激光3D打印过程中，熔化的金属局部隆起超出了粉末的高度。（二）金属激光3D打印产生缺陷的原因1.粉末质量问题粉末有杂质粉，末流动性不好，粉末颗粒太大。2.激光参数不合理激光功率过低，会导致金属粉末没有充分熔融。当功率过高，会出现金属飞溅的现象，融化的金属飞出熔池进入到周围区域。激光搭接过于稀疏，将会出现小孔。激光扫描控制不合理，残余应力会增大。3.刮粉方式不合理对于刚性刮条，由于膨胀、球化、局部翘曲等原因，发生熔化的金属隆起超出了粉末的高度，使刚性刮条与打印工件碰撞、刮擦，设备产生停机故障，打印失败。对于柔性刮条，由于柔性刮条刚性不足，在刮粉过程中，刮条会在支撑、工件的迎粉侧产生弹粉，导致熔化的金属局部隆起超出了粉末的高度，由于积累效应，多层后粉层铺粉厚度不均匀，出现打印分层和翘曲，设备产生停机故障，打印失败。针对上述问题，中国专利申请（申请号为2019114146497）和中国专利申请（申请号为2019114146590）通过改进刮粉刀结构解决了上述存在的问题，但也存在一些缺陷。中国专利申请（申请号为2019114146497）公开了一种铝或铜激光3D打印刃面钢条胶条复合刮粉刀，包括前K形胶条刮刀、刃面钢条刮刀和后K形胶条刮刀，前K形胶条刮刀、刃面钢条刮刀和后K形胶条刮刀固定连接在刀架上，刃面钢条刮刀位于前K形胶条刮刀和后K形胶条刮刀中间，该结构能很好地解决铝和铜等软质金属的高精度激光3D打印中刨高刮粉问题，但该专利刮粉刀由于受打印对象所限，对于钢、钛等高强度金属及合金的高精度激光3D打印仍然存在以下几点缺陷：a未设置排渣槽；b.K形胶条和钢条刮刀间隙过小。在金属高精度激光3D打印中，刃面钢条刮刀会刨出金属渣屑，如无排渣槽，或胶条和钢条刮刀间隙过小，金属渣屑会塞在胶条和钢条刮刀之间运动，当刨出金属渣屑过多又不能压入空粉处（非打印处）时，会导致胶条变形，加速胶条磨损。中国专利申请（申请号为2019114146590）公开了一种金属激光3D打印钨钢刨刀条胶条复合刮粉刀，该专利刮粉刀只设置了一把柔性胶条刮刀，由于柔性胶条刮刀和合金刨刀高度不一致，胶条刮刀在打印工件上刮粉时，刮粉刀会产生向合金刨刀一侧倾斜的力矩，这种结构要求金属激光3D打印机的刮粉刀驱动导轨必须是刚性的，不能有明显的前后晃动，否者会造成刮粉刀倾斜卡死。以上已经公开的二个专利复合刮粉刀，均未考虑到刮粉刀后落粉及装配精度问题。在金属激光3D打印过程中，对于上送粉打印机，金属粉末堆积于刮粉刀上斜面，刮粉刀向前刮铺粉时，很难保证刮粉刀上斜面的金属粉末全部向刮粉刀前面滑落，有少量金属粉末可能会向刮粉刀后落粉，导致工件打印面上局部粉末层厚过大，激光无法熔融，产生打印分层缺陷，打印失败。未设置装配定位孔，会增加刮粉刀装配难度，装配精度难以控制。因此，上述已经公开的二个专利复合刮粉刀结构存在排渣、倾斜、后落粉、无装配定位问题，也正是本专利技术能够解决的问题。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是：提供一种加强型金属激光3D打印复合刮粉刀，以解决现有技术中存在的问题。本专利技术采取的技术方案为：一种加强型金属激光3D打印复合刮粉刀，包括两个胶条刮刀和合金刨刀，合金刨刀固定连接在两个胶条刮刀中间。优选的，上述合金刨刀的刀刃低于胶条刮刀的刀刃0.03-0.05mm。优选的，上述合金刨刀的刀刃与胶条刮刀的刀刃之间保持大于5mm间隙。优选的，上述胶条刮刀的两端和合金刨刀的两端插入有装配定位销，并采用螺钉锁紧两个胶条刮刀和合金刨刀。优选的，上述每个胶条刮刀包括前刮板、耐磨胶刮条和后刮板，后刮板固定连接在前刮板上，且在后刮板和前刮板底部处设置有T字形截面的安装镶嵌槽，耐磨胶刮条背面嵌入到安装镶嵌槽内。优选的，上述耐磨胶刮条背面设置有T字形截面的安装镶嵌齿，安装镶嵌齿弹性紧固地嵌入到安装镶嵌槽内，耐磨胶刮条的刀刃为单棱台或双棱台。优选的，上述合金刨刀包括刨刀护板和钨钢刨刀条，刨刀护板为倒立L型截面长条结构，固定连接在胶条刮刀后侧，并与前侧的胶条刮刀后侧下端形成倒立的U型开口槽，钨钢刨刀条背面通过刨刀护板固定连接在U型开口槽上。优选的，上述刨刀护板下端设置有排渣槽，排渣槽位于U型开口槽相对一侧。优选的，上述后侧的胶条刮刀外侧固定连接有后挡片，后挡片为软薄片，上侧高本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种加强型金属激光3D打印复合刮粉刀，其特征在于：包括两个胶条刮刀（1）和合金刨刀（2），合金刨刀（2）固定连接在两个胶条刮刀（1）中间。/n

【技术特征摘要】
1.一种加强型金属激光3D打印复合刮粉刀，其特征在于：包括两个胶条刮刀（1）和合金刨刀（2），合金刨刀（2）固定连接在两个胶条刮刀（1）中间。


2.根据权利要求1所述的一种加强型金属激光3D打印复合刮粉刀，其特征在于：合金刨刀（2）的刀刃低于胶条刮刀（1）的刀刃0.03-0.05mm。


3.根据权利要求1所述的一种加强型金属激光3D打印复合刮粉刀，其特征在于：合金刨刀（2）的刀刃与胶条刮刀（1）的刀刃之间保持大于5mm间隙。


4.根据权利要求1所述的一种加强型金属激光3D打印复合刮粉刀，其特征在于：胶条刮刀（1）的两端和合金刨刀（2）的两端插入有装配定位销（8），并采用螺钉（15）锁紧两个胶条刮刀（1）和合金刨刀（2）。


5.根据权利要求1所述的一种加强型金属激光3D打印复合刮粉刀，其特征在于：每个胶条刮刀（1）包括前刮板（4）、耐磨胶刮条（5）和后刮板（6），后刮板（6）固定连接在前刮板（4）上，且在后刮板（6）和前刮板（4）底部处设置有T字形截面的安装镶嵌槽（7），耐磨胶刮条（5）背面嵌入到安装镶嵌槽（7）内。


6.根据权利要求5所述的一种加强型金属激光3D打印复合刮粉刀，其特...

【专利技术属性】
技术研发人员：张仁奇，
申请(专利权)人：贵州电网有限责任公司，
类型：发明
国别省市：贵州;52