增材制造设备的下供粉装置及其供粉方法、增材制造设备制造方法及图纸

一种增材制造设备的下供粉装置及其供粉方法、增材制造设备，其中装置包括竖直设置的第一缸体以及横向设置在第一缸体一侧壁的第二缸体，第一缸体和第二缸体相通且呈45°～105°角度，第二缸体的顶部设有进粉口，用于与外部供粉机构相连，第二缸体内设有紧贴第二缸体内壁并可沿内壁进行移动的第二活塞驱动机构，以将通过进粉口下落到第二缸体的粉末推送至第一缸体；第一缸体内设有紧贴第一缸体内壁并可沿内壁进行升降运动的第一活塞驱动机构，以将第一缸体内的粉末提升至铺粉区域，以使铺粉装置将粉末平铺至工作区域。本发明专利技术能够有效完成连续供粉，供粉均匀、无卡滞，且不会产生扬尘，不会污染设备顶部振镜等精密仪器，且具有较高的可靠性及精度。

【技术实现步骤摘要】
增材制造设备的下供粉装置及其供粉方法、增材制造设备
本专利技术涉及三维物体制造
，特别是涉及一种增材制造设备的下供粉装置及其供粉方法、增材制造设备。
技术介绍
作为增材制造技术之一的选择性选择性激光烧结技术，其基本工作过程是：供粉装置将一定量的粉末送至工作台面，铺粉装置将一层粉末材料平铺在成型缸已成型零件的上表面，振镜系统控制激光器按照该层的截面轮廓对实心部分粉末层进行扫描，使粉末熔化并与下面已成型的部分实现粘接；当一层截面烧结完后，成型缸工作台下降一个层的厚度，铺粉装置运动至供粉装置处，供粉装置将一定量粉末送至工作台面，铺粉装置又在上面铺上一层均匀密实的粉末，进行新一层截面的扫描烧结，经若干层扫描叠加，直至完成整个原型制造。现有技术中，供粉装置一般分为上供粉结构和下供粉结构，上供粉结构包括送粉斗、储粉槽体以及设置在储粉槽体内部的送粉转轴，通过送粉转轴上的凹槽和送粉转轴的旋转运动使得凹槽内的粉末下落，以完成送粉。此上送粉方式由于具有结构紧凑，可随时添加原料粉末的优点，使得其广泛应用于增材制造设备。然而，该上供粉结构存在以下缺点：1、上供粉结构是利用粉末自由落体原理，从上供粉部件内降落在铺粉平板上，造成成型缸内扬尘；2、供粉轴与供粉腔体间隙狭小，利用粉末重力填充，存在填充不均，进而造成供粉不均(SLS机型尤为明显)；3、供粉原理为供粉轴在供粉箱体内旋转输送粉末，因供粉轴两端无法做到绝对密封，粉末容易进入供粉轴两端支撑旋转部件中，进而造成供粉轴卡粉(金属机尤为明显)；4、因上供粉结构均从设备顶部供粉，容易造成成型缸上安装的振镜等精密仪器受到污染；5、铺粉单元和供粉单元共同设计在工作腔内，结构复杂，安装维修难度大；6、同时铺粉单元和供粉单元共同设计在工作腔内，对金属机风场可能存在一定的影响，或者说可能造成风场工况更加复杂。下供粉结构虽然避免了扬尘，供粉精度较高，且一般使用单个供粉缸体结构提供粉末进行烧结，而供粉缸体一般比成型缸体大，但是提供的粉末仍然有限，需要中途打开腔门对供粉缸进行加粉，即无法实现大型零件或者小批量零件的持续成型；而且，因打开成型缸门也会造成腔体内工况产生不可控因素。
技术实现思路
基于此，本专利技术提供了一种增材制造设备的下供粉装置及其供粉方法、增材制造设备，以解决现有技术的上供粉结构供粉不均匀、卡滞、易产生扬尘，而下供粉结构需中途加粉，无法实现大型零件或者小批量零件的持续成型的技术问题。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种增材制造设备的下供粉装置，包括竖直设置的第一缸体以及横向设置在第一缸体一侧壁的第二缸体，第一缸体和第二缸体相通且呈45°～105°角度，第二缸体的顶部设有进粉口，用于与外部供粉机构相连，第二缸体内设有紧贴第二缸体内壁并可沿内壁进行移动的第二活塞驱动机构，以将通过进粉口下落到第二缸体的粉末推送至第一缸体；所述第一缸体内设有紧贴第一缸体内壁并可沿内壁进行升降运动的第一活塞驱动机构，以将第一缸体内的粉末提升至铺粉区域，以使铺粉装置将粉末平铺至工作区域。作为本专利技术的进一步优选方案，所述进粉口为长条形的通孔，所述第二缸体的顶部固定设有位于通孔上方且与外部供粉机构相连的供粉通道。作为本专利技术的进一步优选方案，所述供粉通道为中空且两端为敞开结构的腔体，所述腔体一端与外部供粉机构相连，另一端靠近通孔，所述腔体内设有若干隔板以使腔体内形成多条粉末输送通道，且腔体的横截面积自靠近外部供粉机构的一端至另一端呈递增趋势。作为本专利技术的进一步优选方案，所述第一活塞驱动机构包括依次固定连接且形成第一柱状体的第一面板、第一底板、安装底座、第一连接垫、第一活塞底座和第一环形压盖，以及与第一活塞底座相连的第一传动机构和通过第一传动机构驱动第一柱状体进行升降运动的第一动力源，所述第一面板与第一底板之间的四周、所述安装底座与所述第一连接垫之间的四周以及第一活塞底座与第一环形压盖之间的四周均形成有间隙以用于插入环形的第一支撑板，所述第一支撑板的表面相对于第一柱状体的表面凸出以用于与第一缸体的内壁紧贴，所述安装底座与第一活塞底座的四周均安装有用于与第一缸体的内壁紧贴的第一密封圈。作为本专利技术的进一步优选方案，所述第二活塞驱动机构包括依次固定连接且形成第二柱状体的第二面板、第二底板、第二连接垫、第二活塞底座和第二环形压盖，以及与第二活塞底座相连的第二传动机构和通过第二传动机构驱动第二柱状体进行移动的第二动力源，所述第二面板与第二底板之间的四周、所述第二底板与所述第二连接垫之间的四周以及第二活塞底座与第二环形压盖之间的四周均形成有间隙以用于插入环形的第二支撑板，所述第二支撑板的表面相对于第二柱状体的表面凸出以用于与第二缸体的内壁紧贴，所述第二活塞底座的四周安装有用于与第二缸体的内壁紧贴的第二密封圈。作为本专利技术的进一步优选方案，所述第一缸体的一侧壁具有与第二面板大小相同的缺口，以使第二缸体的粉末通过该缺口推送至第一缸体，所述第一柱状体在沿升降运动方向的长度大于缺口在沿升降运动方向的长度。作为本专利技术的进一步优选方案，第一缸体和第二缸体相通且呈90度角度，所述第二面板与缺口的最大距离与第一柱状体在沿第二活塞驱动机构移动方向的长度相等；所述第二缸体内的粉末在沿第一活塞驱动机构运动方向的最大长度与第二柱状体在沿第一活塞驱动机构运动方向的长度相等；所述第一柱状体和第二柱状体分别在沿垂直于铺粉装置运动方向的长度相等。本专利技术还提供了一种上述任一项所述增材制造设备的下供粉装置的供粉方法，所述方法包括：控制外部供粉机构通过进粉口将粉末下落至第二缸体；控制第二活塞驱动机构移动，以将第二缸体内的粉末推送至第一缸体；控制第一活塞驱动机构进行升降运动，以将第一缸体内的粉末提升至铺粉区域，以使铺粉装置将粉末平铺至工作区域。作为本专利技术的进一步优选方案，当将第二缸体内的粉末推送至第一缸体时，控制第一活塞驱动机构下降移动，以使粉末的下落距离为预设值，所述预设值为第二柱状体在沿第一活塞驱动机构运动方向的长度的1/7～1/2。本专利技术还提供了一种增材制造设备，包括设置于工作平面下方的成型缸、第一溢粉缸、第二溢粉缸和上述任一项所述的增材制造设备的下供粉装置，以及设置于工作平面上方且可在工作平面进行往返运动的铺粉装置，所述成型缸的一侧为第一溢粉缸，成型缸的另一侧依次为下供粉装置和第二溢粉缸。本专利技术的增材制造设备的下供粉装置及其供粉方法、增材制造设备，通过采用上述技术方案，具有以下有益效果：(1)、通过采用上述第一缸体和第二缸体相结合，使得可将水平方向上横向推拉力转换成纵向推拉力，进而带动第二活塞驱动机构输送粉末进入第一缸体内，以使第一缸体内的第一活塞驱动机构将粉末采用平推方式输送，不会造成成型缸内扬尘，且铺粉均匀；(2)、该供粉装置可根据需要，在不中断设备建造的同时通过外部供粉机构进行加粉，从而实现了大型零件或者小批量零件的持续成型；(3)、供粉方式均采用活塞推送，不会造成卡滞等异常情况；(4)、此供粉结构设计在成型缸下方，并且不在成本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种增材制造设备的下供粉装置，其特征在于，包括竖直设置的第一缸体以及横向设置在第一缸体一侧壁的第二缸体，第一缸体和第二缸体相通且呈45°～105°角度，第二缸体的顶部设有进粉口，用于与外部供粉机构相连，第二缸体内设有紧贴第二缸体内壁并可沿内壁进行移动的第二活塞驱动机构，以将通过进粉口下落到第二缸体的粉末推送至第一缸体；所述第一缸体内设有紧贴第一缸体内壁并可沿内壁进行升降运动的第一活塞驱动机构，以将第一缸体内的粉末提升至铺粉区域，以使铺粉装置将粉末平铺至工作区域。/n

【技术特征摘要】
1.一种增材制造设备的下供粉装置，其特征在于，包括竖直设置的第一缸体以及横向设置在第一缸体一侧壁的第二缸体，第一缸体和第二缸体相通且呈45°～105°角度，第二缸体的顶部设有进粉口，用于与外部供粉机构相连，第二缸体内设有紧贴第二缸体内壁并可沿内壁进行移动的第二活塞驱动机构，以将通过进粉口下落到第二缸体的粉末推送至第一缸体；所述第一缸体内设有紧贴第一缸体内壁并可沿内壁进行升降运动的第一活塞驱动机构，以将第一缸体内的粉末提升至铺粉区域，以使铺粉装置将粉末平铺至工作区域。


2.如权利要求1所述的增材制造设备的下供粉装置，其特征在于，所述进粉口为长条形的通孔，所述第二缸体的顶部固定设有位于通孔上方且与外部供粉机构相连的供粉通道。


3.如权利要求2所述的增材制造设备的下供粉装置，其特征在于，所述供粉通道为中空且两端为敞开结构的腔体，所述腔体一端与外部供粉机构相连，另一端靠近通孔，所述腔体内设有若干隔板以使腔体内形成多条粉末输送通道，且腔体的横截面积自靠近外部供粉机构的一端至另一端呈递增趋势。


4.如权利要求1所述的增材制造设备的下供粉装置，其特征在于，所述第一活塞驱动机构包括依次固定连接且形成第一柱状体的第一面板、第一底板、安装底座、第一连接垫、第一活塞底座和第一环形压盖，以及与第一活塞底座相连的第一传动机构和通过第一传动机构驱动第一柱状体进行升降运动的第一动力源，所述第一面板与第一底板之间的四周、所述安装底座与所述第一连接垫之间的四周以及第一活塞底座与第一环形压盖之间的四周均形成有间隙以用于插入环形的第一支撑板，所述第一支撑板的表面相对于第一柱状体的表面凸出以用于与第一缸体的内壁紧贴，所述安装底座与第一活塞底座的四周均安装有用于与第一缸体的内壁紧贴的第一密封圈。


5.如权利要求1至4任一项所述的增材制造设备的下供粉装置，其特征在于，所述第二活塞驱动机构包括依次固定连接且形成第二柱状体的第二面板、第二底板、第二连接垫、第二活塞底座和第二环形压盖，以及与第二活塞底座相连的第二传动机构和通过第二传动机构驱动第二柱状体进行移动的第二动力源，...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢恒畅，刘鑫炎，梁冬生，
申请(专利权)人：湖南华曙高科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：湖南;43