一种定向送粉装置及激光选区熔化成型设备制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种定向送粉装置及激光选区熔化成型设备，包括成型室、至少两个送粉系统、至少两个铺粉系统及驱动装置。成型室包括底座和成型腔，底座上设基板；每一送粉系统均包括设于成型室上方的送粉缸、导管和设于成型腔内的待铺粉末腔，送粉缸通过导管与待铺粉末腔相连通，待铺粉末腔的底部设出粉口；铺粉系统活动设于送粉系统的下方；驱动装置与铺粉系统连接。待加工粉末从送粉缸经导管进入待铺粉末腔后，由出粉口落入铺粉系统中，通过铺粉系统在待铺粉末腔下方活动，使得待加工粉末均匀的铺设在铺粉系统中，每一铺粉系统依次移送至基板上一层一层叠加，保证了两个送粉缸中的待铺粉末定向均匀的排列在基板上。末定向均匀的排列在基板上。末定向均匀的排列在基板上。

【技术实现步骤摘要】
一种定向送粉装置及激光选区熔化成型设备


[0001]本专利技术涉及增材制造的
，尤其涉及一种定向送粉装置及激光选区熔化成型设备。

技术介绍

[0002]随着钻探作业进尺深度的增加，经常会遇到硬度较高、研磨性较强的岩层，金刚石是自然界中已探明的最为坚硬的物质，其洛氏硬度为10，耐磨性高、热导率高、抗变形能力强，这些优良的物理力学性能使之成为超硬钻探工具制造的重要原材料。金刚石工具制造方法多样，传统制造方法一般有烧结法、电镀法、焊接法等，这些制造方法各有利弊，但均不适用于精密度高、结构复杂、材料特殊的金刚石工具加工，增材制造技术有可以实现自动控制、精细分层、高自由度成形等加工优势，在新材料、新结构金刚石工具成形时有优势更加凸显，成为当前孕镶金属基金刚石工具制造研究的前沿技术。
[0003]针对金刚石和金属基胎体粉末材料的工艺需求，激光选区熔化技术有着成形精度高、表面粗糙度低、单层冷却速度快的加工特点，是实现金刚石工具制造一体化成形的优选技术。但是，目前的国内外研究表明，采用激光选区熔化技术制造常用的孕镶金属基金刚石工具易产生内应力，使工具产生裂纹，严重影响了金刚石工具的强度和致密度，使得到的产品无法满足使用需求。内应力的产生很重要的一点原因是传统激光选区熔化设备铺粉系统橡胶刮板在铺粉时无法将金刚石均匀有序地铺在粉床上，金刚石之间有搭接、重叠或分布不均匀，造成局部应力集中，致使胎体金属粉末在被激光熔化后冷却凝固结合无法将其附近的金刚石有效包被。金刚石颗粒与金属基体无法构成强度较高的磨削体系。
[0004]有研究表明，粒度较大的金刚石颗粒可以用点胶技术将其粘接在金属胎体上，但粒度在50um以下的金刚石微粉颗粒无法利用点胶、常规粒度排列等方法有序定向均匀铺粉。在金刚石颗粒与金属基胎体粉末混合成统一体系方面，目前仍依靠将金刚石与金属胎体粉装入行星球磨机进行机械摇晃，球磨时间过短，混粉均匀度差；混粉时间过长，钢球对金刚石和粉末的损伤越大，且无法量化评价混粉效果。
[0005]新金属基胎体、高浓度金刚石配比、低粒度金刚石大小、定向控制金刚石排布又是近年来钻探工程领域开发新型金刚石工具的研究热点，由于金刚石与金属粉的粒度和形状存在差异，激光选区熔化成型设备的传统铺粉系统橡胶刮板还可能会改变球磨混粉的均匀度，无法对金属胎体粉末和金刚石排列情况进行人为控制，这对激光选区熔化成形高浓度低粒度孕镶金刚石工具来说是一个亟待解决的技术难题。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术的实施例提供了一种定向送粉装置及激光选区熔化成型设备，旨在解决现有激光选区熔化成型设备的传统铺粉系统无法对金属胎体粉末和金刚石排列进行定向均匀排列的问题。
[0007]本专利技术的实施例提供一种定向送粉装置，用于激光选区熔化成型设备，包括：
[0008]成型室，包括底座和成型腔，所述底座上设有基板，用于承接待加工粉末；
[0009]至少两个送粉系统，分别用于输送不同材质的待加工粉末，每一所述送粉系统均包括设于所述成型室上方的送粉缸、导管和待铺粉末腔，所述待铺粉末腔设于所述成型腔内，所述送粉缸通过所述导管与所述待铺粉末腔相连通，所述待铺粉末腔的底部设有出粉口；
[0010]至少两个铺粉系统，每一所述铺粉系统与所述送粉系统一一对应，所述铺粉系统活动设于所述送粉系统的下方，以具有沿第一方向的活动行程，以使得所述待加工粉末均匀的落至所述铺粉系统内，并可将所述待加工粉末移送至所述基板上；以及，
[0011]驱动装置，与所述铺粉系统连接，以驱动每一所述铺粉系统沿所述第一方向活动。
[0012]可选地，所述待铺粉末腔为长方体腔体，所述待铺粉末腔内设有落粉托盘，所述落粉托盘设于所述出粉口上，所述落粉托盘呈上宽下窄的长条漏斗状，所述落粉托盘的底部设有长条状出口，所述出口沿第二方向延伸设置；
[0013]其中，所述第二方向和所述第一方向垂直。
[0014]可选地，每一所述送粉系统还包括两个送气风扇，两个所述送气风扇相对设置，分别设于所述待铺粉末腔的两侧边，以使得两个所述送气风扇分别向所述待铺粉末腔的中部水平方向吹风。
[0015]可选地，所述落粉托盘的出口宽度为1
‑
2mm。
[0016]可选地，每一所述铺粉系统均包括：
[0017]铺粉平台，所述铺粉平台中部开口，用于供待铺粉末穿过；
[0018]筛网组件，安装于所述铺粉平台上，所述筛网组件包括沿上下向并行设置的上筛网和下筛网，所述上筛网和所述下筛网上均设有若干个筛孔；
[0019]振动器，设于所述筛网组件上，用于震动所述筛网组件；以及，
[0020]承接板，活动安装于所述下筛网的下方，具有承接待加工粉末的展开状态和将待加工粉末送至所述基板的闭合状态；
[0021]驱动组件，用于展开和闭合所述承接板。
[0022]可选地，所述下筛网和所述承接板紧密贴合。
[0023]可选地，所述下筛网的筛孔直径自上至下逐渐减小。
[0024]可选地，所述承接板为柔性金属板，所述驱动组件包括：
[0025]轴筒，设于所述铺粉平台的一侧面，所述承接板的一端与所述轴筒固定连接，所述承接板的另一端与绕设在所述轴筒上；以及，
[0026]电机，所述电机的输出轴与所述轴筒同轴连接，以驱动所述轴筒正转或反转；
[0027]其中，所述铺粉平台上设有两个相对设置的滑槽，所述滑槽的延伸方向与所述轴筒的延伸方向垂直，所述承接板的两侧分别滑动设于所述滑槽内。
[0028]可选地，所述驱动装置包括：
[0029]铺粉导轨，沿所述第一方向延伸设于所述成型腔的内壁面上，所述铺粉系统与所述铺粉导轨滑动连接；
[0030]驱动器，与所述铺粉导轨并行设于所述成型腔内，所述驱动器的一端与所述铺粉系统连接，所述驱动器的另一端与所述铺粉系统连接，以驱动所述铺粉系统沿所述铺粉导轨滑动。
[0031]本专利技术还提供一种激光选区熔化成型设备，包括如上所述的定向送粉装置。
[0032]本专利技术的实施例提供的技术方案带来的有益效果是：本专利技术的定向送粉装置中通过将送粉系统设于成型腔的上方，将铺粉系统活动设于送粉系统的下方，可以使得待加工粉末从送粉缸经过导管进入待铺粉末腔后，经过出粉口落入铺粉系统中，再经由铺粉系统在待铺粉末腔下方活动，可以保证从送粉缸中出来的待加工粉末均匀的铺设在铺粉系统中，每一个铺粉系统中都获得均匀的待加工粉末，再依次移送至基板上一层一层叠加，从而可以保证两个送粉缸中的待铺粉末定向均匀有序的排列在基板上。
附图说明
[0033]图1是本专利技术提供的定向送粉装置一实施例的结构示意图；
[0034]图2是图1中的待铺粉末腔的结构示意图；
[0035]图3是图1中的筛网组件的结构示意图；
[0036]图4是图3中的A部分剖面放大示意图。
[0037]图中：定向送粉装置100、成型室1、底座11、成型腔12、基板13、送粉系统本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种定向送粉装置，用于激光选区熔化成型设备，其特征在于，包括：成型室，包括底座和成型腔，所述底座上设有基板，用于承接待加工粉末；至少两个送粉系统，分别用于输送不同材质的待加工粉末，每一所述送粉系统均包括设于所述成型室上方的送粉缸、导管和待铺粉末腔，所述待铺粉末腔设于所述成型腔内，所述送粉缸通过所述导管与所述待铺粉末腔相连通，所述待铺粉末腔的底部设有出粉口；至少两个铺粉系统，每一所述铺粉系统与所述送粉系统一一对应，所述铺粉系统活动设于所述送粉系统的下方，以具有沿第一方向的活动行程，以使得所述待加工粉末均匀的落至所述铺粉系统内，并可将所述待加工粉末移送至所述基板上；以及，驱动装置，与所述铺粉系统连接，以驱动每一所述铺粉系统沿所述第一方向活动。2.如权利要求1所述的定向送粉装置，其特征在于，所述待铺粉末腔为长方体腔体，所述待铺粉末腔内设有落粉托盘，所述落粉托盘设于所述出粉口上，所述落粉托盘呈上宽下窄的长条漏斗状，所述落粉托盘的底部设有长条状出口，所述出口沿第二方向延伸设置；其中，所述第二方向和所述第一方向垂直。3.如权利要求2所述的定向送粉装置，其特征在于，每一所述送粉系统还包括两个送气风扇，两个所述送气风扇相对设置，分别设于所述待铺粉末腔的两侧边，以使得两个所述送气风扇分别向所述待铺粉末腔的中部水平方向吹风。4.如权利要求2所述的定向送粉装置，其特征在于，所述落粉托盘的出口宽度为1
‑
2mm。5.如权利要求1所述的定向送粉装置，其特征在于，每一所述铺粉系统均包括：铺粉平台，所述铺粉平台中部开口，用于供待...

【专利技术属性】
技术研发人员：周燕，陶亚坤，段隆臣，
申请(专利权)人：中国地质大学武汉，
类型：发明
国别省市：