一种用于SLM的双材料精准铺粉装置及其控制方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种用于SLM的双材料精准铺粉装置及其控制方法，涉及增材制造技术领域，包括安装于安装平板上的若干上落粉机构和铺粉机构，安装平板上开设成型口，成型缸对应设于成型口处；铺粉机构的运输机构用于驱动铺粉机构的刮刀机构做往返于上落粉机构及成型缸之间的直线运动，以实现增材制造的铺粉供料。本发明专利技术由刮刀机构于加载位置接收并暂存上落粉机构供给的金属粉末，再将金属粉末输送至成型缸对应的打印位置均匀平铺；可通过多个上落粉机构供给多种金属粉末，不停机实现多种材料的增材制造；上落粉机构通过设有带槽的同步带实现金属粉末的定量供给，减少了金属粉末的浪费，降低了增材制造作业后清洁工作的难度。降低了增材制造作业后清洁工作的难度。降低了增材制造作业后清洁工作的难度。

【技术实现步骤摘要】
一种用于SLM的双材料精准铺粉装置及其控制方法


[0001]本专利技术涉及增材制造
，具体涉及一种用于选择性激光熔化增材制造供粉的铺粉机构。

技术介绍

[0002]增材制造(Additive manufacturing,AM)是一种根据三维模型数据，将材料逐层累加，从而形成实体的快速成形技术，采用与传统“减法”制造方式相反的“加法”制造方式。增材制造是融合材料科学、机械自动化及信息技术的先进制造技术。随着科技水平的发展，增材制造得到越发广泛的应用，也发挥愈发重要的作用。
[0003]金属材料增材制造作为增材制造技术最为重要的组成部分之一，是先进制造技术主要的研究方向。增材制造技术包括黏结剂喷射(Binder Jetting)、粉末床熔化(Powder Bed Fusion)、直接能量沉积(Directed Energy Deposition)、层压(Sheet Lamination)、材料喷射(Material Jetting)、光聚合(Vat Photopolymerization)和材料挤出(Material Extrusion)七类，适用于金属材料增材制造的选择性激光熔化技术(Selective Laser Melting,SLM)即为粉末床熔化技术中的一种。
[0004]选择性激光熔化技术的增材原理为事先投放足量金属粉末于送粉缸内，打印时成型缸下降一定高度，同时粉缸上升一定高度，一定量的粉末在刮刀的作用下由送粉缸内均匀落出至成型缸上，随后再通过控制振镜调节激光的运行轨迹和功率强度，熔化选定区域的金属粉末，完成单层成型，重复多次单层成型即可得到所需的金属构件。
[0005]现有的选择性激光熔化技术只能实现单材料的增材制造，无法适应双材料增材制造的需要，且加工前需预先投放大量金属粉末才能保证制造过程正常进行，造成了原材料的大量浪费，加工后的清理工作负担也较重。
[0006]通过现有技术检索，存在以下已知的技术方案：
[0007]现有技术1：
[0008]申请号：CN202020712718.4，申请日：2020.04.30，公开(公告)日：2021.04.30，本技术提供了一种多金属材料用铺粉装置，包括工作平台、支架、第一供粉缸、第二供粉缸、第一铺粉刮刀、第二铺粉刮刀和驱动机构；第一供粉缸包括储料仓、第一料口和第一盖片，第二供粉缸包括储料仓、第二料口和第二盖片，第一料口和第二料口全等，第一料口和第二料口呈长条矩形，第二盖片通过与第二料口的短边平行的两条导轨设置在第二料口上，第二盖片沿导轨滑动，第一盖片外缘与第一料口的边缘重合或者过盈，第二盖片与所述第二料口的边缘重合或者过盈；驱动机构驱动支架相对工作平台做往复运动。本技术的铺粉装置实现了同时铺不同种类的粉末；并且实现了铺粉时对不同种类的金属粉末的比例调节。
[0009]该现有技术的落粉过程无法定量化，落下粉末的量无法估量，只能通过多次摇动调节机构经验性调整，原材料损耗量大，加工后的清理工作负担重。
[0010]现有技术2：
[0011]申请号：CN201020671362.0，申请日：2010..12.21，公开(公告)日：2011.11.09，本技术提供了一种采用回粉槽实现的选择性激光烧结单面送粉装置，包括铺粉辊、送粉缸、溢粉缸与回粉槽，该单面送粉装置只需要在工作台的一侧安装一个送粉缸及一个溢粉缸，在工作台的另一侧安装一个回粉槽，其中回粉槽包括一个缸体、一个活动底板及与活动底板相连接的控制轴。本技术节约了设备空间，减小了设备尺寸、降低了设备复杂程度，有效降低了设备成本，提升了设备可靠性，进一步满足了SLS工艺要求。
[0012]该现有技术只适用于单种材料的增材制造，难以满足两种或多种材料的增材制造的需要。
[0013]通过以上的检索发现，以上技术方案没有影响本专利技术的新颖性；并且以上现有技术的相互组合没有破坏本专利技术的创造性。

技术实现思路

[0014]本专利技术正是为了避免上述现有技术所存在的不足之处，提供了一种用于SLM的双材料精准铺粉装置及其控制方法。
[0015]本专利技术为解决技术问题采用如下技术方案：一种用于SLM的双材料精准铺粉装置，包括安装于安装平板上的上落粉机构和铺粉机构，所述安装平板上开设成型口，成型缸对应设于所述成型口处；
[0016]上落粉机构
[0017]储粉仓通过支架安装固定于所述安装平板上方，其底部开设出料口；一对支座对立设置，安装固定至所述安装平板上，主动轴和从动轴转动安装至一对所述支座上，两者的轴线平行设置；落粉步进电机安装至所述支座或安装平板上，其输出轴与所述主动轴的一端连接固定；所述主动轴和从动轴上安装固定有同步带轮，同步带张紧设于所述主动轴和从动轴上的同步带轮上；所述同步带位于储粉仓内，其一端对应出料口的位置设置，所述同步带的外表面均布开设各长条状的带槽；
[0018]铺粉机构
[0019]所述刮刀机构包括上板、下板、存粉块、固定托板、刮刀刃和直线执行机构，所述上板开设与出料口适配的长条状落料孔，所述下板顶面开设滑槽，滑槽底部开设出料孔，所述存粉块滑动配合设于滑槽内，其上开设长条状的存粉孔；
[0020]所述上板安装固定至下板顶部，所述上板和下板通过固定托板安装至运输机构的执行端上，所述运输机构用于驱动刮刀机构做往返于上落粉机构及成型缸之间的直线运动；
[0021]直线执行机构安装固定至所述所述上板、下板或固定托板上，其输出端嵌入至所述滑槽内与存粉块连接固定；所述直线执行机构用于驱动存粉块于滑槽内滑动至仅存粉孔顶部与落料孔连通的第一工位或仅存粉孔底部与出料孔连通的第二工位；所述刮刀刃安装固定至所述下板底部。
[0022]进一步的，所述铺粉装置包括沿所述直线运动方向同向设置的至少两个上落粉机构。
[0023]进一步的，所述落料孔和存粉孔的数量对应上落粉机构的数量设置，所述出料孔的数量对应存粉孔的数量设置或比存粉孔的数量少一，各所述落料孔和存粉孔以与各上落
粉机构的同步带间距一致的间距对应平行设置，各所述出料孔与各存粉孔偏置设置。
[0024]进一步的，所述运输机构包括一对平行设置的导向滑轨，所述导向滑轨上滑动配合连接有导向滑块，所述导向滑块作为运输机构的执行端，与所述固定托板对应安装固定；
[0025]两对运输支座分别对立设于两个导向滑轨两端处，两根运输传动轴平行设置，且分别转动安装至两对所述运输支座上，两根所述输传动轴中任一作为主动传动轴，另一作为从动传动轴，所述主动传动轴的一端与安装固定的运输电机的输出端连接固定；
[0026]所述主动传动轴和从动传动轴上分别安装固定有作为主动带轮和从动带轮的运输带轮，运输带张紧设于所述从动带轮和主动带轮上，所述运输带上设有运输带压片，所述运输带压片与对应的固定托板连接固定。
[0027]进一步的，所述同步带轮为单挡边同步带轮，所述同步带轮通过内部开设的键槽与设有A型平键的主动轴或从动轴配合连接；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于SLM的双材料精准铺粉装置，包括安装于安装平板(1)上的上落粉机构(2)和铺粉机构(4)，所述安装平板(1)上开设成型口(11)，成型缸(6)对应设于所述成型口(11)处，其特征在于：上落粉机构(2)储粉仓(22)通过支架(21)安装固定于所述安装平板(1)上方，其底部开设出料口(221)；一对支座(23)对立设置，安装固定至所述安装平板(1)上，主动轴(24)和从动轴(25)转动安装至一对所述支座(23)上，两者的轴线平行设置；落粉步进电机(26)安装至所述支座(23)或安装平板(1)上，其输出轴与所述主动轴(24)的一端连接固定；所述主动轴(24)和从动轴(25)上安装固定有同步带轮(27)，同步带(28)张紧设于所述主动轴(24)和从动轴(25)上的同步带轮(27)上；所述同步带(28)位于储粉仓(22)内，其一端对应出料口(221)的位置设置，所述同步带(28)的外表面均布开设各长条状的带槽(281)；铺粉机构(4)所述刮刀机构(42)包括上板(421)、下板(422)、存粉块(423)、固定托板(424)、刮刀刃(425)和直线执行机构(426)，所述上板(421)开设与出料口(221)适配的长条状落料孔(4211)，所述下板(422)顶面开设滑槽(4221)，滑槽底部开设出料孔(4222)，所述存粉块(423)滑动配合设于滑槽(4221)内，其上开设长条状的存粉孔(4231)；所述上板(421)安装固定至下板(422)顶部，所述上板(421)和下板(422)通过固定托板(424)安装至运输机构(41)的执行端上，所述运输机构(41)用于驱动刮刀机构(42)做往返于上落粉机构(2)及成型缸(6)之间的直线运动；直线执行机构(426)安装固定至所述所述上板(421)、下板(422)或固定托板(424)上，其输出端嵌入至所述滑槽(4221)内与存粉块(423)连接固定；所述直线执行机构(426)用于驱动存粉块(423)于滑槽(4221)内滑动至仅存粉孔(4231)顶部与落料孔(4211)连通的第一工位或仅存粉孔(4231)底部与出料孔(4222)连通的第二工位；所述刮刀刃(425)安装固定至所述下板(422)底部。2.根据权利要求1所述的一种用于SLM的双材料精准铺粉装置，其特征在于：所述铺粉装置包括沿所述直线运动方向同向设置的至少两个上落粉机构(2)。3.根据权利要求2所述的一种用于SLM的双材料精准铺粉装置，其特征在于：所述落料孔(4211)和存粉孔(4231)的数量对应上落粉机构(2)的数量设置，所述出料孔(4222)的数量对应存粉孔(4231)的数量设置或比存粉孔(4231)的数量少一，各所述落料孔(4211)和存粉孔(4231)以与各上落粉机构(2)的同步带(28)间距一致的间距对应平行设置，各所述出料孔(4222)与各存粉孔(4231)偏置设置。4.根据权利要求2所述的一种用于SLM的双材料精准铺粉装置，其特征在于：所述运输机构(41)包括一对平行设置的导向滑轨(411)，所述导向滑轨(411)上滑动配合连接有导向滑块(412)，所述导向滑块(412)作为运输机构(41)的执行端，与所述固定托板(424)对应安装固定；两对运输支座(413)分别对立设于两个导向滑轨(411)两端处，两根运输传动轴(414)平行设置，且分别转动安装至两对所述运输支座(413)上，两根所述输传动轴(414)中任一作为主动传动轴，另一作为从动传动轴，所述主动传动轴的一端与安装固定的运输电机(415)的输出端连接固定；
所述主动传动轴和从动传动轴上分别安装固定有作为主动带轮和从动带轮的运输带轮(416)，运输带(417)张紧设于所述从动带轮和主动带轮上，所述运输带(417)上设有运输带压片(418)，所述运输带压片(418)与对应的固定托板(424)连接固定。5.根据权利要求2所述的一种用于SLM的双材料精准铺粉装置，其特征在于：所述同...

【专利技术属性】
技术研发人员：朱利斌，聂帅帅，黄海鸿，杨熙龙，彭开元，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：