一种混粉-增材-冲压复合成形装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种混粉

【技术实现步骤摘要】
一种混粉
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增材
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冲压复合成形装置及方法


[0001]本专利技术涉及激光增材制造
，尤其涉及一种混粉
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增材
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冲压复合成形装置及方法。

技术介绍

[0002]粉末成形过程一般也通过激光增材制造技术将粉末层层叠加从而形成实体，然后，再对实体进行冲压成形。
[0003]激光增材制造技术是通过粉床铺粉，然后激光束按照三维模形所给的轨迹路径对粉床上金属粉末进行熔化或烧结，层层叠加从而形成实体。激光增材制造技术具有不受零件结构限制的特点，是解决仿生、三维等复杂结构极板难以制备问题的关键技术之一。
[0004]冲压成形是指靠压力机和模具对板材、带材、管材和形材等施加外力，使之产生塑性变形或分离，从而获得所需形状和尺寸的工件(冲压件)的加工成形方法，冲压件的重量轻、厚度薄、刚性好。它的尺寸公差取决于模具，所以质量稳定，一般不需要再经机械切削即可使用。
[0005]现有激光增材制造设备存在如下缺陷：
[0006](1)加工时间长，生产效率低；
[0007](2)设备加工复杂，激光烧结和冲压成形不能在同一加工台上同时完成；
[0008](3)实际加工区域在50～70％，若不回收则会造成大量未加工粉末浪费的情况；
[0009](4)粉末材料存在着大量空隙，在激光烧结之后成形层会产生较为严重的收缩，导致下一层参数不能完美匹配，最终缺陷不断累积，成形件尺寸精度达不到要求，严重影响工件致密度，最终降低工件服役性能与寿命；
[0010](5)铺粉均匀性差，造成成形工件的质量差；
[0011](6)制备梯度功能材料工件工艺繁琐(梯度功能材料是多种材料复合且成分和结构呈连续梯度变化的一种新形复合材料，它要求功能、性能随机件内部位置的变化而变化，通过优化构件的整体性能而得以满足)，不能同时进行多种材料加工。

技术实现思路

[0012]本专利技术要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种能够提高生产效率、铺粉均匀性和产品质量以及能够减少粉末浪费和加工成本的混粉
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增材
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冲压复合成形装置及方法。
[0013]为解决上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：
[0014]一种混粉
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增材
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冲压复合成形装置，包括机架和设于机架下部且槽口朝上的铺粉槽，所述铺粉槽内设有用于放置粉末并可升降的升降粉床机构，所述机架于铺粉槽的上方设有均可水平移动的冲压机构、透光挡粉机构和铺粉机构，所述铺粉机构用于将混合的粉末平铺至升降粉床机构上，所述透光挡粉机构用于封堵在铺粉槽顶部的槽口以供升降粉床机构上升压粉，所述冲压机构用于将升降粉床机构上烧结的实体冲压成形，所述升降粉床
机构上设有与冲压机构适配的成形槽，所述成形槽内设有与成形槽适配的成形台，所述成形槽于成形台的下方设有用于驱动成形台升降的第一升降驱动件。
[0015]作为上述技术方案的进一步改进：
[0016]所述升降粉床机构包括放置在铺粉槽内并与铺粉槽适配的粉床和设于粉床下方用于驱动粉床升降的第二升降驱动件，所述成形槽设于粉床上。
[0017]所述透光挡粉机构包括水平的透光板和设于机架上用于驱动透光板水平移动的第一水平驱动组件。
[0018]所述第一水平驱动组件包括两根平行的第一丝杆和分别设置在透光板两侧的第一螺套，所述第一丝杆转动设置在机架上，所述第一螺套分别套设于各第一丝杆上，所述机架上设有用于驱动各第一丝杆同步旋转的第一旋转驱动组件。
[0019]所述冲压机构包括设于机架上的平移架和用于驱动平移架平移的第二平移驱动组件，所述平移架上设有冲压模具和用于驱动冲压模具升降的第三升降驱动件，所述冲压模具上设有加热件。
[0020]所述第二平移驱动组件包括两根平行的第二丝杆和分别设置在平移架两侧的第二螺套，所述第二丝杆转动设置在机架上，所述第二螺套分别套设于各第二丝杆上，所述机架上设有用于驱动各第二丝杆同步旋转的第二旋转驱动组件。
[0021]所述铺粉机构包括铺粉箱和多个设于铺粉箱内的落粉盒，所述铺粉箱设置在机架上，所述机架上设有用于驱动铺粉箱水平移动的第三平移驱动组件，所述铺粉箱的底部设有倾斜的导流面，所述铺粉箱于导流面的底部设有落粉口，所述铺粉箱于落粉口的下方设有大小可调节的混粉通道，各所述落粉盒位于导流面的上方并沿导流面的倾斜方向间隔布置，所述落粉盒的底部设有放粉阀体机构。
[0022]所述混粉通道靠向导流面的一侧具有固定在铺粉箱上的固定侧壁、另一侧具有活动侧壁，所述机架上设有用于调节固定侧壁和活动侧壁间距的间隔调节组件。
[0023]所述第三平移驱动组件包括两根平行的第三丝杆和分别设置在铺粉箱两侧的第三螺套，所述第三丝杆转动设置在机架上，所述第三螺套分别套设于各第三丝杆上，所述机架上设有用于驱动各第三丝杆同步旋转的第三旋转驱动组件。
[0024]一种混粉
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增材
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冲压复合成形方法，采用上的混粉
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增材
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冲压复合成形装置进行，包括如下步骤：
[0025]S1、确定铺粉厚度：升降粉床机构升降调节，使升降粉床机构的顶面与铺粉槽顶面相距预定高度，以确定铺粉厚度；
[0026]S2、铺粉：所述铺粉机构在升降粉床机构的上方水平移动，将混合的粉末平铺至升降粉床机构上；
[0027]S3、压粉：透光挡粉机构平移至封堵在铺粉槽顶部的槽口，升降粉床机构上升，将其上的粉末压实；
[0028]S4、激光烧结：采用激光烧结设备在透光挡粉机构的上方发射激光，激光通过透光挡粉机构将升降粉床机构上的粉末烧结成实体；
[0029]S5、冲压成形：将透光挡粉机构从铺粉槽顶部的槽口移走；将冲压机构平移至铺粉槽上方，与成形槽上下对齐；第二升降驱动件驱动成形台下降预定距离；然后，冲压机构下压将烧结的实体与成形槽对应的部分下压成形。
[0030]与现有技术相比，本专利技术的优点在于：
[0031]本专利技术的混粉
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增材
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冲压复合成形装置，将铺粉、压粉和冲压成形集成在一个装置上，缩短了加工时长，提高了生产效率；粉末在压实后进行激光烧结，成形工件尺寸精度和致密度高，质量好；通过铺粉机构水平移动进行铺粉，铺粉均匀性好，粉末浪费少。本混粉
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增材
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冲压复合成形装置结构设计合理，能够提高生产效率、铺粉均匀性和产品质量，能够减少粉末浪费和加工成本。
[0032]本专利技术的混粉
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增材
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冲压复合成形方法，将铺粉、压粉和冲压成形集成在一个装置上，缩短了加工时长，提高了生产效率；粉末在压实后进行激光烧结，成形工件尺寸精度和致密度高，质量好；通过铺粉机构水平移动进行铺粉，铺粉均匀性好，粉末浪费少。本混粉
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增材
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混粉
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增材
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冲压复合成形装置，其特征在于：包括机架(1)和设于机架(1)下部且槽口朝上的铺粉槽(2)，所述铺粉槽(2)内设有用于放置粉末并可升降的升降粉床机构(4)，所述机架(1)于铺粉槽(2)的上方设有均可水平移动的冲压机构(3)、透光挡粉机构(5)和铺粉机构(6)，所述铺粉机构(6)用于将混合的粉末平铺至升降粉床机构(4)上，所述透光挡粉机构(5)用于封堵在铺粉槽(2)顶部的槽口以供升降粉床机构(4)上升压粉，所述冲压机构(3)用于将升降粉床机构(4)上烧结的实体冲压成形，所述升降粉床机构(4)上设有与冲压机构(3)适配的成形槽(43)，所述成形槽(43)内设有与成形槽(43)适配的成形台(44)，所述成形槽(43)于成形台(44)的下方设有用于驱动成形台(44)升降的第一升降驱动件(45)。2.根据权利要求1所述的混粉
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增材
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冲压复合成形装置，其特征在于：所述升降粉床机构(4)包括放置在铺粉槽(2)内并与铺粉槽(2)适配的粉床(41)和设于粉床(41)下方用于驱动粉床(41)升降的第二升降驱动件(42)，所述成形槽(43)设于粉床(41)上。3.根据权利要求1所述的混粉
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增材
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冲压复合成形装置，其特征在于：所述透光挡粉机构(5)包括水平的透光板(52)和设于机架(1)上用于驱动透光板(52)水平移动的第一水平驱动组件。4.根据权利要求3所述的混粉
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冲压复合成形装置，其特征在于：所述第一水平驱动组件包括两根平行的第一丝杆(53)和分别设置在透光板(52)两侧的第一螺套(51)，所述第一丝杆(53)转动设置在机架(1)上，所述第一螺套(51)分别套设于各第一丝杆(53)上，所述机架(1)上设有用于驱动各第一丝杆(53)同步旋转的第一旋转驱动组件(54)。5.根据权利要求1所述的混粉
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增材
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冲压复合成形装置，其特征在于：所述冲压机构(3)包括设于机架(1)上的平移架(31)和用于驱动平移架(31)平移的第二平移驱动组件，所述平移架(31)上设有冲压模具(32)和用于驱动冲压模具(32)升降的第三升降驱动件(33)，所述冲压模具(32)上设有加热件(34)。6.根据权利要求5所述的混粉
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冲压复合成形装置，其特征在于：所述第二平移驱动组件包括两根平行的第二丝杆(35)和分别设置在平移架(31)两侧的第二螺套(36)，所述第二丝杆(35)转动设置在机架(1)上，所述第二螺套(36)分别套设于各第二丝杆(35)上，所述机架(1)上设有用于驱动各第二丝杆(...

【专利技术属性】
技术研发人员：李时春，肖罡，雷米尔，孙卓，詹海鸿，蔡文靖，张玉帅，仪传明，
申请(专利权)人：湖南科技大学，
类型：发明
国别省市：