用于增材加工的供粉装置和供粉方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及增材制造技术领域，具体而言涉及用于增材加工的供粉装置和供粉方法，包括：打印粉仓，用于容纳打印粉末；填充粉仓，用于容纳填充粉末；筛粉部件，包括筛板以及处于筛板下层的第一排粉口和处于筛板上层的第二排粉口；成型缸，设置在所述筛粉部件的上方；刮刀部件，用于将打印粉仓中的打印粉末和填充粉仓中的填充粉末刮到所述成型缸表面。在打印中倾倒成型缸中的打印粉末，并通过筛分再回收添加到打印粉仓内，在此过程中，使用填充料仓中的填充粉末回填至预定高度，使打印粉末始终处于打印层附近的高度层，参与到粉末烧结的过程中，在保持打印粉末持续的供粉的同时，降低总的打印粉末的使用量，以节省加工成本。以节省加工成本。以节省加工成本。

【技术实现步骤摘要】
用于增材加工的供粉装置和供粉方法


[0001]本专利技术涉及增材制造
，具体而言涉及用于增材加工的供粉装置和供粉方法。

技术介绍

[0002]激光选区熔化是一种增材制造技术，其借助计算机辅助设计与制造，基于“离散
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分层
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累加”的原理，利用高能激光束将金属粉末直接熔化成形为全致密的三维零件，成形过程无需模具，也不受零件结构复杂程度的限制，未熔粉末可充当支撑材料，从而获得冶金结合、高精度、高结构复杂性的金属功能件，具有广阔的应用前景。
[0003]其具体的原理大致为：激光束开始扫描前，铺粉装置先把金属粉末平推到成形缸的基板上，激光束再按当前层的填充扫描线，选区熔化基板上的粉末，加工出当前层，然后成形缸基板下降1个层厚的距离，粉料缸上升一定厚度的距离，铺粉装置再在已加工好的当前层上铺好金属粉末，设备调入下一层轮廓的数据进行加工，如此层层加工，直到整个零件加工完毕。整个加工过程在通有惰性气体保护的加工室中进行，以避免金属在高温下与其他气体发生反应。
[0004]在一些大尺寸工件且对加工精度要求高的增材加工中，一般采用激光选区熔化的3D打印技术进行加工，由于层层的铺粉打印，所需要的粉末量较多，因此造成了制造成本的增加，因此，对于大尺寸铺粉加工来说，如何降低打印粉末的使用量成为人们希望解决的问题。

技术实现思路

[0005]根据本专利技术第一方面，提出一种用于增材加工的供粉装置，包括：
[0006]打印粉仓，用于容纳打印粉末；
[0007]填充粉仓，用于容纳填充粉末；
[0008]筛粉部件，包括筛板以及处于筛板下层的第一排粉口和处于筛板上层的第二排粉口；
[0009]成型缸，设置在所述筛粉部件的上方；
[0010]刮刀部件，用于将打印粉仓中的打印粉末和填充粉仓中的填充粉末刮到所述成型缸表面，使粉末平整；
[0011]变位机，设置在所述成型缸的底部，并能驱动所述成型缸翻转，使成型缸内的粉末倾倒至所述筛粉部件表面，且所述筛粉部件；
[0012]第一接粉筒，连接到所述第一排粉口；
[0013]第二接粉筒，连接到所述第二排粉口；
[0014]其中，所述筛粉部件、成型缸、刮刀部件和变位机设置在密封箱内，所述密封箱内具有惰性保护气体，所述第一接粉筒用于向所述打印粉仓供粉，所述第二接粉筒用于向填充粉仓供粉。
[0015]优选的，所述筛板倾斜于水平面布置，所述第二排粉口处于所述筛板的低位位置，所述筛板的下方设有收集斗，所述第一排粉口设置在所述收集斗的底部。
[0016]优选的，所述筛板上设有振动电机。
[0017]优选的，所述第一排粉口和第二排粉口均设有阀门，所述阀门用于控制第一排粉口或第二排粉口的通断。
[0018]优选的，所述第一接粉筒和打印粉仓之间设有第一抽粉管道，所述第一抽粉管道上设有第一吸粉器，所述第一吸粉器用于将所述第一接粉筒中的打印粉末吸入到所述打印粉仓中；所述第二接粉筒和填充粉仓之间设有第二抽粉管道，所述第二抽粉管道上设有第二吸粉器，所述第二吸粉器用于将所述第二接粉筒内的填充粉末吸入到填充粉仓中。
[0019]优选的，所述第一接粉筒和第二接粉筒均包括过渡料仓和供粉料仓，所述过渡料仓位于所述供粉料仓的上方，所述过渡料仓和供粉料仓之间设有隔离阀，所述过渡料仓上设有洗气阀，用于对所述过渡料仓换气，使过渡料仓和供粉料仓具有相同的气氛环境。
[0020]优选的，所述吸粉器包括集粉箱、吸粉入口、粉末出口和气流出口，所述集粉箱内设有集粉腔，所述吸粉入口的第一端连接抽粉管道，第二端连接集粉腔，所述粉末出口位于所述集粉腔的底部，所述气流出口的第一端连接到集粉腔的上部，所述气流出口的第二端连接到所述密封箱内。
[0021]优选的，所述变位机包括第一支撑架和第二支撑架，所述第二支撑架设置在所述第一支撑架的内侧，并能被翻转驱动器所驱动相对于所述第一支撑架沿Y轴翻转，所述成型缸连接到所述第二支撑架，使所述成型缸沿Y轴方向翻转。
[0022]优选的，所述成型缸和第二支撑架可拆卸连接。
[0023]本专利技术第二方面提出一种技术方案，一种用于增材加工的供粉方法，包括以下步骤：
[0024]步骤1、定义预备的打印粉末的量为Q，填充粉末的量为E，成型缸的最大体积是W，其中，Q小于W，Q+E>W，每当增材高度H1时(成型缸的容积变化是W1)，翻转成型缸，使成型缸内的粉末倾倒至筛粉部件，其中，Q小于W1；
[0025]步骤2、收集被筛粉部件筛分后的打印粉末，并将打印粉末重新填充到打印粉仓内，收集被筛粉部件筛分后的填充粉末，并将填充粉末填充到填充粉仓内；
[0026]步骤3、使用填充粉仓内的填充粉末回填到成型缸内，其中，回填的填充粉末小于W1；
[0027]步骤4、再使用打印粉仓内回收的打印粉末继续增材，并重复步骤1
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3直至完成打印。
[0028]优选的，在步骤2中，打印粉末重新填充到打印粉仓内包括以下方法：
[0029]方法a，使用接粉筒收集被筛粉部件筛分后的打印粉末和填充粉末，采用抽吸的方式将接粉筒内收集的打印粉末回收到打印粉仓，将接粉筒内收集的填充粉末回收到填充粉仓；
[0030]方法b，使用接粉筒收集被筛粉部件筛分后的打印粉末和填充粉末，使用机械举升输送的方式将接粉筒内收集的打印粉末回收到打印粉仓，将接粉筒内收集的填充粉末回收到填充粉仓。
[0031]优选的，在方法a中，抽气的气流排放到密封箱之外，接粉筒包括过渡料仓和供粉
料仓，当粉末从接粉筒抽吸到过渡料仓时，过渡料仓和供粉料仓处于隔离状态，当抽吸动作停止后，对过渡料仓进行洗气，使过渡料仓和供粉料仓具有相同的气氛环境，然后使过渡料仓和供粉料仓连通，过渡料仓内的粉料进入到供粉料仓中。
[0032]与现有技术相比，本专利技术的用于增材加工的供粉装置和供粉方法的显著优点在于：
[0033]本专利技术的用于增材加工的供粉装置中，在打印过程中，倾倒成型缸中的打印粉末，并通过筛分再回收添加到打印粉仓内，在此过程中，使用填充料仓中的填充粉末回填至预定高度，使打印粉末始终处于打印层附近的高度层，参与到粉末烧结的过程中，在保持打印粉末持续的供粉的同时，降低总的打印粉末的使用量，以节省加工成本。
附图说明
[0034]附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本专利技术的各个方面的实施例，其中：
[0035]图1是本专利技术所示的用于增材加工的供粉装置的结构示意图；
[0036]图2是本专利技术所示的成型缸的结构示意图；
[0037]图3是本专利技术所示的成型缸与筛板俯视位置关系的示意图；
[0038]图4是本专利技术所示的成型缸与筛板侧视位置关系的示意图；
[0039本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于增材加工的供粉装置，其特征在于，包括：打印粉仓(52)，用于容纳打印粉末；填充粉仓(53)，用于容纳填充粉末；筛粉部件(50)，包括筛板(51)以及处于筛板(51)下层的第一排粉口(512)和处于筛板(51)上层的第二排粉口(511)；成型缸(30)，设置在所述筛粉部件的上方；刮刀部件(61)，用于将打印粉仓(52)中的打印粉末和填充粉仓(53)中的填充粉末刮到所述成型缸(30)表面，使粉末平整；变位机(40)，设置在所述成型缸(30)的底部，并能驱动所述成型缸(30)翻转，使成型缸(30)内的粉末倾倒至所述筛粉部件(50)，且所述筛粉部件(50)将打印粉末筛分至第一排粉口(512)，将填充粉末筛分至第二排粉口(511)；第一接粉筒(57)，连接到所述第一排粉口(512)；第二接粉筒(58)，连接到所述第二排粉口(511)；其中，所述筛粉部件、成型缸(30)、刮刀部件(61)和变位机(40)设置在密封箱(100)内，所述密封箱(100)内具有惰性保护气体，所述第一接粉筒(57)用于向所述打印粉仓(52)供粉，所述第二接粉筒(58)用于向填充粉仓(53)供粉。2.根据权利要求1所述的用于增材加工的供粉装置，其特征在于，所述筛板(51)倾斜于水平面布置，所述第二排粉口(511)处于所述筛板(51)的低位位置，所述筛板(51)的下方设有收集斗，所述第一排粉口(512)设置在所述收集斗的底部。3.根据权利要求2所述的用于增材加工的供粉装置，其特征在于，所述筛板(51)上设有振动电机。4.根据权利要求1所述的用于增材加工的供粉装置，其特征在于，所述第一排粉口(512)和第二排粉口(511)均设有阀门，所述阀门用于控制第一排粉口(512)或第二排粉口(511)的通断。5.根据权利要求1所述的用于增材加工的供粉装置，其特征在于，所述第一接粉筒(57)和打印粉仓(52)之间设有第一抽粉管道，所述第一抽粉管道上设有第一吸粉器(54)，所述第一吸粉器(54)用于将所述第一接粉筒(57)中的打印粉末吸入到所述打印粉仓(52)中；所述第二接粉筒(58)和填充粉仓(53)之间设有第二抽粉管道，所述第二抽粉管道上设有第二吸粉器(55)，所述第二吸粉器(55)用于将所述第二接粉筒(58)内的填充粉末吸入到填充粉仓(53)中。6.根据权利要求5所述的用于增材加工的供粉装置，其特征在于，所述第一接粉筒(57)和第二接粉筒(58)均包括过渡料仓(521)和供粉料仓(522)，所述过渡料仓(521)位于所述供粉料仓(522)的上方，所述过渡料仓和供粉料仓之间设有隔离阀，所述过渡料仓上设有洗气阀，用于对所述过渡料仓换气，使过渡料仓和供粉料仓具有相同的气氛环境。7.根据权利要求5所述的用于增材加工的供粉装置，其特征在于，所述吸粉器包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：张平平，石拓，张荣伟，张琪，唱丽丽，
申请(专利权)人：苏州中科煜宸激光智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：