本发明专利技术公开了一种基于超声振动的铺粉装置，包括加工平台，所述加工平台上设有置物台和位于置物台两侧的平行轨道，以及横跨置物台且与平行轨滑动配合的供料机构，所述供料机构包括料斗和用于控制料斗出料的控制系统，所述控制系统包括布置在料斗外侧壁上用于提供稳定振动频率的超声振料单元和与平行轨道配套使用的位移单元，以及布置在料斗出料口处、与超声振料单元配套使用的振动板和用于调节出料口间隙的调整单元；在铺粉时，通过调节振动频率和位移速度控制铺粉厚度。本发明专利技术还提供了一种铺粉控制方法。本发明专利技术提供的装置可以有效量化出粉量，同时也解决传统滚轮粘料问题，从而提升了增材制造产品的质量和精度。而提升了增材制造产品的质量和精度。而提升了增材制造产品的质量和精度。
【技术实现步骤摘要】
一种基于超声振动的铺粉装置及控制方法
[0001]本专利技术属于3D增材制造
，尤其涉及种基于超声振动的铺粉装置及控制方法。
技术介绍
[0002]目前该领域普遍采用重力式、叶轮式、皮带式送粉机构，送粉量无法精确控制，后续使用辅助刮刀或刮辊将多余的粉料清除，这样的受刮刀或刮辊作用力的变动影响，并不能保证在打印区域平铺的每层粉料厚度、质量、密实度均匀一致，因此用此类工艺方法烧结的增材制造产品质量不稳定，精度差。
[0003]专利文献CN 116175965 A公开了一种3D打印铺粉装置，所述3D打印铺粉装置壳体呈长方形，其内分为上下两腔，上腔内左右并列布置有料斗一和料斗二用于盛放不同的粉末，所述料斗一和料斗二下方分别平行布置有用于按比例落料的分料辊一和分料辊二，所述分料辊一和分料辊二圆周面周圈开有多个凹槽，并分别由不同的步进电机带动，所述壳体下腔内布置有用于混料的多层X交叉梳状叶片，壳体底部呈V形，且开有长方形铺粉口，所述铺粉口左右两侧各布置有一组压棍组件，每组压辊组件均由两个压辊构成，且两压辊高低不同，能够分级将铺粉口所出粉末压紧压平。该专利采用了两分料辊搅动混料，靠重力自然下落粉料的方式，粉料受粘结下落壁面的影响，导致该专利不能实现精确定量送料的功能，必须依赖后续刮刀工艺保证料粉层厚。
[0004]专利文献CN219213482U公开了一种3DP设备的铺粉装置，包括支承板、下粉机构和铺粉机构；支承板水平设置，下粉机构和铺粉机构从左至右依次安装于支承板；下粉机构包括下料斗和两个下粉辊，下料斗安装于支承板，两个下粉辊的相对距离可调，并用于形成与出料口正对的下料间隙，两下粉辊通过外部驱动进行相同或相反方向的转动，两下粉辊的转动用于带动出料口处的粉末经下料间隙出粉下料；铺粉机构用于将下粉机构下料的粉末铺平。该装置利用两下粉辊同步转动使粉料下落，由粉体颗粒微小且易和粉辊粘接，因此下料量也不能保证恒定一致，致使层厚不能保持一致，影响了打印质量。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的是提供一种铺粉装置及控制方法，该铺粉装置可以有效量化出粉量，同时也解决传统滚轮粘料问题，从而提升了增材制造产品的质量和精度。
[0006]为了实现本专利技术的第一个目的，提供了一种基于超声振动的铺粉装置，包括加工平台。
[0007]所述加工平台上设有置物台和位于置物台两侧的平行轨道，以及横跨置物台且与平行轨滑动配合的供料机构，所述供料机构包括料斗和用于控制料斗出料的控制系统，所述控制系统包括布置在料斗外侧壁上用于提供稳定振动频率的超声振料单元和与平行轨道配套使用的位移单元，以及布置在料斗出料口处、与超声振料单元配套使用的振动板和用于调节出料口间隙的调整单元；
[0008]在铺粉时，通过调节振动频率和位移速度控制铺粉厚度。
[0009]本专利技术通过超声振动实现粉料稳定下落至加工平台上，相较于传统滚轮式出料口更加稳定且不会出现粘料问题。
[0010]具体的，所述超声振料单元包括布置在料斗外侧壁上的换能器安装座和安装在所述换能器安装座上的超声换能器，所述超声换能器包括向所述振动板纵向传递振动力的冲击头，用于固定限位冲击头冲击方向的换能器压板，以及将预设电流功率转换振动频率输出的第一驱动电机。
[0011]具体的，所述调节单元包括布置出料口两端的挡料板安装座和安装在两个挡料板安装座之间的挡料板，所述挡料板安装座设有用于调节挡料板与所述振动板间距的调节螺栓。
[0012]具体的，所述位移单元包括横跨在平行轨道上的固定平台，以及布置在固定平台上与平行轨道滑动配合的滑动块和提供滑动力的第二驱动电机。
[0013]具体的，所述置物台采用具有升降功能的升降平台。
[0014]具体的，所述加工平台上还设有与供料机构同步移动的红外检测装置，所述红外检测装置用于采集粉料铺设时的厚度。
[0015]为了实现本专利技术的第二个目的，提供了一种铺粉控制方法，基于上述铺粉装置实现，其包括以下步骤：
[0016]根据目标铺粉厚度设定初始值阈值，包括速度阈值，超声功率阈值，粉末厚度阈值，第一打印精度阈值和第二打印精度阈值，其中第一打印精度阈值小于第二打印精度阈值。
[0017]在铺粉时通过红外检测装置获取粉末的当前厚度，则根据当前厚度与粉末厚度阈值作差的绝对值进行判断：
[0018]若绝对值大于第一打印精度阈值且小于第二打印精度阈值时，则对位移单元进行调节；
[0019]若绝对值大于第二打印精度阈值时，则对超声振料单元进行调节。
[0020]从而适应性调整铺粉过程中粉料的厚度。
[0021]具体的，对位移单元进行调整，其过程如下：
[0022]若当前厚度大于粉末厚度阈值，且当前移动速度小于速度阈值时，则提高第二驱动电机百分之十的当前转速。
[0023]若当前厚度大于粉末厚度阈值，且当前移动速度大于等于速度阈值时，则降低第一驱动电机百分之十的当前输入电流和降低第二驱动电机百分之十的当前转速。
[0024]若当前厚度小于粉末厚度阈值，则降低第二驱动电机百分之十的当前转速。
[0025]具体的，对超声振料单元进行调节，其过程如下：
[0026]若当前厚度小于粉末厚度阈值，且当前超声功率小于超声功率阈值，则提高第一驱动电机百分之十的当前输入电流。
[0027]若当前厚度小于粉末厚度阈值，且当前超声功率大于等于超声功率阈值，则降低第一驱动电机百分之十的当前输入电流和降低第二驱动电机百分之十的当前转速。
[0028]若当前厚度大于粉末厚度阈值，则降低第一驱动电机百分之十的当前输入电流。
[0029]与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
[0030](1)采用振动板的弯曲振动模态，实现高频振动使得粉料从窄缝中落出，从而精准控制出粉量。
[0031](2)仅通过振动方式作为出料的驱动力，从而解决了传统滚轮式出料设备需要后续刮料处理的问题。
附图说明
[0032]图1为本实施例提供的基于超声振动的铺粉装置的结构示意图；
[0033]图2为本实施例提供的供料机构的局部透视图；
[0034]图3为本实施例提供的供料机构的仰视图；
[0035]图4为本实施例提供的一种铺粉控制方法的流程示意图；
[0036]图中，1、加工平台；2、升降平台；3、平行轨道；4、红外检测装置；5、供料机构；6、料斗；7、料斗封板；8、换能器安装座；9、超声换能器；10、换能器压板；11、振动板；12、振动板密封垫；13、挡料板；14、挡圈；15、挡料板安装座；16、调节螺栓；17、密封垫。
具体实施方式
[0037]这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于超声振动的铺粉装置，包括加工平台，其特征在于，所述加工平台上设有置物台和位于置物台两侧的平行轨道，以及横跨置物台且与平行轨滑动配合的供料机构，所述供料机构包括料斗和用于控制料斗出料的控制系统，所述控制系统包括布置在料斗外侧壁上用于提供稳定振动频率的超声振料单元和与平行轨道配套使用的位移单元，以及布置在料斗出料口处、与超声振料单元配套使用的振动板和用于调节出料口间隙的调整单元；在铺粉时，通过调节振动频率和位移速度控制铺粉厚度。2.根据权利要求1所述的基于超声振动的铺粉装置，其特征在于，所述超声振料单元包括布置在料斗外侧壁上的换能器安装座和安装在所述换能器安装座上的超声换能器，所述超声换能器包括向所述振动板纵向传递振动力的冲击头，用于固定限位冲击头冲击方向的换能器压板，以及将预设电流功率转换振动频率输出的第一驱动电机。3.根据权利要求1所述的基于超声振动的铺粉装置，其特征在于，所述调节单元包括布置出料口两端的挡料板安装座和安装在两个挡料板安装座之间的挡料板，所述挡料板安装座设有用于调节挡料板与所述振动板间距的调节螺栓。4.根据权利要求1所述的基于超声振动的铺粉装置，其特征在于，所述位移单元包括横跨在平行轨道上的固定平台，以及布置在固定平台上与平行轨道滑动配合的滑动块和提供滑动力的第二驱动电机。5.根据权利要求1所述的基于超声振动的铺粉装置，其特征在于，所述置物台采用具有升降功能的升降平台。6.根据权利要求1所述的基于超声振动的铺粉装置，其特征在于，所述加工平台上还设有与供料机构同步移动的红外检测装置，所述红外检测装置用于采集...
【专利技术属性】
技术研发人员：翟锰钢，李一飞，赵夙，尚晓峰，于磊，张家豪，
申请(专利权)人：中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：
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