【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及增材制造领域，尤其涉及一种用于生产嵌入mems传感器构件的3d打印铺粉装置。
技术介绍
1、激光选区熔化技术(selective laser melting，slm)是一种先进的增材制造(3d打印)技术，它采用高能激光束对粉末材料进行精确的选区熔化，以逐层构建三维物体。首先，一层细小的金属或合金粉末被铺设在工作台上，接着激光束被聚焦在粉末层的特定位置，将其局部加热至熔点，形成熔池。激光照射后，粉末颗粒与先前层的基体相融合，逐步堆叠形成致密的3d打印成品。这种成形过程使激光选区熔化技术具有高精度、设计自由度大、材料多样性和无需模具等优势，广泛应用于航空航天、医疗、汽车制造等领域。
2、嵌入式mems传感器(micro-electro-mechanical systems，微电子机械系统传感器)以其小体积、低功耗和高精度等优势在工业领域得到广泛应用。其制造工艺特性使其适合在有限空间内嵌入，低功耗特性使其在长期应用和无线传输中具有可行性，集成了加速度计、陀螺仪、压力传感器等功能，为工业产品提供多样化的数据采集能力。在工业设备和结构中嵌入mems传感器，可以实时监测其健康状况，如温度、压力、湿度、振动等，并根据数据进行智能控制，识别裂纹、疲劳和变形等问题，有助于预防潜在故障，提高生产效率和安全性，延长设备寿命。
3、运用增材制造技术生产带有嵌入式mems传感器的工业设备具有许多优势，增材制造技术可以生产高度定制化的零部件和设备，满足特定的工业需求。这使得将嵌入式mems传感器集成到设备中更容易，传感
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提出一种用于生产嵌入mems传感器构件的3d打印铺粉装置，该装置应在3d打印成形装置中，能够将嵌入式mems传感器与其他结构组件同时打印成形，降低了连接和集成的复杂性，提高成形效率。
2、本专利技术的目的通过如下的技术方案来实现：
3、一种用于生产嵌入mems传感器构件的3d打印铺粉装置，包括3d打印成形舱室，以及位于所述3d打印成形舱室内部的铺粉头集成装置、成形基板、mems传感器和粉末控制装置；
4、所述成形基板安装于所述3d打印成形舱室内部的底面，所述mems传感器根据构件的嵌入位置要求固定在所述成型基板上的设定位置；所述铺粉头集成装置能够在所述3d打印成形舱室内部前后移动，其内部开设有粉末通道；
5、所述粉末控制装置安装在所述铺粉头集成装置的下方，所述粉末控制装置为板状结构，其中部开设有贯通槽；所述粉末控制装置的两侧嵌入所述铺粉头集成装置中；所述粉末控制装置在沿着铺粉头集成装置运动方向上的一端设置通气孔，另一端设置粉末刮刀，贯通槽内并列安装多个分体式的粉末开关，每个所述粉末开关可独立控制，从而在铺粉过程中避开所述成形基板上的mems传感器，用于实现嵌入mems传感器构件的生产。
6、进一步地，所述粉末开关包括截面为半圆形的柱状的粉末挡板，以及贯穿所述粉末挡板的挡板旋转机构，所述粉末开关通过所述挡板旋转机构控制柱状的粉末挡板旋转，切换开启和关闭状态，实现激光选区熔化成形过程的智能铺粉控制。
7、进一步地，所述3d打印成形舱室的两个侧面上分别设置有一条铺粉头移动轨道，所述铺粉头集成装置的两侧嵌入所述铺粉头移动轨道中，沿所述铺粉头移动轨道在所述3d打印成形舱室内部前后移动；所述3d打印成形舱室的底面在所述成形基板的前后对称布置两个回收粉末滤网，所述回收粉末滤网与粉末收集装置相连，用于收集激光成形过程中多余的粉末及成形完成后将用作支撑的粉末回收至粉末收集装置内。
8、进一步地，所述铺粉头集成装置包括粉末腔体、调节螺母旋钮、铺粉头挂耳、粉末控制装置固定卡口，所述粉末腔体的两侧与所述铺粉头挂耳通过所述调节螺母旋钮固连，所述铺粉头挂耳安装在所述铺粉头移动轨道中，用于实现铺粉头集成装置沿铺粉头移动轨道前后移动；所述粉末控制装置固定卡口固定在所述粉末腔体的底部两侧，用于安装所述粉末控制装置；调节所述调节螺母旋钮，能够改变所述粉末腔体以及安装的所述粉末控制装置距离成形基板的间隙，确保打印质量；所述粉末腔体的顶端开设有粉末入口，底端开设有粉末出口，内部为粉末流道。
9、进一步地，所述粉末刮刀由柔性材料制成。
10、进一步地，所述mems传感器通过3m胶固定在所述成形基板上。
11、本专利技术的有益效果如下：
12、本专利技术的用于生产嵌入mems传感器构件的3d打印铺粉装置，用于3d打印时，根据成形器件实际需求在特定位置预置mems传感器，通过铺粉头和粉末开关的配合工作，铺粉过程自动避开mems传感器位置。同时，利用铺粉头控制激光成形过程中粉末下落位置，在模型切片过程中考虑mems传感器位置，这使得将嵌入式mems传感器集成到设备中更容易，传感器的布局和位置可以根据实际需要进行优化，以实现更高的精度和性能；同时嵌入式mems传感器可以直接与其他组件一起打印成形，降低了连接和集成的复杂性，有助于减少线缆、连接器和其他传感器集成可能带来的问题。
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1.一种用于生产嵌入MEMS传感器构件的3D打印铺粉装置，其特征在于，包括3D打印成形舱室(1)，以及位于所述3D打印成形舱室(1)内部的铺粉头集成装置(2)、成形基板(3)、MEMS传感器(4)和粉末控制装置(5)；
2.根据权利要求1所述的用于生产嵌入MEMS传感器构件的3D打印铺粉装置，其特征在于，所述粉末开关(503)包括截面为半圆形的柱状的粉末挡板(5031)，以及贯穿所述粉末挡板(5031)的挡板旋转机构(5032)，所述粉末开关(503)通过所述挡板旋转机构(5032)控制柱状的粉末挡板(5031)旋转，切换开启和关闭状态，实现激光选区熔化成形过程的智能铺粉控制。
3.根据权利要求1所述的用于生产嵌入MEMS传感器构件的3D打印铺粉装置，其特征在于，所述3D打印成形舱室(1)的两个侧面上分别设置有一条铺粉头移动轨道(101)，所述铺粉头集成装置(2)的两侧嵌入所述铺粉头移动轨道(101)中，沿所述铺粉头移动轨道(101)在所述3D打印成形舱室(1)内部前后移动；所述3D打印成形舱室(1)的底面在所述成形基板(3)的前后对称布置两个回收粉末滤网
4.根据权利要求3所述的用于生产嵌入MEMS传感器构件的3D打印铺粉装置，其特征在于，所述铺粉头集成装置(2)包括粉末腔体(204)、调节螺母旋钮(201)、铺粉头挂耳(202)、粉末控制装置固定卡口(203)，所述粉末腔体(204)的两侧与所述铺粉头挂耳(202)通过所述调节螺母旋钮(201)固连，所述铺粉头挂耳(202)安装在所述铺粉头移动轨道(101)中，用于实现铺粉头集成装置(2)沿铺粉头移动轨道(101)前后移动；所述粉末控制装置固定卡口(203)固定在所述粉末腔体(204)的底部两侧，用于安装所述粉末控制装置(5)；调节所述调节螺母旋钮(201)，能够改变所述粉末腔体(204)以及安装的所述粉末控制装置(5)距离成形基板(3)的间隙，确保打印质量；所述粉末腔体(204)的顶端开设有粉末入口(2041)，底端开设有粉末出口(2042)，内部为粉末流道(2043)。
5.根据权利要求1所述的用于生产嵌入MEMS传感器构件的3D打印铺粉装置，其特征在于，所述粉末刮刀(502)由柔性材料制成。
6.根据权利要求1所述的用于生产嵌入MEMS传感器构件的3D打印铺粉装置，其特征在于，所述MEMS传感器(4)通过3M胶固定在所述成形基板(3)上。
...【技术特征摘要】
1.一种用于生产嵌入mems传感器构件的3d打印铺粉装置，其特征在于，包括3d打印成形舱室(1)，以及位于所述3d打印成形舱室(1)内部的铺粉头集成装置(2)、成形基板(3)、mems传感器(4)和粉末控制装置(5)；
2.根据权利要求1所述的用于生产嵌入mems传感器构件的3d打印铺粉装置，其特征在于，所述粉末开关(503)包括截面为半圆形的柱状的粉末挡板(5031)，以及贯穿所述粉末挡板(5031)的挡板旋转机构(5032)，所述粉末开关(503)通过所述挡板旋转机构(5032)控制柱状的粉末挡板(5031)旋转，切换开启和关闭状态，实现激光选区熔化成形过程的智能铺粉控制。
3.根据权利要求1所述的用于生产嵌入mems传感器构件的3d打印铺粉装置，其特征在于，所述3d打印成形舱室(1)的两个侧面上分别设置有一条铺粉头移动轨道(101)，所述铺粉头集成装置(2)的两侧嵌入所述铺粉头移动轨道(101)中，沿所述铺粉头移动轨道(101)在所述3d打印成形舱室(1)内部前后移动；所述3d打印成形舱室(1)的底面在所述成形基板(3)的前后对称布置两个回收粉末滤网(102)，所述回收粉末滤网(102)与粉末收集装置相连，用于收集激光成形过程中多余的粉末及成形完成后将用作支撑的粉末回收...
【专利技术属性】
技术研发人员：俞皓捷，谢海波，杨华勇，丁红钦，王琮瑜，黄侃阳，谢翰斌，张威，孙扬帆，洪昊岑，
申请(专利权)人：浙江大学高端装备研究院，
类型：发明
国别省市：
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