一種選擇性激光燒結(jié)sls履帶式上供粉雙向鋪粉裝置的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提出了一種選擇性激光燒結(jié)SLS履帶式上供粉雙向鋪粉裝置，包括供粉缸、裝置支架、送粉履帶、履帶驅(qū)動電機、帶輪、鋪粉滾筒或刮刀、滾筒或刮刀驅(qū)動電機、支架軌道、絲杠、支架驅(qū)動電機以及控制系統(tǒng)；供粉缸固定在裝置支架上，供粉缸出料口下方安裝有送粉履帶，送粉履帶前后安裝有鋪粉滾筒或刮刀，裝置支架安裝在支架導(dǎo)軌上，絲杠安裝在裝置支架的兩側(cè)，兩側(cè)的絲杠由兩臺支架驅(qū)動電機分別同步驅(qū)動裝置支架運動；本發(fā)明改善了選擇性激光燒結(jié)SLS成形鋪粉質(zhì)量，提高了鋪粉效率，實現(xiàn)了同時鋪多種粉末，對選擇性激光燒結(jié)SLS成形技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。
【專利說明】
一種選擇性激光燒結(jié)SLS履帶式上供粉雙向鋪粉裝置
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于3D打印增材制造技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種選擇性激光燒結(jié)SLS履帶式上供粉雙向鋪粉裝置。技術(shù)背景
[0002]隨著社會發(fā)展，汽車、航空航天以及軍事等領(lǐng)域不斷研發(fā)新產(chǎn)品。新產(chǎn)品研發(fā)過程中需要多次改進，如果采用傳統(tǒng)的制造技術(shù)，制造周期長、經(jīng)濟成本高。3D打印快速成形技術(shù)通過逐層成形并疊加的原理，制造復(fù)雜零件，無需模具，特別適合不同特點要求的柔性和個性化制造，具有制造流程短、材料利用率高、成形結(jié)構(gòu)不受復(fù)雜度限制等優(yōu)點。因此，3D打印快速成形技術(shù)對于推進先進制造業(yè)的發(fā)展具有重要意義。
[0003]選擇性激光燒結(jié)SLS技術(shù)屬于3D打印技術(shù)的一種，基本原理為:通過三維CAD軟件設(shè)計出所需零件的三維模型，將模型導(dǎo)入到成形設(shè)備。開始燒結(jié)成形時，工作缸先下降一個層厚的高度，同時供粉缸上升一個層厚的高度。成形粉通過鋪粉滾筒或刮刀水平鋪滿工作缸。計算機控制激光器以初始設(shè)定好的激光功率和掃描速度在鋪好的粉末層上進行選區(qū)激光燒結(jié)。當(dāng)一層成形面燒結(jié)完成后，繼續(xù)重復(fù)上述過程，燒結(jié)切片層不停疊加，直到得到三維實體零件。選擇性激光燒結(jié)(SLS)成形時供粉方式和鋪粉方式對零件成形有較大影響，目前供粉方式和鋪粉方式仍存在以下問題:①供粉方式，供粉方式主要有上供粉和下供粉兩種。下供粉比較成熟，應(yīng)用較多，但是下供粉裝置結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本高，如果零件較大時，需要打開成形腔添加粉末，不僅耗時，而且容易造成粉末污染。②鋪粉方式，常用的鋪粉方式為單程鋪粉，完成一次鋪粉，鋪粉刮刀或鋪粉滾筒需要來回運動，產(chǎn)生一次空程，浪費時間，效率較低。③無法同時鋪不同種類的粉末，在鋪粉過程中只能鋪同一種粉末，難以制備由不同粉末燒結(jié)成形的零件。
【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明提出了一種選擇性激光燒結(jié)SLS履帶式上供粉雙向鋪粉裝置，該裝置能夠改善選擇性激光燒結(jié)SLS成形的鋪粉質(zhì)量，提高鋪粉效率，而且能夠同時鋪多種粉末。
[0005]本發(fā)明為了實現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是:一種選擇性激光燒結(jié)SLS履帶式上供粉雙向鋪粉裝置，其特征在于:包括供粉缸、裝置支架、送粉履帶、履帶驅(qū)動電機、帶輪、鋪粉滾筒或刮刀、滾筒或刮刀驅(qū)動電機、支架軌道、絲杠、支架驅(qū)動電機以及控制系統(tǒng);所述供粉缸通過供粉缸固定螺栓固定在裝置支架上，供粉缸下端出料口處安裝有閥門，供粉缸出料口下方安裝有送粉履帶， 送粉履帶安裝在帶輪上由履帶驅(qū)動電機驅(qū)動，所述履帶驅(qū)動電機可以正反旋轉(zhuǎn)，送粉履帶的帶輪旋轉(zhuǎn)方向與裝置支架的運動方向保持一致;送粉履帶前后安裝有鋪粉滾筒或刮刀， 由滾筒或刮刀驅(qū)動電機帶動對送粉履帶輸送到成形缸的粉末進行鋪粉，所述裝置支架安裝在支架導(dǎo)軌上，所述絲杠安裝在裝置支架的兩側(cè)，絲杠與裝置支架通過絲杠螺母連接，絲杠與支架驅(qū)動電機通過連接器連接，兩側(cè)的絲杠由兩臺支架驅(qū)動電機分別同步驅(qū)動裝置支架運動;所述控制系統(tǒng)連接履帶驅(qū)動電機、滾筒或刮刀驅(qū)動電機、支架驅(qū)動電機以及供粉缸的閥門。
[0006]所述供粉缸可以同時安裝兩個以上。
[0007]所述供粉缸的上截面為矩形，下截面為等腰梯形，梯形銳角為20-60°;所述供粉缸材料為輕質(zhì)鋁合金;供粉缸內(nèi)部進行陶瓷鍍層。
[0008]所述送粉履帶材質(zhì)采用高溫橡膠或薄鋼帶，送粉履帶外表面與供粉缸出料口相切，送粉履帶外表面有半圓形、梯形或三角形的凹槽，送粉履帶與帶輪接觸的內(nèi)表面為平整表面。
[0009]本發(fā)明的有益效果為:①采用上供粉方式，結(jié)構(gòu)簡單，能夠連續(xù)供粉。
[0010]②鋪粉滾筒或刮刀實現(xiàn)了往復(fù)循環(huán)鋪粉，無空行程，提高了鋪粉效率與鋪粉質(zhì)量。
[0011]③可以同時鋪不同種類的成形粉末，能夠制備階梯材料或者由不同粉末燒結(jié)成形的零件。
[0012]該裝置改善了選擇性激光燒結(jié)SLS成形時鋪粉質(zhì)量，提高了鋪粉效率，實現(xiàn)了同時鋪多種粉末，對SLS成形技術(shù)的發(fā)展具有重要意義。【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明的內(nèi)部結(jié)構(gòu)剖視圖；圖中:1、供粉缸;2、裝置支架;3、送粉履帶;4、履帶驅(qū)動電機;5、帶輪;6、鋪粉滾筒或刮刀;7、滾筒或刮刀驅(qū)動電機;8、支架軌道;9、絲杠；10、支架驅(qū)動電機;11、控制系統(tǒng)；12、供粉缸固定螺栓;13、閥門；14、絲杠螺母;15、連接器。【具體實施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進一步說明:一種選擇性激光燒結(jié)SLS履帶式上供粉雙向鋪粉裝置，如圖1和圖2所示，包括供粉缸1、 裝置支架2、送粉履帶3、履帶驅(qū)動電機4、帶輪5、鋪粉滾筒或刮刀6、滾筒或刮刀驅(qū)動電機7、 支架軌道8、絲杠9、支架驅(qū)動電機10以及控制系統(tǒng)11;供粉缸1通過供粉缸固定螺栓12固定在裝置支架2上，供粉缸1下端出料口處安裝有閥門13,用于開啟或關(guān)閉供粉缸1的出料口，也可以調(diào)節(jié)成形粉末流量;供粉缸1出料口下方安裝有送粉履帶3,送粉履帶3安裝在帶輪5上由履帶驅(qū)動電機4驅(qū)動，所述履帶驅(qū)動電機4可以正反旋轉(zhuǎn)，從而驅(qū)動送粉履帶3可以雙向運動，為了實現(xiàn)雙向供粉、鋪粉，送粉履帶3的帶輪5 旋轉(zhuǎn)方向與裝置支架2的運動方向保持一致;送粉履帶3前后安裝有鋪粉滾筒或刮刀6,由滾筒或刮刀驅(qū)動電機7帶動對送粉履帶3輸送到成形缸的粉末進行鋪粉，所述裝置支架2安裝在支架導(dǎo)軌8上，所述絲杠9安裝在裝置支架2的兩側(cè)，絲杠9與裝置支架2通過絲杠螺母14連接，絲杠9與支架驅(qū)動電機10通過連接器15連接，兩側(cè)的絲杠9由兩臺支架驅(qū)動電機10分別同步驅(qū)動絲杠9旋轉(zhuǎn)帶動裝置支架2在支架導(dǎo)軌8上運動;所述控制系統(tǒng)11連接履帶驅(qū)動電機4、滾筒或刮刀驅(qū)動電機7、支架驅(qū)動電機10以及供粉缸的閥門13,以控制本裝置的正常工作；所述供粉缸1的上截面為矩形，下截面為等腰梯形，梯形銳角為20-60°;供粉缸1的材料采用輕質(zhì)鋁合金，使得該裝置輕量化，供粉缸1內(nèi)部進行陶瓷鍍層，防止成形粉末在其壁面粘結(jié)，使粉末沿壁面順暢向下流動，保證供粉質(zhì)量;根據(jù)實際供粉需要，可以同時并排安裝兩個或兩個以上的供粉缸1，以盛放并供應(yīng)不同種類的成形粉末；所述送粉履帶3材質(zhì)采用高溫橡膠或薄鋼帶，送粉履帶3外表面與供粉缸1出料口相切， 送粉履帶3外表面有半圓形、梯形或三角形的凹槽，便于盛放粉末，送粉履帶3與帶輪5接觸的內(nèi)表面為平整表面。
[0015]本裝置的供粉和鋪粉過程為:供粉缸1出料口閥門13在控制系統(tǒng)11的控制下開啟后，履帶驅(qū)動電機4、滾筒或刮刀驅(qū)動電機7、支架驅(qū)動電機10也在控制系統(tǒng)11的控制下啟動，成形粉末落到運動的送粉履帶3上，送粉履帶3將成形粉末運送到成形缸內(nèi)，隨后鋪粉滾筒或刮刀6對成形粉末進行鋪平，當(dāng)需要鋪不同種類的粉末時，開啟不同供粉缸1出料口的閥門13，使該供粉缸1內(nèi)的粉末落到送粉履帶3上，并被送到成型缸內(nèi)，隨后鋪粉滾筒或刮刀 6對其鋪平。[〇〇16]最后說明的是，以上實施例僅用以說明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員對本發(fā)明的技術(shù)方案所做的其他修改或者等同替換，只要不脫離本發(fā)明技術(shù)方案的精神和范圍，均應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
【主權(quán)項】
1.一種選擇性激光燒結(jié)SLS履帶式上供粉雙向鋪粉裝置，其特征在于:包括供粉缸、裝置支架、送粉履帶、履帶驅(qū)動電機、帶輪、鋪粉滾筒或刮刀、滾筒或刮刀 驅(qū)動電機、支架軌道、絲杠、支架驅(qū)動電機以及控制系統(tǒng);所述供粉缸通過供粉缸固定螺栓 固定在裝置支架上，供粉缸下端出料口處安裝有閥門，供粉缸出料口下方安裝有送粉履帶， 送粉履帶安裝在帶輪上由履帶驅(qū)動電機驅(qū)動，所述履帶驅(qū)動電機可以正反旋轉(zhuǎn)，送粉履帶 的帶輪旋轉(zhuǎn)方向與裝置支架的運動方向保持一致;送粉履帶前后安裝有鋪粉滾筒或刮刀， 由滾筒或刮刀驅(qū)動電機帶動對送粉履帶輸送到成形缸的粉末進行鋪粉，所述裝置支架安裝 在導(dǎo)軌上，所述絲杠安裝在裝置支架的兩側(cè)，絲杠與裝置支架通過絲杠螺母連接，絲杠與支 架驅(qū)動電機通過連接器連接，兩側(cè)的絲杠由兩臺支架驅(qū)動電機分別同步驅(qū)動裝置支架運 動;所述控制系統(tǒng)連接履帶驅(qū)動電機、滾筒或刮刀驅(qū)動電機、支架驅(qū)動電機以及供粉缸的閥 門。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種選擇性激光燒結(jié)SLS履帶式上供粉雙向鋪粉裝置，其特征 在于:所述供粉缸可以同時安裝兩個以上。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種選擇性激光燒結(jié)SLS履帶式上供粉雙向鋪粉裝置，其特征 在于:所述供粉缸的上截面為矩形，下截面為等腰梯形，梯形銳角為20-60° ;所述供粉缸材 料為輕質(zhì)鋁合金;供粉缸內(nèi)部進行陶瓷鍍層。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種選擇性激光燒結(jié)SLS履帶式上供粉雙向鋪粉裝置，其特征 在于:所述送粉履帶材質(zhì)采用高溫橡膠或薄鋼帶，送粉履帶外表面與供粉缸出料口相切，送 粉履帶外表面有半圓形、梯形或三角形的凹槽，送粉履帶與帶輪接觸的內(nèi)表面為平整表面。
【文檔編號】B29C67/00GK106001564SQ201610484148
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年6月28日
【發(fā)明人】白培康, 趙占勇, 王建宏, 李玉新, 劉斌, 劉增祿
【申請人】中北大學(xué)