本實(shí)用新型涉及到一種機(jī)械接觸式雙向切換鋪粉系統(tǒng)，適用于基于粉床成形的增材制造裝備中，尤其涉及到激光選區(qū)熔化/燒結(jié)，電子束選區(qū)熔化中的鋪粉結(jié)構(gòu)。

背景技術(shù)：

隨著3D打印技術(shù)的快速發(fā)展，基于粉床形式的3D打印技術(shù)受到越來(lái)越廣泛的關(guān)注，特別是激光選區(qū)熔化SLM(Selective Laser Melting)，激光選區(qū)燒結(jié)SLS(Selective Laser Sintering)，電子束選區(qū)熔化技術(shù)EBM(Electron beam selective melting)等。SLM、SLS、EBM等技術(shù)也得到了廣泛而深入的研究，其成形裝備的改進(jìn)也不斷成熟。相雖然在外觀、內(nèi)部結(jié)構(gòu)以及成型方式上SLM設(shè)備的種類繁多，風(fēng)格多樣，但這些設(shè)備在原理上都是一樣的，均以高能束激光或者電子束為熱源，采用分層掃描和逐層疊加的方式成型零件，加工材料涉及到金屬、高分子等粉末材料。

基于粉床的增材制造設(shè)備通常由控制系統(tǒng)、激光掃描系統(tǒng)、鋪粉機(jī)構(gòu)和成型平臺(tái)等部分組成，其中機(jī)械結(jié)構(gòu)的多樣性很大程度上都體現(xiàn)在了鋪粉機(jī)構(gòu)和成型平臺(tái)這兩個(gè)模塊上面。按照供粉方式的不同，基于粉床成形的增材制造方式可以分為雙缸結(jié)構(gòu)和單缸結(jié)構(gòu)。雙缸結(jié)構(gòu)，通過(guò)簡(jiǎn)單的刮刀將粉末從粉料缸移動(dòng)成形缸中，并鋪平。這件鋪粉方式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但是鋪粉從粉缸到成形缸是工作行程，而從成形缸到粉缸是輔助空行程，這樣每鋪一次粉末，都需要鋪粉裝置從左到右，然后在返回，雙行程完成一次鋪粉。而3D打印層堆積，層厚往往只有幾十微米，成形一個(gè)零件往往要上千層，每一層鋪粉都有一般的空行程，浪費(fèi)了大量的時(shí)間。缸結(jié)構(gòu)往往采用上送粉，鋪粉裝置有載粉功能，粉料進(jìn)入鋪粉裝置，鋪粉裝置雙向都可以實(shí)現(xiàn)供粉，但目前常見(jiàn)的雙向鋪粉裝置往往都是載粉比較多，然后通過(guò)定量裝置決定每一行程供粉量，這加重了鋪粉小車重量，在機(jī)械穩(wěn)定性帶來(lái)不足，同時(shí)加大每一行程的能量消耗。

因此，需要提供一種有效的方式來(lái)克服單缸鋪粉方式的上述難點(diǎn)，從而使設(shè)備的加工效率得到更好的提升。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)與不足，提供一種基于粉床的機(jī)械接觸式雙向切換鋪粉系統(tǒng)，使設(shè)備的加工效率得到更好的提升。

為了達(dá)到上述目的，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：

本實(shí)用新型的一種基于粉床的機(jī)械接觸式雙向切換鋪粉系統(tǒng)，包括成型水平板，所述成型水平板上設(shè)有直線導(dǎo)軌，所述直線導(dǎo)軌上架設(shè)有雙向切換鋪粉主體，所述雙向切換鋪粉主體的左右兩側(cè)設(shè)有直線電機(jī)滑塊，所述雙向切換鋪粉主體包括鋪粉裝置進(jìn)粉口、限位板、接觸回形封口板、鋪粉給料口以及刮板，所述的鋪粉裝置進(jìn)粉口設(shè)置在雙向切換鋪粉主體的上方，鋪粉給料口及刮板設(shè)置在雙向切換鋪粉主體的下方，限位板位于雙向切換鋪粉主體的下方兩側(cè)位置，限位板為長(zhǎng)條口字型，接觸回形封口板沿主體的縱深方向橫跨雙向切換鋪粉主體且在限位板長(zhǎng)條口字型內(nèi)部，在左右限位時(shí)將位于給料口的正下方且可封閉給料口；所述刮板位于接觸回形封口板內(nèi)部位置，在接觸回形封口板限位行程內(nèi)部運(yùn)行過(guò)程中，接觸回形封口板與刮板不會(huì)發(fā)生碰撞；所述成型板的一端上方設(shè)有下粉漏斗；所述成型水平板的左右兩側(cè)均設(shè)有接觸彈性探頭；所述左側(cè)彈性接觸探頭包括左上接觸彈性探頭和左下接觸彈性探頭；所述右側(cè)彈性接觸探頭包括右上接觸彈性探頭和右下接觸彈性探頭；所述雙向切換鋪粉主體的底部左右兩側(cè)分別設(shè)有左側(cè)鋪粉給料口和右側(cè)鋪粉給料口，所述左側(cè)鋪粉給料口和右側(cè)鋪粉給料口分別對(duì)應(yīng)設(shè)置有接觸回形封口右側(cè)板和接觸回形封口左側(cè)板；所述鋪粉裝置進(jìn)粉口包括左側(cè)分粉口和右側(cè)分粉口；工作時(shí)，下粉漏斗下粉一次后，由雙向切換鋪粉主體完成雙行程的給粉。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，在雙向切換鋪粉主體開(kāi)始運(yùn)動(dòng)時(shí)，左上接觸彈性探頭、左下接觸彈性探頭與接觸回形封口板接觸作用力下，接觸回形封口板右移動(dòng)直到限位板右限位點(diǎn)，此時(shí)接觸回形封口板的接觸回形封口左側(cè)板將左側(cè)鋪粉給料口封閉，接觸回形封口板的接觸回形封口左側(cè)板向右移動(dòng)，右側(cè)鋪粉給料口打開(kāi)，粉末經(jīng)過(guò)左側(cè)分粉口落在粉床上，在刮板作用下，粉末被刮平。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，雙向切換鋪粉主體移動(dòng)到右邊行程終點(diǎn)時(shí)，右上接觸彈性探頭、在右上接觸彈性探頭與接觸回形封口板接觸作用力下，接觸回形封口板左移動(dòng)直到限位板左限位點(diǎn)，此時(shí)接觸回形封口板的接觸回形封口右側(cè)板將右側(cè)鋪粉給料口封閉，接觸回形封口板的接觸回形封口右側(cè)板向左移動(dòng)， 左側(cè)鋪粉給料口打開(kāi)，粉末經(jīng)過(guò)右側(cè)分粉口落在粉床上，在刮板作用下，粉末被刮平。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述左側(cè)鋪粉給料口和右側(cè)鋪粉給料口分別對(duì)稱設(shè)置在雙向切換鋪粉主體底部的左右兩側(cè)。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述左側(cè)分粉口和右側(cè)分粉口大小相同且數(shù)量相等，左側(cè)分粉口和右側(cè)分粉口間隔分布，左側(cè)分粉口為口字型沿左斜下方延伸，傾斜角度大于鋪粉系統(tǒng)所載粉料的流動(dòng)角度；右側(cè)分粉口為口字型沿右斜下方延伸，傾斜角度大于鋪粉系統(tǒng)所載粉料的流動(dòng)角度。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述左側(cè)分粉口和右側(cè)分粉口以特定角度向下延伸，且在左側(cè)分粉口、右側(cè)分粉口下方分別設(shè)有錐形板收集落向兩側(cè)的粉末。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述左側(cè)分粉口和右側(cè)分粉口向下延伸的角度大于粉末流動(dòng)接觸角；所述錐形板的錐形角度大于粉末流動(dòng)接觸角。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述雙向切換鋪粉主體的底部設(shè)有凹型刮板負(fù)載件、右側(cè)刮板夾緊塊以及左側(cè)刮板夾緊塊，所述刮板設(shè)置在凹型刮板負(fù)載件內(nèi)，并通過(guò)右側(cè)刮板夾緊塊以及左側(cè)刮板夾緊塊固定。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，右側(cè)刮板夾緊塊以及左側(cè)刮板夾緊塊通過(guò)螺絲預(yù)緊頂力作用將刮板夾緊。

作為優(yōu)選的技術(shù)方案，所述成型水平板上設(shè)有成型區(qū)，所述成型區(qū)的左右兩側(cè)分別設(shè)有左側(cè)分料回收區(qū)和右側(cè)分料回收區(qū)。

本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點(diǎn)和有益效果：

1、本實(shí)用新型的一種基于粉床的機(jī)械接觸式雙向切換鋪粉系統(tǒng)采用簡(jiǎn)單的機(jī)械結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了儲(chǔ)粉，分粉，雙側(cè)分時(shí)給粉功能，采用機(jī)械接觸式回形封板在限位板行程內(nèi)移動(dòng)，在特定的時(shí)序內(nèi)實(shí)現(xiàn)左右給粉的開(kāi)合，實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)確高效率換向鋪粉的功能，免去了附加控制電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)換向的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，并且沒(méi)有降低換向精度和效率，極大減小了設(shè)備的制造成本。

2、本實(shí)用新型的雙向切換鋪粉系統(tǒng)可以減少鋪粉過(guò)程冗余動(dòng)作，提升了鋪粉效率。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型鋪粉系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2是圖1中雙向鋪粉主體的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3是鋪粉裝置回形接觸封閉板的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是鋪粉裝置右側(cè)分粉口下延剖視圖；

圖5(a)-圖5(b)是鋪粉裝置從左往右運(yùn)動(dòng)過(guò)程中回形接觸封閉板的位置示意圖；

圖6(a)-圖6(b)是鋪粉裝置從右往左運(yùn)動(dòng)過(guò)程中回形接觸封閉板的位置示意圖。

附圖標(biāo)號(hào)說(shuō)明：1、下粉漏斗；2、左上接觸彈性探頭；3、直線導(dǎo)軌；4、鋪粉裝置進(jìn)粉口；5、直線電機(jī)滑塊；6、成形水平面板；7、右上接觸彈性探頭；8、成形區(qū)；9、右側(cè)粉料回收區(qū)；10、右下接觸彈性探頭；11、雙向切換鋪粉主體；12、限位板；13、接觸回形封口板；14、左側(cè)粉料回收區(qū)；15、左下接觸彈性探頭；16、左側(cè)分粉口；17、右側(cè)鋪粉給料口；18、接觸回形封口右側(cè)板；19、凹型刮板負(fù)載件；20、右側(cè)刮板夾緊塊；21、刮板；22、左側(cè)刮板夾緊塊；23、左側(cè)鋪粉給料口；24、接觸回形封口左側(cè)板；25、右側(cè)分粉口。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式不限于此。

實(shí)施例

如圖1-圖4所示，本實(shí)施例基于粉床的機(jī)械接觸式雙向切換鋪粉系統(tǒng)，包括成型水平板6，所述成型水平板6上設(shè)有直線導(dǎo)軌3，所述直線導(dǎo)軌3上架設(shè)有雙向切換鋪粉主體11，所述雙向切換鋪粉主體11的左右兩側(cè)設(shè)有直線電機(jī)滑塊5，所述雙向切換鋪粉主體11包括鋪粉裝置進(jìn)粉口4、限位板12、接觸回形封口板13、鋪粉給料口以及刮板21，所述的鋪粉裝置進(jìn)粉口4設(shè)置在雙向切換鋪粉主體11的上方，鋪粉給料口及刮板21設(shè)置在雙向切換鋪粉主體11的下方， 限位板12位于雙向切換鋪粉主體的下方兩側(cè)位置，限位板為長(zhǎng)條口字型，接觸回形封口板13沿主體的縱深方向橫跨雙向切換鋪粉主體11且在限位板12長(zhǎng)條口字型內(nèi)部，在左右限位時(shí)將位于給料口的正下方且可封閉給料口；所述刮板21位于接觸回形封口板13內(nèi)部位置，在接觸回形封口板13限位行程內(nèi)部運(yùn)行過(guò)程中，接觸回形封口板13與刮板21不會(huì)發(fā)生碰撞；所述成型板的一端上方設(shè)有下粉漏斗1；所述成型水平板的左右兩側(cè)均設(shè)有接觸彈性探頭；所述左側(cè)彈性接觸探頭包括左上接觸彈性探頭2和左下接觸彈性探頭15；所述右側(cè)彈性接觸探頭包括右上接觸彈性探頭7和右下接觸彈性探頭10；所述雙向切換鋪粉主體11的底部左右兩側(cè)分別設(shè)有左側(cè)鋪粉給料口23和右側(cè)鋪粉給料口17，所述左側(cè)鋪粉給料口23和右側(cè)鋪粉給料口17分別對(duì)應(yīng)設(shè)置有接觸回形封口右側(cè)板18和接觸回形封口左側(cè)板24；所述鋪粉裝置進(jìn)粉口4包括左側(cè)分粉口16和右側(cè)分粉口25；工作時(shí)，下粉漏斗1下粉一次后，由雙向切換鋪粉主體11完成雙行程的給粉。

如圖5(a)-圖5(b)以及圖6(a)-圖6(b)所示，本實(shí)施例中，基于粉床的機(jī)械接觸式雙向切換鋪粉系統(tǒng)通過(guò)上送粉方式，將定量粉末(兩次鋪粉量)置入下粉漏斗1中，粉末在重力作用下，經(jīng)下粉漏斗置入鋪粉裝置進(jìn)粉口4，在一字排列大小相同，數(shù)量相等左側(cè)分粉口16和右側(cè)分粉口25作用下均勻分到鋪粉裝置的兩側(cè)。在初始位置時(shí)，通過(guò)左上接觸彈性探頭2、左下接觸彈性探頭15與接觸回形封口板13接觸作用力下，接觸回形封口板13右移動(dòng)直到限位板12右限位點(diǎn)，此時(shí)接觸回形封口板13的接觸回形封口左側(cè)板24將左側(cè)鋪粉給料口23封閉，接觸回形封口板13的接觸回形封口左側(cè)板18右移動(dòng)，右側(cè)鋪粉給料口17打開(kāi)，粉末經(jīng)過(guò)左側(cè)分粉口16落在粉床上，在刮板21在直線導(dǎo)軌3和直線電機(jī)滑塊5帶動(dòng)下，從左向右邊移動(dòng)，粉末被刮板刮平。直到鋪粉裝置移動(dòng)到右邊限位點(diǎn)后，右上接觸彈性探頭7、右下接觸彈性探頭10與接觸回形封口板13接觸作用力下，接觸回形封口板13左移動(dòng)直到限位板12左限位點(diǎn)，時(shí)接觸回形封口板13的接觸回形封口右側(cè)板18將右側(cè)鋪粉給料口17封閉，接觸回形封口板13的接觸回形封口右側(cè)板18左移動(dòng)，左側(cè)鋪粉給料口23打開(kāi)，粉末經(jīng)過(guò)右側(cè)分粉口25落在粉床上。而此時(shí)高能束與粉床的粉末作用，將粉末熔化或者燒結(jié)后，成形缸自動(dòng)下降一層，鋪粉裝置在電機(jī)帶動(dòng)下，從右往左邊行駛，刮刀將右側(cè)分粉口25落在粉床上的粉末刮平。直到鋪粉裝置行駛到左邊，左上接觸彈性探頭2、左下接觸彈性探頭15與接觸回形封口板13接觸作用力下， 接觸回形封口板13右移動(dòng)直到限位板12右限位點(diǎn)高能束與粉床的粉末作用，將粉末熔化或者燒結(jié)后，成形缸自動(dòng)下降一層。而此時(shí)重復(fù)剛開(kāi)始動(dòng)作，落粉，完成一個(gè)周期性動(dòng)作。如此反復(fù)完成層堆積成形。

在本實(shí)施例中，為了更好的解決鋪粉的問(wèn)題，所述左側(cè)分粉口16和右側(cè)分粉口25以特定角度向下延伸，且在左側(cè)分粉口16、右側(cè)分粉口25下方分別設(shè)有錐形板收集落向兩側(cè)的粉末。并且所述左側(cè)分粉口16和右側(cè)分粉口25向下延伸的角度大于粉末流動(dòng)接觸角；所述錐形板的錐形角度大于粉末流動(dòng)接觸角。左側(cè)分粉口16和右側(cè)分粉口25間隔分布，左側(cè)分粉口16為口字型沿左斜下方延伸，傾斜角度大于鋪粉系統(tǒng)所載粉料的流動(dòng)角度；右側(cè)分粉口25為口字型沿右斜下方延伸，傾斜角度大于鋪粉系統(tǒng)所載粉料的流動(dòng)角度。

所述雙向切換鋪粉主體11的底部設(shè)有凹型刮板負(fù)載件19、右側(cè)刮板夾緊塊20以及左側(cè)刮板夾緊塊22，所述刮板21設(shè)置在凹型刮板負(fù)載件19內(nèi)，并通過(guò)右側(cè)刮板夾緊塊20以及左側(cè)刮板夾緊塊22固定。本實(shí)施例中，是通過(guò)右側(cè)刮板夾緊塊20以及左側(cè)刮板夾緊塊22通過(guò)螺絲預(yù)緊頂力作用將刮板21夾緊。

所述成型水平板6上設(shè)有成型區(qū)8，所述成型區(qū)8的左右兩側(cè)分別設(shè)有左側(cè)分料回收區(qū)14和右側(cè)分料回收區(qū)9。

上述實(shí)施例為本實(shí)用新型較佳的實(shí)施方式，但本實(shí)用新型的實(shí)施方式并不受上述實(shí)施例的限制，其他的任何未背離本實(shí)用新型的精神實(shí)質(zhì)與原理下所作的改變、修飾、替代、組合、簡(jiǎn)化，均應(yīng)為等效的置換方式，都包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。