一種增材制造鋪粉系統(tǒng)及帶有該鋪粉系統(tǒng)的增材制造設(shè)備的制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種增材制造鋪粉系統(tǒng)，包括鋪粉刮刀、刀架、鋪粉傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，在成形平臺(tái)垂直于鋪粉方向的一側(cè)設(shè)置有一繞行機(jī)構(gòu)，該繞行機(jī)構(gòu)使得鋪粉刮刀鋪粉結(jié)束后繞過成形平臺(tái)區(qū)域，返回至鋪粉起始點(diǎn)。本實(shí)用新型的鋪粉系統(tǒng)可有效避免鋪粉刮刀在成形平臺(tái)一側(cè)的無效等待，提高了成形效率。
【專利說明】
一種増材制造鋪粉系統(tǒng)及帶有該鋪粉系統(tǒng)的増材制造設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于增材制造設(shè)備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種增材制造鋪粉系統(tǒng)，還涉及帶有該鋪粉系統(tǒng)的增材制造設(shè)備?！颈尘凹夹g(shù)】
[0002]增材制造技術(shù)是基于三維CAD模型數(shù)據(jù)，通過增加材料逐層制造的方式。其是以計(jì)算機(jī)三維設(shè)計(jì)模型為藍(lán)本，通過軟件分層離散和數(shù)控成形系統(tǒng)，利用高能束將材料進(jìn)行逐層堆積，最終疊加成形，制造出實(shí)體產(chǎn)品。
[0003]增材制造的工藝方法有很多種，主要分為基于送粉方式和鋪粉方式的制造方法。 基于鋪粉方式的制造方法包括選擇性激光熔化成形(SLM)方法，其加工過程為:先在計(jì)算機(jī)上設(shè)計(jì)出零件的三維實(shí)體模型，然后通過切分軟件對(duì)該三維模型進(jìn)行切片分層，得到各截面的輪廓數(shù)據(jù)，將這些數(shù)據(jù)導(dǎo)入增材制造設(shè)備，鋪粉裝置按照預(yù)定粉末層厚度在成形平臺(tái)表面鋪設(shè)一層粉末，設(shè)備按照輪廓數(shù)據(jù)控制高能束選擇性地熔化各層粉末材料，逐步堆疊成三維零件。
[0004]目前，現(xiàn)有的選擇性激光熔化成形設(shè)備的鋪粉裝置多為單向鋪粉裝置，即:鋪粉裝置從成形平臺(tái)的一側(cè)運(yùn)動(dòng)至另一側(cè)，完成成形平臺(tái)表面第一層粉末的鋪設(shè)，之后鋪粉裝置停留在成形平臺(tái)的該側(cè)，等待激光束對(duì)該層粉末進(jìn)行掃描成形，當(dāng)激光束完成該層粉末的掃描成形后，鋪粉裝置再從成形平臺(tái)的該側(cè)返回至起始側(cè)準(zhǔn)備開始第二層粉末的鋪設(shè)。在這一過程中，由于激光束在進(jìn)行粉末層掃描成形時(shí)，鋪粉裝置處于等待狀態(tài)，并且，鋪粉裝置在返回過程中不執(zhí)行鋪粉，僅起到回程的作用，當(dāng)成形零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜或成形零件單層截面非常大時(shí)，這種單向鋪粉裝置極大地增加了產(chǎn)品的成形時(shí)間，降低了設(shè)備的成形效率，進(jìn)而增加了產(chǎn)品的制造成本?！緦?shí)用新型內(nèi)容】
[0005]本實(shí)用新型的目的是提供一種增材制造鋪粉系統(tǒng)，解決了現(xiàn)有單向鋪粉系統(tǒng)在成形復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件或單層截面較大的零件時(shí)，等待時(shí)間長，成形效率低，制造成本高的問題。
[0006]本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是，一種增材制造鋪粉系統(tǒng)，包括鋪粉刮刀、刀架、 鋪粉傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，在成形平臺(tái)垂直于鋪粉方向的一側(cè)設(shè)置有一繞行機(jī)構(gòu)，該繞行機(jī)構(gòu)使得鋪粉刮刀鋪粉結(jié)束后，沿遠(yuǎn)離成形平臺(tái)方向運(yùn)動(dòng)，繞過成形平臺(tái)區(qū)域后，返回至鋪粉起始點(diǎn)。
[0007]本實(shí)用新型鋪粉系統(tǒng)的特點(diǎn)還在于:
[0008]繞行機(jī)構(gòu)的一種結(jié)構(gòu)為，包括一組導(dǎo)軌，該組導(dǎo)軌沿垂直于鋪粉方向設(shè)置于鋪粉傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的兩端，鋪粉傳動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠沿該組導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)。
[0009]繞行機(jī)構(gòu)的第二種結(jié)構(gòu)為，包括滑塊及帶有卡槽的轉(zhuǎn)軸，轉(zhuǎn)軸平行于鋪粉方向設(shè)置，且其長度大于鋪粉傳動(dòng)機(jī)構(gòu);刀架一端通過滑塊與轉(zhuǎn)軸卡槽相配合，通過轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)刀架、鋪粉刮刀在豎直方向旋轉(zhuǎn)。
[0010]繞行機(jī)構(gòu)的第三種結(jié)構(gòu)為，包括一組導(dǎo)軌，該組導(dǎo)軌與鋪粉傳動(dòng)機(jī)構(gòu)形成環(huán)形結(jié)構(gòu)，鋪粉刮刀可沿該組導(dǎo)軌和鋪粉傳動(dòng)機(jī)構(gòu)做環(huán)繞運(yùn)動(dòng)。
[0011]上述鋪粉傳動(dòng)機(jī)構(gòu)可以為絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)或齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)中。
[0012]本實(shí)用新型的目的是提供一種帶有上述鋪粉系統(tǒng)的增材制造設(shè)備，解決了現(xiàn)有增材制造設(shè)備成形效率低的問題。
[0013]本實(shí)用新型還提供了帶有上述任一項(xiàng)增材制造鋪粉系統(tǒng)的增材制造設(shè)備。
[0014]本實(shí)用新型的有益效果是，本實(shí)用新型的鋪粉系統(tǒng)通過采用繞行的方式，有效避免了鋪粉刮刀在成形平臺(tái)一側(cè)的無效等待，并且利用激光束進(jìn)行粉末層掃描成形的時(shí)機(jī)， 返回至鋪粉起始點(diǎn)，準(zhǔn)備下一層粉末的鋪設(shè)。利用這種鋪粉系統(tǒng)鋪粉，在保證零件成形質(zhì)量不受影響的前提下，縮短了零件單層的成形時(shí)間，提高了零件的成形效率。尤其當(dāng)零件沿成形方向的高度較高時(shí)，該實(shí)用新型的優(yōu)勢(shì)將會(huì)更加突出。【附圖說明】
[0015]圖1是本實(shí)用新型增材制造鋪粉系統(tǒng)的第一種實(shí)施例的俯視圖；
[0016]圖2是本實(shí)用新型增材制造鋪粉系統(tǒng)的第二種實(shí)施例的俯視圖；
[0017]圖3是本實(shí)用新型增材制造鋪粉系統(tǒng)的第二種實(shí)施例的左視圖；
[0018]圖4是本實(shí)用新型增材制造鋪粉系統(tǒng)的第三種實(shí)施例的俯視圖。
[0019]圖中，1.鋪粉刮刀，2.刀架，3.鋪粉傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，4.導(dǎo)軌，5.成形平臺(tái)，6.轉(zhuǎn)軸。【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但本實(shí)用新型并不限于這些實(shí)施方式。
[0021]本實(shí)用新型的鋪粉系統(tǒng)在成形平臺(tái)垂直于鋪粉方向的一側(cè)設(shè)置一繞行機(jī)構(gòu)，使得鋪粉刮刀鋪粉結(jié)束后，沿遠(yuǎn)離成形平臺(tái)方向運(yùn)動(dòng)，繞過成形平臺(tái)區(qū)域后，返回至鋪粉起始點(diǎn)，避免鋪粉刮刀在成形平臺(tái)一側(cè)的無效等待。[〇〇22]鋪粉系統(tǒng)的一種結(jié)構(gòu)如圖1所示，包括鋪粉刮刀1、刀架2、鋪粉傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3和繞行機(jī)構(gòu)，繞行機(jī)構(gòu)為兩個(gè)導(dǎo)軌4，兩個(gè)導(dǎo)軌4沿垂直于鋪粉方向設(shè)置于鋪粉傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3的兩端。鋪粉傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3能夠沿導(dǎo)軌4向靠近或遠(yuǎn)離成形平臺(tái)方向運(yùn)動(dòng)。為了防止鋪粉刮刀1向回程方向運(yùn)動(dòng)時(shí)干擾到成形工作，導(dǎo)軌4的長度需大于等于鋪粉刮刀1的長度。采用該結(jié)構(gòu)的鋪粉系統(tǒng)進(jìn)行鋪粉時(shí)，鋪粉刮刀1在鋪粉傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3的驅(qū)動(dòng)下，從成形平臺(tái)一側(cè)向另一側(cè)運(yùn)動(dòng)(圖 1中向右運(yùn)動(dòng))，進(jìn)行粉末層鋪設(shè)。完成一層粉末鋪設(shè)后，鋪粉傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3及鋪粉刮刀1沿導(dǎo)軌 4向遠(yuǎn)離成形平臺(tái)方向運(yùn)動(dòng)(圖1中向上運(yùn)動(dòng))，直至運(yùn)行到導(dǎo)軌4端部;然后，鋪粉刮刀1在鋪粉傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3的驅(qū)動(dòng)下，向鋪粉刮刀回程方向運(yùn)動(dòng)(圖1中向左運(yùn)動(dòng))，直至繞過成形平臺(tái)區(qū)域;其次，鋪粉傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3沿導(dǎo)軌4向靠近成形平臺(tái)方向運(yùn)動(dòng)(圖1中向下運(yùn)動(dòng))，直至鋪粉刮刀1回到鋪粉起始點(diǎn)，準(zhǔn)備下一層粉末的鋪設(shè)。與此同時(shí)，激光束對(duì)成形平臺(tái)5上的粉末層進(jìn)行掃描成形。待成形平臺(tái)5上的粉末層掃描成形結(jié)束后，繼續(xù)下一層鋪粉。[〇〇23]鋪粉系統(tǒng)的另一種結(jié)構(gòu)如圖2所示，包括鋪粉刮刀1、刀架2、鋪粉傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3和繞行機(jī)構(gòu)，繞行機(jī)構(gòu)由滑塊及帶有卡槽的轉(zhuǎn)軸6組成，轉(zhuǎn)軸6的軸向與鋪粉方向平行，且轉(zhuǎn)軸的長度大于鋪粉傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的長度，轉(zhuǎn)軸6與電機(jī)輸出軸固定。刀架2—端通過滑塊與轉(zhuǎn)軸6的卡槽相配合，通過轉(zhuǎn)軸6的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)鋪粉刮刀1、刀架2在成形平面上方沿豎直方向上下旋轉(zhuǎn)，如圖3所示。采用該結(jié)構(gòu)的鋪粉系統(tǒng)進(jìn)行鋪粉時(shí)，鋪粉刮刀1在鋪粉傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3的驅(qū)動(dòng)下，從成形平臺(tái)一側(cè)向另一側(cè)運(yùn)動(dòng)(圖2中向右運(yùn)動(dòng))，進(jìn)行粉末層鋪設(shè)。完成一層粉末鋪設(shè)后，鋪粉刮刀繼續(xù)沿鋪粉傳動(dòng)機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，直至鋪粉刮刀與鋪粉傳動(dòng)機(jī)構(gòu)脫離，接著，如圖3所示，轉(zhuǎn)軸 6轉(zhuǎn)動(dòng)，使鋪粉刮刀1、刀架2整體豎直向上轉(zhuǎn)動(dòng)90度，鋪粉刮刀1抬起;然后，鋪粉刮刀1、刀架 2在滑塊的帶動(dòng)下，沿轉(zhuǎn)軸卡槽向鋪粉刮刀回程方向運(yùn)動(dòng)，直至繞過成形平臺(tái)區(qū)域;其次，轉(zhuǎn)軸6反轉(zhuǎn)，使鋪粉刮刀1、刀架2豎直向下轉(zhuǎn)動(dòng)90度，使鋪粉刮刀1回落，之后鋪粉傳動(dòng)機(jī)構(gòu)向鋪粉刮刀方向進(jìn)給，使鋪粉刮刀與鋪粉傳動(dòng)機(jī)構(gòu)結(jié)合，準(zhǔn)備下一層粉末的鋪設(shè);與此同時(shí)， 激光束對(duì)成形平臺(tái)5上的粉末層進(jìn)行掃描成形。待成形平臺(tái)5上的粉末層掃描成形結(jié)束后， 繼續(xù)下一層鋪粉。
[0024]鋪粉系統(tǒng)的第三種結(jié)構(gòu)如圖4所示，包括鋪粉刮刀1、刀架2、鋪粉傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3和繞行機(jī)構(gòu)，繞行機(jī)構(gòu)包括三個(gè)導(dǎo)軌4,三個(gè)導(dǎo)軌4與鋪粉傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3形成環(huán)形結(jié)構(gòu)，鋪粉刮刀1可沿三個(gè)導(dǎo)軌4和鋪粉傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3做環(huán)繞運(yùn)動(dòng)。采用該結(jié)構(gòu)的鋪粉系統(tǒng)進(jìn)行鋪粉時(shí)，鋪粉刮刀1在鋪粉傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3的驅(qū)動(dòng)下，從成形平臺(tái)一側(cè)向另一側(cè)運(yùn)動(dòng)(圖4中向右運(yùn)動(dòng))，進(jìn)行粉末層鋪設(shè)。完成一層粉末鋪設(shè)后，鋪粉刮刀1離開鋪粉傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3,進(jìn)入第一導(dǎo)軌，并沿第一導(dǎo)軌向遠(yuǎn)離成形平臺(tái)方向運(yùn)動(dòng)(圖4中向上運(yùn)動(dòng))，直至運(yùn)動(dòng)到該導(dǎo)軌的最遠(yuǎn)處，接著沿第二導(dǎo)軌向鋪粉回程方向運(yùn)動(dòng)(圖4中向左運(yùn)動(dòng))，直至繞過成形平臺(tái)區(qū)域，之后沿第三導(dǎo)軌向靠近成形平臺(tái)方向運(yùn)動(dòng)(圖4中向下運(yùn)動(dòng))，直至到達(dá)鋪粉起始點(diǎn)，回到鋪粉傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3上，準(zhǔn)備下一層粉末的鋪設(shè)。待成形平臺(tái)5上的粉末層掃描成形結(jié)束后，繼續(xù)下一層鋪粉。
[0025]本實(shí)用新型中的鋪粉傳動(dòng)機(jī)構(gòu)3可以為絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)或齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)。
[0026]本實(shí)用新型鋪粉系統(tǒng)通過采用繞行的方式，有效避免了鋪粉刮刀在成形平臺(tái)一側(cè)的無效等待，并且利用激光束進(jìn)行粉末層掃描成形的時(shí)機(jī)，返回至鋪粉起始點(diǎn)，準(zhǔn)備下一層粉末的鋪設(shè)。采用帶有該鋪粉系統(tǒng)的增材制造設(shè)備進(jìn)行零件成形，在保證零件成形質(zhì)量不受影響的前提下，縮短了零件單層的成形時(shí)間，提高了零件的成形效率。尤其當(dāng)零件沿成形方向的高度較高時(shí)，或零件結(jié)構(gòu)復(fù)雜時(shí)，或零件單層截面較大時(shí)，本實(shí)用新型的優(yōu)勢(shì)將會(huì)更加突出。
[0027]本實(shí)用新型以上描述只是部分實(shí)施例，但是本實(shí)用新型并不局限于上述的【具體實(shí)施方式】。上述的【具體實(shí)施方式】是示意性的，并不是限制性的。凡是采用本實(shí)用新型的材料和方法，在不脫離本實(shí)用新型宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，所有具體拓展均屬本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種增材制造鋪粉系統(tǒng)，包括鋪粉刮刀、刀架、鋪粉傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，其特征在于，在成形平 臺(tái)垂直于鋪粉方向的一側(cè)設(shè)置有一繞行機(jī)構(gòu)，繞行機(jī)構(gòu)使得所述鋪粉刮刀在鋪粉結(jié)束后， 繞過成形平臺(tái)區(qū)域，返回至鋪粉起始點(diǎn)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增材制造鋪粉系統(tǒng)，其特征在于，所述繞行機(jī)構(gòu)包括一組導(dǎo) 軌，該組導(dǎo)軌沿垂直于鋪粉方向設(shè)置于所述鋪粉傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的兩端，所述鋪粉傳動(dòng)機(jī)構(gòu)能夠 沿該組導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增材制造鋪粉系統(tǒng)，其特征在于，所述繞行機(jī)構(gòu)包括滑塊及帶 有卡槽的轉(zhuǎn)軸，所述轉(zhuǎn)軸平行于鋪粉方向設(shè)置，且其長度大于所述鋪粉傳動(dòng)機(jī)構(gòu);所述刀架 一端通過滑塊與轉(zhuǎn)軸卡槽相配合，通過轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)所述鋪粉刮刀和刀架在豎直方向旋轉(zhuǎn)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的增材制造鋪粉系統(tǒng)，其特征在于，所述繞行機(jī)構(gòu)包括一組導(dǎo) 軌，該組導(dǎo)軌與所述鋪粉傳動(dòng)機(jī)構(gòu)形成環(huán)形結(jié)構(gòu)，所述鋪粉刮刀可沿該組導(dǎo)軌和所述鋪粉 傳動(dòng)機(jī)構(gòu)做環(huán)繞運(yùn)動(dòng)。5.根據(jù)權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)所述的增材制造鋪粉系統(tǒng)，其特征在于，所述鋪粉傳動(dòng)機(jī) 構(gòu)為絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)或齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)。6.—種帶有如權(quán)利要求1-4中任一項(xiàng)增材制造鋪粉系統(tǒng)的增材制造設(shè)備。
【文檔編號(hào)】B22F3/105GK205587659SQ201620407521
【公開日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年5月6日
【發(fā)明人】楊東輝, 鹿洋
【申請(qǐng)人】西安鉑力特激光成形技術(shù)有限公司