一种增材制造铺粉系统及带有该铺粉系统的增材制造设备的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种增材制造铺粉系统，包括铺粉刮刀、刀架、铺粉传动机构，在成形平台垂直于铺粉方向的一侧设置有一绕行机构，该绕行机构使得铺粉刮刀铺粉结束后绕过成形平台区域，返回至铺粉起始点。本实用新型的铺粉系统可有效避免铺粉刮刀在成形平台一侧的无效等待，提高了成形效率。
【专利说明】
一种増材制造铺粉系统及带有该铺粉系统的増材制造设备
技术领域
[0001]本实用新型属于增材制造设备技术领域，具体涉及一种增材制造铺粉系统，还涉及带有该铺粉系统的增材制造设备。【背景技术】
[0002]增材制造技术是基于三维CAD模型数据，通过增加材料逐层制造的方式。其是以计算机三维设计模型为蓝本，通过软件分层离散和数控成形系统，利用高能束将材料进行逐层堆积，最终叠加成形，制造出实体产品。
[0003]增材制造的工艺方法有很多种，主要分为基于送粉方式和铺粉方式的制造方法。 基于铺粉方式的制造方法包括选择性激光熔化成形(SLM)方法，其加工过程为:先在计算机上设计出零件的三维实体模型，然后通过切分软件对该三维模型进行切片分层，得到各截面的轮廓数据，将这些数据导入增材制造设备，铺粉装置按照预定粉末层厚度在成形平台表面铺设一层粉末，设备按照轮廓数据控制高能束选择性地熔化各层粉末材料，逐步堆叠成三维零件。
[0004]目前，现有的选择性激光熔化成形设备的铺粉装置多为单向铺粉装置，即:铺粉装置从成形平台的一侧运动至另一侧，完成成形平台表面第一层粉末的铺设，之后铺粉装置停留在成形平台的该侧，等待激光束对该层粉末进行扫描成形，当激光束完成该层粉末的扫描成形后，铺粉装置再从成形平台的该侧返回至起始侧准备开始第二层粉末的铺设。在这一过程中，由于激光束在进行粉末层扫描成形时，铺粉装置处于等待状态，并且，铺粉装置在返回过程中不执行铺粉，仅起到回程的作用，当成形零件结构复杂或成形零件单层截面非常大时，这种单向铺粉装置极大地增加了产品的成形时间，降低了设备的成形效率，进而增加了产品的制造成本。【实用新型内容】
[0005]本实用新型的目的是提供一种增材制造铺粉系统，解决了现有单向铺粉系统在成形复杂结构零件或单层截面较大的零件时，等待时间长，成形效率低，制造成本高的问题。
[0006]本实用新型所采用的技术方案是，一种增材制造铺粉系统，包括铺粉刮刀、刀架、 铺粉传动机构，其特征在于，在成形平台垂直于铺粉方向的一侧设置有一绕行机构，该绕行机构使得铺粉刮刀铺粉结束后，沿远离成形平台方向运动，绕过成形平台区域后，返回至铺粉起始点。
[0007]本实用新型铺粉系统的特点还在于:
[0008]绕行机构的一种结构为，包括一组导轨，该组导轨沿垂直于铺粉方向设置于铺粉传动机构的两端，铺粉传动机构能够沿该组导轨运动。
[0009]绕行机构的第二种结构为，包括滑块及带有卡槽的转轴，转轴平行于铺粉方向设置，且其长度大于铺粉传动机构;刀架一端通过滑块与转轴卡槽相配合，通过转轴的转动带动刀架、铺粉刮刀在竖直方向旋转。
[0010]绕行机构的第三种结构为，包括一组导轨，该组导轨与铺粉传动机构形成环形结构，铺粉刮刀可沿该组导轨和铺粉传动机构做环绕运动。
[0011]上述铺粉传动机构可以为丝杠传动系统或齿轮传动系统中。
[0012]本实用新型的目的是提供一种带有上述铺粉系统的增材制造设备，解决了现有增材制造设备成形效率低的问题。
[0013]本实用新型还提供了带有上述任一项增材制造铺粉系统的增材制造设备。
[0014]本实用新型的有益效果是，本实用新型的铺粉系统通过采用绕行的方式，有效避免了铺粉刮刀在成形平台一侧的无效等待，并且利用激光束进行粉末层扫描成形的时机， 返回至铺粉起始点，准备下一层粉末的铺设。利用这种铺粉系统铺粉，在保证零件成形质量不受影响的前提下，缩短了零件单层的成形时间，提高了零件的成形效率。尤其当零件沿成形方向的高度较高时，该实用新型的优势将会更加突出。【附图说明】
[0015]图1是本实用新型增材制造铺粉系统的第一种实施例的俯视图；
[0016]图2是本实用新型增材制造铺粉系统的第二种实施例的俯视图；
[0017]图3是本实用新型增材制造铺粉系统的第二种实施例的左视图；
[0018]图4是本实用新型增材制造铺粉系统的第三种实施例的俯视图。
[0019]图中，1.铺粉刮刀，2.刀架，3.铺粉传动机构，4.导轨，5.成形平台，6.转轴。【具体实施方式】
[0020]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型作进一步的详细说明，但本实用新型并不限于这些实施方式。
[0021]本实用新型的铺粉系统在成形平台垂直于铺粉方向的一侧设置一绕行机构，使得铺粉刮刀铺粉结束后，沿远离成形平台方向运动，绕过成形平台区域后，返回至铺粉起始点，避免铺粉刮刀在成形平台一侧的无效等待。[〇〇22]铺粉系统的一种结构如图1所示，包括铺粉刮刀1、刀架2、铺粉传动机构3和绕行机构，绕行机构为两个导轨4，两个导轨4沿垂直于铺粉方向设置于铺粉传动机构3的两端。铺粉传动机构3能够沿导轨4向靠近或远离成形平台方向运动。为了防止铺粉刮刀1向回程方向运动时干扰到成形工作，导轨4的长度需大于等于铺粉刮刀1的长度。采用该结构的铺粉系统进行铺粉时，铺粉刮刀1在铺粉传动机构3的驱动下，从成形平台一侧向另一侧运动(图 1中向右运动)，进行粉末层铺设。完成一层粉末铺设后，铺粉传动机构3及铺粉刮刀1沿导轨 4向远离成形平台方向运动(图1中向上运动)，直至运行到导轨4端部;然后，铺粉刮刀1在铺粉传动机构3的驱动下，向铺粉刮刀回程方向运动(图1中向左运动)，直至绕过成形平台区域;其次，铺粉传动机构3沿导轨4向靠近成形平台方向运动(图1中向下运动)，直至铺粉刮刀1回到铺粉起始点，准备下一层粉末的铺设。与此同时，激光束对成形平台5上的粉末层进行扫描成形。待成形平台5上的粉末层扫描成形结束后，继续下一层铺粉。[〇〇23]铺粉系统的另一种结构如图2所示，包括铺粉刮刀1、刀架2、铺粉传动机构3和绕行机构，绕行机构由滑块及带有卡槽的转轴6组成，转轴6的轴向与铺粉方向平行，且转轴的长度大于铺粉传动机构的长度，转轴6与电机输出轴固定。刀架2—端通过滑块与转轴6的卡槽相配合，通过转轴6的转动带动铺粉刮刀1、刀架2在成形平面上方沿竖直方向上下旋转，如图3所示。采用该结构的铺粉系统进行铺粉时，铺粉刮刀1在铺粉传动机构3的驱动下，从成形平台一侧向另一侧运动(图2中向右运动)，进行粉末层铺设。完成一层粉末铺设后，铺粉刮刀继续沿铺粉传动机构运动，直至铺粉刮刀与铺粉传动机构脱离，接着，如图3所示，转轴 6转动，使铺粉刮刀1、刀架2整体竖直向上转动90度，铺粉刮刀1抬起;然后，铺粉刮刀1、刀架 2在滑块的带动下，沿转轴卡槽向铺粉刮刀回程方向运动，直至绕过成形平台区域;其次，转轴6反转，使铺粉刮刀1、刀架2竖直向下转动90度，使铺粉刮刀1回落，之后铺粉传动机构向铺粉刮刀方向进给，使铺粉刮刀与铺粉传动机构结合，准备下一层粉末的铺设;与此同时， 激光束对成形平台5上的粉末层进行扫描成形。待成形平台5上的粉末层扫描成形结束后， 继续下一层铺粉。
[0024]铺粉系统的第三种结构如图4所示，包括铺粉刮刀1、刀架2、铺粉传动机构3和绕行机构，绕行机构包括三个导轨4,三个导轨4与铺粉传动机构3形成环形结构，铺粉刮刀1可沿三个导轨4和铺粉传动机构3做环绕运动。采用该结构的铺粉系统进行铺粉时，铺粉刮刀1在铺粉传动机构3的驱动下，从成形平台一侧向另一侧运动(图4中向右运动)，进行粉末层铺设。完成一层粉末铺设后，铺粉刮刀1离开铺粉传动机构3,进入第一导轨，并沿第一导轨向远离成形平台方向运动(图4中向上运动)，直至运动到该导轨的最远处，接着沿第二导轨向铺粉回程方向运动(图4中向左运动)，直至绕过成形平台区域，之后沿第三导轨向靠近成形平台方向运动(图4中向下运动)，直至到达铺粉起始点，回到铺粉传动机构3上，准备下一层粉末的铺设。待成形平台5上的粉末层扫描成形结束后，继续下一层铺粉。
[0025]本实用新型中的铺粉传动机构3可以为丝杠传动系统或齿轮传动系统。
[0026]本实用新型铺粉系统通过采用绕行的方式，有效避免了铺粉刮刀在成形平台一侧的无效等待，并且利用激光束进行粉末层扫描成形的时机，返回至铺粉起始点，准备下一层粉末的铺设。采用带有该铺粉系统的增材制造设备进行零件成形，在保证零件成形质量不受影响的前提下，缩短了零件单层的成形时间，提高了零件的成形效率。尤其当零件沿成形方向的高度较高时，或零件结构复杂时，或零件单层截面较大时，本实用新型的优势将会更加突出。
[0027]本实用新型以上描述只是部分实施例，但是本实用新型并不局限于上述的【具体实施方式】。上述的【具体实施方式】是示意性的，并不是限制性的。凡是采用本实用新型的材料和方法，在不脱离本实用新型宗旨和权利要求所保护的范围情况下，所有具体拓展均属本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种增材制造铺粉系统，包括铺粉刮刀、刀架、铺粉传动机构，其特征在于，在成形平 台垂直于铺粉方向的一侧设置有一绕行机构，绕行机构使得所述铺粉刮刀在铺粉结束后， 绕过成形平台区域，返回至铺粉起始点。2.根据权利要求1所述的增材制造铺粉系统，其特征在于，所述绕行机构包括一组导 轨，该组导轨沿垂直于铺粉方向设置于所述铺粉传动机构的两端，所述铺粉传动机构能够 沿该组导轨运动。3.根据权利要求1所述的增材制造铺粉系统，其特征在于，所述绕行机构包括滑块及带 有卡槽的转轴，所述转轴平行于铺粉方向设置，且其长度大于所述铺粉传动机构;所述刀架 一端通过滑块与转轴卡槽相配合，通过转轴的转动带动所述铺粉刮刀和刀架在竖直方向旋转。4.根据权利要求1所述的增材制造铺粉系统，其特征在于，所述绕行机构包括一组导 轨，该组导轨与所述铺粉传动机构形成环形结构，所述铺粉刮刀可沿该组导轨和所述铺粉 传动机构做环绕运动。5.根据权利要求1-4中任一项所述的增材制造铺粉系统，其特征在于，所述铺粉传动机 构为丝杠传动系统或齿轮传动系统。6.—种带有如权利要求1-4中任一项增材制造铺粉系统的增材制造设备。
【文档编号】B22F3/105GK205587659SQ201620407521
【公开日】2016年9月21日
【申请日】2016年5月6日
【发明人】杨东辉, 鹿洋
【申请人】西安铂力特激光成形技术有限公司