[实用新型]一种增材制造双辊阶梯铺粉装置

说明书

技术领域

本实用新型属于零件成型制造技术领域，涉及一种可用于选择性激光烧结、3D-Print等快速成型工艺的增材制造双辊阶梯铺粉装置。

背景技术

随着科学技术的发展，用于粉末成型零件的方法多种多样，其中选择性激光烧结成型是增材制造领域较为成熟的一种成型方法。这种成型方法的原理是：根据零件的CAD模型数据，采用激光选择性的扫描成型粉末，使粉末熔化粘结并逐层叠加成型，从而加工形成具有特定几何形状的零件(成型件)。上述工艺粉末大都采用了预置粉末和粉末铺平先后顺序的粉末添加方式。

现有技术中，公知的选择性激光烧结快速成型预置粉末方式成型过程主要采用以下步骤：供粉缸上移单位距离后，利用铺粉装置将供粉缸粉料均匀铺平在成型缸上表面，之后在计算机的控制下，根据零件各层截面信息，通过激光对成型缸粉末进行选择性烧结，使粉末材料熔化粘结并固化成型，如此得到单层的截面形状；再使成型缸内的制作平台下移一个层厚单位，进行下一层铺粉，烧结；如此循环往复、直至整个零件的成型。

对于选择性激光烧结成型的零件，其指标主要有致密度、精度与表面粗糙度，而致密度与表面粗糙度的质量与铺粉紧密相关。若铺粉不平，则粉末对激光能量吸收不稳定，成型表面质量就较差，同时第二层铺粉也会不平，如此会造成累积误差。若铺粉不紧实，则容易造成粉末激光烧结后收缩较大，零件强度较低，影响表面质量。

目前，应用于选择性激光烧结的铺粉方式主要是使用刚性旋转辊和/或刮板结构。使用刮板结构，虽然能保证铺粉平整，但是刮板仅限于对粉体的摊平，并无压实作用，铺粉致密度较低。在专利公布号为CN201581131U的“一种易于压紧预置金属粉末的铺粉装置”中虽采用了刮板和压板结合的结构，但仅靠压板的曲率端面依然难以将粉料压实。铺粉辊铺粉压实性相对较好，但现有的铺粉装置均为单辊结构，由于成型设备供粉时，为保证每层足够的粉料，每次供粉量都要大于所需量，这样在多余粉料的情况下，使用单铺粉辊一次就难以将粉体压实，并且在单铺粉辊铺粉移动过程中，多余的粉料会随之前移、累积，最后过多的粉料就会因堆积而流向工作面两侧，造成粉料浪费，不利于收集，而且易于发生铺粉辊堵塞现象，影响铺粉表面质量。就此而言，本领域目前亟需要一种能够在供粉一次的情况下实现铺粉平整且铺粉紧密的铺粉装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有铺粉装置的缺点与不足，提供一种结构简单合理、操作方便、铺粉质量效果好的增材制造双辊阶梯铺粉装置。

本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的：

一种增材制造双辊阶梯铺粉装置，具有两条依成型缸两侧边上沿设置的轨道和两块可在电机带动下分别沿一条对应轨道做前后向同步运动的固定架，在两固定架之间通过轴承支架分别架装有一个前铺粉辊和一个后铺粉辊，其中前铺粉辊底面最低点距成型缸上表面的高度大于后铺粉辊底面最低点距成型缸上表面的高度。

上述增材制造双辊阶梯铺粉装置中，前铺粉辊底面最低点距成型缸上表面的高度为0.02mm～5mm，后铺粉辊底面最低点距成型缸上表面的高度为0.01mm～0.05mm。

上述增材制造双辊阶梯铺粉装置中，前铺粉辊的端面直径优选为25mm～50mm，后铺粉辊的端面直径优选为20mm～40mm。

上述增材制造双辊阶梯铺粉装置中，前铺粉辊和后铺粉辊可分别单独由一部电机驱动，或通过传动装置连接后由同一电机驱动。

上述增材制造双辊阶梯铺粉装置中，在固定架上设有驱动后铺粉辊转动的电机。

上述增材制造双辊阶梯铺粉装置中，在固定架上设有用于调节前铺粉辊高度的双辊底端高度差调节机构，通过高度差调节机构将两个铺粉辊底面最低点高度差调节为0.01mm～0.05mm。

上述增材制造双辊阶梯铺粉装置中，所述的双辊底端高度差调节机构具有一个开于固定架上前铺粉辊轴承支架位置处的矩形孔，在矩形孔的两侧设有竖向导轨，前铺粉辊轴承支架两侧连设有可沿导轨上下移动的滑块，在前铺粉辊轴承支架至矩形孔下孔面间装有紧固弹簧，在前铺粉辊轴承支架的上端设有调节丝杠，所述的调节丝杠由固定架上方穿入矩形孔内并顶置在前铺粉辊轴承支架的上部。

上述增材制造双辊阶梯铺粉装置中，前铺粉辊及后铺粉辊的材质均为马氏体不锈钢、H13不锈钢或钨钢等不易粘粉的高强度材料，或采用在普通钢表面涂覆不粘涂层，如特富龙、聚四氟乙烯等不粘涂料层，以保证在铺粉过程中粉末不易粘附，不会因摩擦而影响其使用寿命，保证其使用寿命及质量。