[发明专利]一种粉末床增减材复合加工设备的铺粉装置

说明书

技术领域

本发明属于增材制造设备领域，具体涉及一种粉末床增减材复合加工设备的铺粉装置。

背景技术

增材制造技术是通过CAD设计数据，采用材料逐层累加的方法制造实体零件的技术，与传统的材料去除技术不同，增材制造是一种材料逐渐累积的制造过程。具有效率高、成本低等特点，能实现高性能高温合金、钛合金、铝合金和高强钢等大型复杂结构件的快速制造

增材制造激光熔融过程是以高温液态金属熔池移动的方式进行的，特别是在零件边缘，由于液态熔池的存在，使得零件的边缘形态与成型尺寸的控制变得更加困难。这些问题都直接影响零件的成型尺寸精度和表面质量，即使在工艺参数最佳状态。因此增材制造激光熔融的金属零件的尺寸精度和表面质量无法达到目前减材制造的精度水平。此外，将通过增材制造技术获得的零件进行后续的减材机加工时，零件复杂的外部结构以及内部孔洞等结构时容易出现道具干涉甚至无法机加工的问题，因此，结合增材制造技术和减材制造技术的增减材复合制造技术成为当前研究的重点。

现有的粉末床增减材一体化设备通常采用不同的传动机构分别控制铺粉机构与铣削刀头的运动，从而造成激光成型设备成型室中运动结构复杂，同时没有明确提出铣削碎屑的回收方法与铣削后缺失粉层的补充方法。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于现有技术中粉末床增减材一体化激光成型设备结构复杂，工作流程不合理的问题。

本发明所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：

一种粉末床增减材复合加工设备的铺粉装置，包括单刮刀铺粉装置与安装在铺粉装置上的多功能旋转工作盘，其中工作盘中集成了铣削机构、收料机构与补料机构。当粉末床激光成型设备工作时，多功能转盘处于非工作位置，铺粉机构正常铺粉实现每层的激光成型过程；当工作一定层数需要对成型表面进行铣削时，多功能转盘旋转到铣削机构工作位，铺粉机构带动铣削刀头对粉层进行铣削加工；待铣削完成后，多功能转盘旋转到收料机构工作位，铺粉机构带动收料头运动，并通过收料口的负压气体将铣削过程中造成的碎屑吸走；完成后，多功能转盘旋转到补料机构工作位，铺粉机构带动补料头将收料头造成的缺失粉料补足，转盘转回非工作位置。完成整个过程后铺粉机构再进行后面层的正常铺粉与激光成型过程。

优选的，所述的多功能旋转工作盘通过导轨丝杠安装在铺粉机构的侧面上，并通过电机传动沿着铺粉机构侧面移动。

优选的，所述的铣削机构、收料机构与补料机成120°安装，与转动电机一同组成了旋转工作盘。

优选的，所述的铣削机构有铣削刀头与垂直于刀头安装的电机。

优选的，所述的收料机构有外扩的吸料口与出气口，工作中通过气流量造成的负压吸走碎屑。

优选的，所述的补料机构有锥形的出料口与进气口，工作中通过气流量传输粉末。

优选的，所述的多功能转盘的非工作位置是指铣削机构、收料机构与补料机构呈倒Y状，均不与粉层接触状态。

优选的，所述的铣削机构的工作位是指铣削机构垂直或接近垂直接触粉层的位置；所述的收料机构工作位是指收料机构垂直或接近垂直接触粉层的位置；所述的补料机构工作位是指补料机构垂直或接近垂直接触粉层的位置。

本发明的上述技术方案的有益效果如下：

(1)解决现有粉末床增材制造设备表面质量差、精度低的问题，能精确控制尺寸精度和表面粗糙度；

(2)解决现有粉末床增减材设备运动结构复杂，可有效简化成型室结构；

(3)解决现有粉末床增减材设备运动结构复杂，没有铣削碎屑回收机构与铣削后缺失粉层无法有效补充的问题。

附图说明

图1为实施例所述的粉末床增减材复合加工设备的铺粉装置；

附图标记：1-铺粉机构；2-丝杠；3-导轨；4-刮刀；5-转盘；6-电机a；7-铣削刀头；8-铣削机构；9-电机b；10-吸气口；11-吸料头；12-吸料机构；13-进气口；14-补料机构；15-补料头；16-电机c。

具体实施方式