[发明专利]一种单刮刀双向铺粉装置、增材制造设备及铺粉方法

说明书

本发明公开了一种单刮刀双向铺粉装置，包括刮刀、带活塞的容粉槽以及刮刀驱动机构，容粉槽的活塞可在容粉槽内垂直往复运动。刮刀驱动机构可以使刮刀在铺粉路线上沿正向铺粉位置和反向铺粉位置之间往复。本发明还公开了单刮刀双向铺粉方法，刮刀一个方向铺粉后，容粉槽里的粉末可以被容粉槽活塞垂直向上推动，移动到工作平台上，刮刀反向再次铺粉。本发明还公开了设有该铺粉装的一种增材制造设备。本发明可以同时实现单刮刀易于调整和双向铺粉的高效率，操作简单，维护方便。避免了双刮刀不好调整，单刮刀单向铺粉效率不高的问题。并且可以减少粉末浪费，降低生产成本，提高设备可靠性。

技术领域

本发明属于激光成型技术领域，具体涉及一种用于增材制造设备的单刮刀双向铺粉装置，还涉及采用该铺粉装置进行单刮刀双向铺粉的方法，以及具有该铺粉装置的增材制造设备。

背景技术

增材制造是零件直接成型的一种方法，是快速成型技术的一种发展。其中，选择性激光烧结技术（SLS）采用的是粉末材料，包括金属粉末或高分子材料如尼龙粉末等。其基本的工艺过程是：供粉装置将一定量的粉末送至成型缸的工作平台上，常规的铺粉装置将工作平台平面上的粉末铺在成型缸中待成型零件的上表面，加热装置将粉末加热至设定的温度，激光振镜控制系统控制激光对该层的截面轮廓内的粉末进行扫描，使这些粉末熔化并与下面已成型的部分实现粘接；当一层烧结完成后，工作平台下降一个层的厚度，送粉装置和铺粉装置重复送粉和铺粉的动作，又在待成型零件上一层烧结的截面上铺设一层均匀密实的粉末，进行新一层截面的扫描烧结，经过若干层扫描叠加，直至完成全部零件的原型制造。

现有技术中，分为单刮刀单向铺粉、单刮刀双向铺粉和双刮刀双向铺粉几种类型。单刮刀单向铺粉的技术每进行一次烧结，铺粉装置沿铺粉路线铺完粉后，需要反向运动回到固定的送粉及下粉位置，才能开始新的一次铺粉工作，此过程增加了每次烧结的循环时间，铺粉效率低。单刮刀双向铺粉的技术，例如专利申请号201710044710.8所述，存在推块里积存粉末导致推块卡滞的隐患；例如专利申请号201810425363.8所述，存在溢粉量较大，导致粉末浪费的问题。双刮刀双向铺粉技术的实现，必须保证两个刮刀的高度一致，否则在往复铺粉的过程中会出现铺粉层层厚不均、刮刀卡住或成型工件被刮刀损毁等现象，影响工件的成型质量以及设备运行的稳定性。在设备调试时必须对刮刀进行调平，方法繁琐，精度难以保证。

发明内容

本发明的目的是研究提供一种单刮刀双向铺粉装置及铺粉方法以及具有该装置的增材制造设备。解决单向铺粉效率低、双刮刀铺粉可靠性存在隐患、粉末在铺粉过程中溢粉过多产生浪费等问题。

本发明所采用的第一个技术方案是，一种单刮刀双向铺粉装置，包括刮刀、带活塞的容粉槽；刮刀从正向铺粉位置运动到反向铺粉位置或从反向铺粉位置运动到正向铺粉位置；带活塞的容粉槽的活塞可在驱动机构的作用下在容粉槽内垂直往复运动。当活塞处于垂直方向的下位时，可以接收刮刀送入的粉末至容粉槽中；当活塞处于垂直方向的上位时，可以将容粉槽中的粉末推出至工作平台上。刮刀的驱动机构可驱动刮刀沿铺粉路线在正向铺粉位置和反向铺粉位置之间往复。

上述方案中，带活塞的容粉槽有两种结构布置：

第一种结构为：带活塞的容粉槽仅有一个，设置于工作平台反向铺粉位置的下方；

第二种结构为：带活塞的容粉槽包括第一带活塞的容粉槽和第二带活塞的容粉槽。第二带活塞的容粉槽布置在工作平台的正向铺粉位置的下方，第一带活塞的容粉槽布置在工作平台反向铺粉位置的下方。

进一步地，在上述任一种结构下，铺粉装置还包括溢粉接收仓，用于接收铺粉时多余的粉末，且有两种结构：

第一种结构为：溢粉接收仓仅有一个，设置于工作平台正向铺粉位置的下方。

第二种结构为：溢粉接收仓包括第一溢粉接收仓和第二溢粉接收仓，第一溢粉接收仓设置于工作平台正向铺粉位置的下方，第二溢粉接收仓设置于工作平台反向铺粉位置的下方。