[发明专利]一种选区激光熔化成形落粉装置

说明书

本发明公开了一种选区激光熔化成形落粉装置，包括粉缸、落粉舱、定量落粉轴、菱形滑块和伺服电机；落粉舱内具有圆柱形空腔，落粉舱上表面和下表面分别开设有进粉口和出粉口，粉缸设置在落粉舱上表面上，并与进粉口连通，定量落粉轴设置在落粉舱的圆柱形空腔内，定量落粉轴中间部分且位于落粉舱进粉口处的周向设置有两个对称的外圆弧和圆弧凹槽，菱形滑块依靠自身重力放置在落粉舱的进粉口处，且菱形滑块下方深入到圆弧凹槽中，定量落粉轴中间部分的外圆弧与落粉舱圆柱形空腔之间留有间隙，伺服电机用于驱动定量落粉轴转动。本发明有效解决了激光选区熔化成形过程中落粉存在的漏粉和落粉轴卡死现象；实现了定量落粉从而增大了粉末利用效率。

技术领域

本发明属于增材制造领域，具体涉及一种选区激光熔化成形落粉装置。

背景技术

增材制造技术是基于数字化、分布式和流程简单的优势实现的订制化制造。通过计算机对零件进行三维CAD建模，然后对模型按一定厚度分层切片，完成了将零件的三维信息转换成一系列的二维轮廓信息，将模型分层文件导入打印机，通过计算机控制系统控制能量源(激光或电子束等)作用到粉末或丝材，对零件实现逐层堆积成形。

选区激光熔化技术(Selective Laser Melting，SLM)，也称激光粉末床熔融技术(Laser Powder Bed Fusion,LPBF)，是金属增材制造中应用比较广泛的一种。其工作原理是将分层好的模型文件导入计算机，计算机控制系统控制激光器的开关，发射出的激光通过振镜的偏转使激光焦点在打印平面内移动扫描零件轮廓。每成形一层零件之后，成形缸下降一层的高度，送粉缸上升，刮刀从原位向右移动，在成形面上重新铺一层粉末。如此往复循环，逐步堆积制造出三维形状的零件。

目前在激光选区熔化技术中采用的送粉方法主要有两种：一种是活塞缸式下送粉结构，另一种是上落粉方式。活塞式下送粉机构有送粉缸和回收缸组成，在打印过程中每打印一层，送粉缸上升一定高度，铺粉刮刀移动进行铺粉。这种送粉方式单向铺粉效率低，且两个粉缸占用空间大，结构不紧凑，不能实现定量送粉。此外活塞缸式下送粉结构打印过程中不能补充粉末，粉末利用率低。上落粉方式采用较多的是电机带动送粉轴转动，送粉轴位于料斗的下方。当送粉轴转动时，利用送粉轴上的凹槽实现粉末的定量供给。这种方法优点是结构紧凑，利用落粉轴旋转的角度实现定量供给。这种方法也存在比较严重的缺点，主要是当落粉轴与落粉连接件间隙过大时，会导致粉末在重力作用下沿着间隙自动下落，无法控制落粉量。当落粉轴与落粉连接件间隙过小时，由于粉末粒度很小，会粘结在落粉轴或连接件上，金属粉末在间隙中挤压结块阻碍轴的转动，引起落粉轴卡死。这导致对粉末的材料和粒径的要求更加严格，尤其是对难熔金属粉末钨合金的落粉，会经常发生卡死现象，导致成形过程无法进行。

发明内容

为了解决上述中存在的落粉问题，本发明提供了一种选区激光熔化成形落粉装置，该装置能够实现定量送粉，有效解决了落粉轴卡死及漏粉问题。

本发明采用如下技术方案来实现的：

一种选区激光熔化成形落粉装置，包括粉缸、落粉舱、定量落粉轴、菱形滑块和伺服电机；其中，落粉舱内具有圆柱形空腔，落粉舱上表面和下表面分别开设有进粉口和出粉口，粉缸设置在落粉舱上表面上，并与进粉口连通，定量落粉轴设置在落粉舱的圆柱形空腔内，定量落粉轴中间部分且位于落粉舱进粉口处的周向设置有两个对称的外圆弧和两个对称的圆弧凹槽，菱形滑块依靠自身重力放置在落粉舱的进粉口处，且菱形滑块下方深入到圆弧凹槽中，定量落粉轴中间部分的外圆弧与落粉舱圆柱形空腔之间留有间隙，伺服电机用于驱动定量落粉轴转动。

本发明进一步的改进在于，粉缸的底座与落粉舱之间采用螺栓连接。

本发明进一步的改进在于，粉缸和落粉舱接触面上开设有密封槽，并放置有O型密封圈保证落粉装置内部的气密性。

本发明进一步的改进在于，菱形滑块下方深入到圆弧凹槽10中200～300μm，定量落粉轴中间部分的外圆弧与落粉舱圆柱形空腔之间有500～1000μm的间隙。