[发明专利]一种温度场均匀的增材制造铺粉装置

说明书

本发明属于増材制造领域，并公开了一种温度场均匀的增材制造铺粉装置，该装置包括工作框、送粉缸、成形缸、铺粉辊、辐射加热机构和传导加热机构，其中：工作框被隔板分隔为左侧部分和右侧部分，右侧部分作为成形腔，该工作框左侧部分下方设置有送粉缸，右侧部分下方设置有成形缸，该工作框的底板上设置有铺粉辊；送粉缸、成形缸和工作框上均盘绕着蛇形传导加热机构，分别用于对粉末进行预热，维持成形缸和工作框的温度，工作框的右侧部分中设置有辐射加热机构，用于快速对待成形粉末进行加热。通过本发明，减少粉末增材制造装备过程中的结块，翘曲和微裂纹，解决大尺寸零件由于温度场不均匀导致无法成功打印及零件成形质量难保证的难题。

技术领域

本发明属于増材制造领域，更具体地，涉及一种温度场均匀的增材制造铺粉装置。

背景技术

选择性激光烧结成形(Selective Laser sintering，SLS)是一种粉末增材成形方式，能将三维实体模型快速制造出来。打印的过程中，会对粉末进行烧结成形，成形的部分以及未加工部分的粉末会对下一层需要打印的粉末起到支撑的作用，该种成形方式最大的优点在于材料较为广泛，如尼龙，蜡，ABS，覆膜砂，聚碳酸酯，金属和陶瓷粉末等，打印的零件主要用于铸造工艺，陶瓷零件可做型芯和型壳，蜡型可做蜡模，热塑性零件可做消失模，因而该种成形方式具有很高的应用价值。选择性激光融化(Selective Laser melting，SLM)也是一种粉末增材成形方式，但其使用的材料为金属，打印过程中直接将金属粉末融化，经冷却凝固而成形，所使用的激光功率大，可以更容易得获得致密度大的金属零件。

但在生产过程中，选择性激光烧结成形技术打印全程不需要设计支撑，直接在粉末上进行成形，因而打印零件和粉末之间温差较大引起的翘曲，会使得打印零件的周边相对于粉末基板较高，很容易被铺粉辊刮走，导致成形的失败，但如果提高辐射器的功率，减少了成形件和粉末基体的温差，避免零件的翘曲，但辐射器过高的功率会使粉末温度过高而结块，使得成型件的四周粘了很多的粉末，不利于打印零件的清理，同时造成了粉末的浪费；在进行大尺寸零件的打印时，现有技术中只有两个加热管的加热方式，成形区域温度场分布不均匀的现象尤为突出，直接导致了大型零件的打印失败。选择性激光融化技术在打印铝等金属的过程中，温度控制不合理，温差较大，融化的粉末冷却速度较快，打印出来的零件会有很多的裂纹，零件的致密度不高，存在孔洞，其性能自然大打折扣。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种温度场均匀的增材制造铺粉装置，其通过送粉缸，成形缸，工作框的四周设置蛇形传导加热机构盘绕在表面，实现粉末从送粉、工作框到成形缸的加热，保持成形腔的温度，避免形成温差，减少粉末增材制造装备过程中的结块，翘曲和微裂纹，解决大尺寸零件由于温度场不均匀导致无法成功打印及零件成形质量难保证的难题。

为实现上述目的，按照本发明，提供了一种温度场均匀的增材制造铺粉装置，该装置包括工作框、送粉缸、成形缸、铺粉辊、辐射加热机构和传导加热机构，其中：

所述工作框被隔板分隔为左侧部分和右侧部分，右侧部分作为成形腔，该工作框左侧部分下方设置有送粉缸，用于储存待成形的粉末，右侧部分下方设置有成形缸，用于储存成形过程中多余的粉末，该工作框的底板作为成形台面，成形台面上设置有铺粉辊，用于将所述送粉缸中的粉末铺在所述成形缸上；

所述送粉缸、成形缸和工作框上均盘绕着蛇形传导加热机构，所述送粉缸上的传导加热机构用于对送粉缸中的粉末进行预热，所述成形缸和工作框上的传导加热机构分别用于维持所述成形缸和工作框的温度，所述工作框的右侧部分中设置有辐射加热机构，用于快速对待成形粉末进行加热，通过所述传导加热机构和辐射加热机构的共同作用，避免在所述成形腔中形成局部温差，减少待成形零件由所述局部温差导致的翘曲变形。