[发明专利]一种增材制造用喷粉和收粉设备

说明书

本发明涉及在激光熔覆工艺中所使用的辅助设备，即涉及一种将喷粉和收粉相结合的一体化设备，特别适用于例如金属粉末的熔覆，或者使用金属粉末对工件的修复处理。所述增材制造设备至少包括喷粉装置和收粉装置，所述喷粉装置中喷头可以在竖直方向和水平方向上任意移动，从而实现对异型工件不同部位的处理，收粉装置可以将多余的废粉末进行回收利用。两种工艺的结合实现了对复杂工件的处理以及废粉末的回收。

技术领域

本发明涉及在激光熔覆工艺中所使用的辅助设备，即涉及一种将喷粉和收粉相结合的一体化设备，特别适用于例如金属粉末的熔覆，或者使用金属粉末对工件的修复处理。

背景技术

增材制造是通过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，相对于传统的材料去除技术，是一种“自下而上”材料累加的制造方法。相比传统制造技术，增材制造不仅能够成型复杂形状零件，且成型精度高、节约材料。另外，增材制造还可以针对破损零件的特定位置进行有效的修复。

现有增材喷粉设备的缺点如下：一、设备体积大，占用空间，不利于小尺寸；二、不能适用于复杂结构零件的熔覆或修复；三、喷粉后零件周边附着少量残余粉末，对后续修复或加工产生影响；四、残留粉末不能有效回收，增加生产成本的支出。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种在增材制备过程中所使用的喷粉和收粉用设备。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种增材制造用喷粉和收粉设备，至少包括喷粉装置和收粉装置。

所述喷粉装置至少包括使喷头在水平方向上移动的第一丝杆螺母副与第二丝杆螺母副的组合，以及可以使喷头在竖直方向上移动和旋转的推杆电机。

喷头在第一丝杆螺母副、第二丝杆螺母副以及推杆电机的作用下，可以使喷头固定在不同位置，从而实现对不同形状、高度的待处理工件进行熔覆处理，或者激光修复。例如非平面的涡轮机组件，复杂结构的机床钻头等等。如果采用常规熔覆设备，必须将待处理工件置于水平面且固定，这种方法限制了激光熔覆的应用领域，而可多向旋转定位的喷头实现了对不同位置的增材处理手段。

为了更详细了解本发明的内容，以下对设备中的喷粉装置的结构详细描述。

所述喷粉装置：包括上端放置基板的底座，基板上放置待处理部件，在底座的上端还固定设置有竖直状的支撑杆，所述支撑杆的上端固定连接有同一个水平状的固定板，所述固定板的下端固定设置有水平状的第一丝杠螺母副，所述第一丝杠螺母副的滑台的下端固定连接有横杆，所述横杆的下端固定设置有水平状的第二丝杠螺母副，所述第二丝杠螺母副的滑台为圆柱形，第二丝杠螺母副的上端固定安装有减速电机，所述减速电机的输出轴连接有第一齿轮，所述第一齿轮与第二齿轮相啮合，所述第二齿轮套接在第二丝杠螺母副的滑台上，第二齿轮的下端固定安装有竖直状的推杆电机，所述推杆电机的伸缩端通过转轴安装有喷头，所述喷头与输料管的一端相连接。所述第二齿轮通过轴承与第二丝杠螺母副的滑台相连接。

使用时通过减速电机带动第一齿轮转动，第一齿轮带动第二齿轮转动，使推杆电机倾斜，从而调节喷头与基板之间的距离。

进一步地，所述第一丝杠螺母副与第二丝杠螺母副相垂直。操作时通过第一丝杠螺母副和第二丝杠螺母副带动喷头进行水平方向的移动。

进一步地，所述喷头的重心位于喷头中心的正下方。使用时通过推杆电机带动喷头实现竖直方向的移动。

进一步地，所述喷头为同轴喷嘴，且喷嘴连接有聚焦透镜、激光器，其目的是为了减少喷头在使用中与更多设备连接，从而影响喷头的工件范围。

由于该设备在工件时通常不是以垂直的方式进行粉末的喷射，因此难免造成比平时更多粉末的浪费，多余的粉末可能在处理工件的表面、内部或者工件的角落聚集，为了实现对粉末的回收，在增材制造设备中还可以增设收粉设备。