[发明专利]一种提高金属粉床增材制造过程铺粉质量的装置

说明书

本发明公开了一种提高金属粉床增材制造过程铺粉质量的装置，属于增材制造领域，包括：支撑底座、丝杠螺母、滚压圆柱筒、支架、升降机构、滚珠丝杠、步进电机；支撑底座固定于金属粉床增材制造设备的铺粉机构上；步进电机位于支撑底座的上端，与滚珠丝杠的一端通过齿轮连接，用于驱动滚珠丝杠转动；丝杠螺母与滚珠丝杠螺纹连接，用于在滚珠丝杠转动时，进行上下移动；升降机构与丝杠螺母固定连接，用于在丝杠螺母的带动下进行上下移动；滚压圆柱筒通过支架与升降机构固定连接，用于在升降机构的带动下运动，从而调节滚压圆柱筒对粉层的压紧力。本发明通过调整压紧力最终实现对粉堆的碾压，从而减小粉末颗粒的间隙，提高铺粉过程的填料密度。

技术领域

本发明属于增材制造领域，更具体地，涉及一种提高金属粉床增材制造过程铺粉质量的装置。

背景技术

近年来，金属粉床增材制造技术，如激光选区熔化技术、电子束选区熔化技术等因极大的应用前景，受到了国内外学术界和工业界广泛的关注。然而，目前金属粉床增材制造件的性能和精度不稳定，严重阻碍了其在工业中的广泛应用。金属粉床增材制造过程中影响零件性能和精度的因素众多，其中铺粉质量是重要的影响因素之一。铺粉质量包括粉层的致密性和粉层的表面粗糙度，粉层的致密性与成形件的空隙、裂纹等缺陷有关；粉层的表面粗糙度会影响热源分布和热源与粉末的作用过程，与球化等缺陷密切相关。高致密性的粉层可使粉末熔化过程稳定连续，减少球化、收缩和气孔等缺陷。

现有的铺粉机构主要有刮刀和铺粉辊两种，铺粉辊因具有压实作用可以使铺粉致密性高且分层表面质量好，然而，当制造件发生变形时，容易损坏压辊，频繁更换压辊会降低制造效率，同时造成金属粉末的浪费。由于刮刀的底部安装了橡胶条，可以避免零件的变形与铺粉机构发生干涉，但是，铺粉层致密性相对较低，且当刮刀出现豁口时会直接影响粉层的表面质量。

进一步的，现有铺粉机构很难解决应力凹陷导致的粉层分布不均匀的问题，影响了粉层的填充质量；也不能有效解决因粉末之间的相互作用力而导致粉末粘聚的问题，降低了粉层的致密性。同时，上一层凝固表层可能会出现凸起和不均匀收缩，影响铺粉质量。

由此可见，现有金属粉床增材制造技术存在铺粉质量较差的技术问题。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种提高金属粉床增材制造过程铺粉质量的装置，由此解决现有金属粉床增材制造技术存在铺粉质量较差的技术问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种提高金属粉床增材制造过程铺粉质量的装置，包括：支撑底座、丝杠螺母、滚压圆柱筒、支架、升降机构、滚珠丝杠、步进电机；

所述支撑底座固定于金属粉床增材制造设备的铺粉机构上；

所述步进电机位于支撑底座的上端，与滚珠丝杠的一端通过齿轮连接，用于驱动滚珠丝杠转动；

所述丝杠螺母与滚珠丝杠螺纹连接，用于在滚珠丝杠转动时，进行上下移动；

所述升降机构与丝杠螺母固定连接，用于在丝杠螺母的带动下进行上下移动；

所述滚压圆柱筒通过支架与升降机构固定连接，用于在升降机构的带动下运动，从而调节滚压圆柱筒对粉层的压紧力。

进一步地，装置还包括：加热模块，所述加热模块位于支撑底座的下端，用于对粉层和凝固表层进行加热。

进一步地，装置还包括：导轨支座，所述导轨支座固定于支撑底座上。

进一步地，滚珠丝杠的两端与导轨支座通过轴承连接。

进一步地，装置还包括：滑动导轨，所述滑动导轨固定在所述导轨支座上，并与所述升降机构滑动连接。

进一步地，滑动连接时，所述升降机构的连接孔内置铜套筒衬垫。

进一步地，导轨支座的数量为两个，分别置于所述滑动导轨的两端。