[发明专利]一种适用于大幅面激光选区熔化设备的中继落粉装置

说明书

本发明公开了一种适用于大幅面激光选区熔化设备的中继落粉装置，该中继落粉装置连接上料机构和激光成形系统，包括用于上料的粉斗和用于输送料粉的输送软管，所述粉斗包括中转粉斗和中继粉斗，所述中转粉斗的上料口与所述上料机构连接，所述中转粉斗下部对称的设置有两个下料口，每个下料口均与一根输送软管连接，所述输送软管与所述中继粉斗的上料口连接，所述中继粉斗下部均匀设置有若干个下料口，每个下料口均与激光成形系统的铺粉机构的上料口连接，所述中继粉斗跟随所述激光成形系统进行运动；每根所述输送软管上均设置有运动补偿装置。本发明可以实现将上料机构中的金属粉末稳定、高效地输送到运动的宽幅铺粉机构。

技术领域

本发明属于金属增材制造领域，更具体地，涉及一种适用于大幅面激光选区熔化设备的中继落粉装置。

背景技术

激光选区熔化(Selective Laser Melting,SLM)技术是一种用激光束有选择地加热并熔化粉末材料使之逐层沉积成形的增材制造方法。其工艺过程通常是：首先对成形零件CAD模型进行切片处理，生成各切片层的激光扫描轨迹；然后在位于成形缸内部的基板表面铺设一层金属粉末，并通过振镜系统控制激光束对金属粉末床进行选区扫描、熔化，金属熔池快速冷却凝固形成沉积层；然后将基板下降一个切片层厚度，不断重复“预置铺粉→激光选区熔化→基板下降”过程，直至完成所有沉积层的成形，最终实现金属件的整体制造。

国内外现有激光选区熔化技术与装备普遍选用圆形或方形的成形缸和基板。这种结构对于成形小幅面的零件比较适合，但是当其用于成形大幅面金属件时，必须使用大量冗余金属粉末填充成形缸区域，导致粉末利用率较低，原料成本急剧增加，因此，大幅面激光选区熔化增材制造设备应用“柔性成形缸”技术来取代固定成形缸。“柔性成形缸”与待成形的大尺寸金属件的内外轮廓相适应。成形过程调整为“柔性成形缸建立→精准送粉、铺平→SLM成形→成形系统上升”。

虽然“柔性成形缸”技术可以大大降低金属粉末的用量，但是对于大幅面激光选区熔化增材制造设备而言，由于成形件体积大，对于金属粉末的用量需求还是比较大的。区别于现有的激光选区熔化设备用于落粉的料斗均是固定安装于设备上，大幅面激光选区熔化设备的料斗将随着激光成形系统一起运动，其运动行程大小取决于成形件的高度。将固定安装的粉仓中的金属粉末稳定、高效地输送到运动的铺粉机构，不可避免需要用到可伸缩的弹性体(伸缩软管)。对于大规格成形件，预示着伸缩软管的长度变动将非常大，在进行往复落粉时输送软管处于不断的波动状态，金属粉末的重量在下落过程对管壁的冲击将导致落粉的稳定性和效率大为降低，甚至在极端的情况下，输送软管将出现不可预计的弯折而导致无法落粉的状况。另外由于成形件幅面大，在落粉宽度方向的落粉均匀性也会影响最终成形件的成形质量。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种适用于大幅面激光选区熔化设备的中继落粉装置，能够实现对于宽幅铺粉机构均匀稳定上料。

实现上述目的的一种技术方案是：一种适用于大幅面激光选区熔化设备的中继落粉装置，该中继落粉装置连接上料机构和激光成形系统，包括用于上料的粉斗和用于输送料粉的输送软管；

所述粉斗包括中转粉斗和中继粉斗，所述中转粉斗的上料口与所述上料机构连接保持相对固定，所述中转粉斗下部对称的设置有两个下料口，每个下料口均与一根输送软管连接，所述输送软管与所述中继粉斗的上料口连接，所述中继粉斗下部均匀设置有若干个下料口，每个下料口均与激光成形系统的铺粉机构的上料口连接，所述中继粉斗跟随所述激光成形系统进行运动；

每根所述输送软管上均设置有运动补偿装置。

进一步的，所述运动补偿装置包括导向套，所述导向套的内径略微大于所述输送软管的最大外径，所述导向套套接于所述输送软管的端口外侧并与所述中继粉斗的上料口连接。

进一步的，所述运动补偿装置包括拉伸弹簧，所述拉伸弹簧的内径略微大于所述输送软管的最大外径，所述拉伸弹簧套接于所述输送软管的整体外侧，并分别连接所述中转粉斗的下料口和所述中继粉斗的上料口。