[发明专利]一种提高下送粉金属增材制造粉末利用率的装置及方法

说明书

本发明公开了一种提高下送粉金属增材制造粉末利用率的装置及方法，该装置包括余粉过滤装置、运输装置和余粉收集罐。运输装置和余粉过滤装置分别位于打印平台上方和下方，运输装置与刮刀安装在同一滑轨上，能在打印平台上进行往复直线运动，并且可进行升降运动，该装置未改变传统下送粉打印机结构布局。本发明可以对下送粉方式的粉末床增材制造中产生的过剩金属粉末进行自动过滤循环处理，提高下送粉金属增材制造的粉末利用率，节约了金属增材制造成本，能够避免因为粉末不足而导致打印过程中断，开舱加粉过程对产品质量的影响。

【技术领域】

本发明属于下送粉粉末床式金属增材制造技术领域，具体涉及一种提高下送粉金属增材制造粉末利用率的装置及方法。

【背景技术】

下送粉粉末床式金属增材制造是以金属粉末为打印原料，首先在计算机中生成零件的三维CAD模型，通过软件切片分层后，利用激光束的高温对特定区域的金属粉末进行烧结，逐层堆积成形零件的过程。具体地，在激光束开始扫描前，铺粉装置先把原料缸中的金属粉末平铺到成型缸的基板上，激光束按照当前层的填充轮廓线选区熔化基板上的金属粉末，加工出当前层，然后成形缸下降一个层厚的距离，原料缸上升一定的距离，铺粉装置再在已加工好的当前层铺好金属粉末，如此层层加工，直到整个零件加工完成。

在传统下送粉金属增材制造过程中，为保证成形缸中的粉末铺展均匀、完整，通常原料缸中粉末的体积至少为成形缸中所需粉末体积的150％，铺粉过程中会产生粉末过剩的现象，刮刀将过剩粉末刮到余粉缸中，在打印结束后对过剩粉末进行过滤处理，然后在下次打印时循环使用。这种方式使所需原料金属粉末数量较多，并且难免会造成粉末污染，影响加工产品的质量。

【发明内容】

本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点，提供一种提高下送粉金属增材制造粉末利用率的装置及方法，以解决现有技术中，下送粉金属增材制造粉末利用率低，浪费高的问题。

为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

一种提高下送粉金属增材制造粉末利用率的装置，其特征在于，包括打印机外壳，所述打印机外壳中设置有打印平台和滑轨，滑轨在打印平台的上方；打印平台的下部从前至后依次设置有原料缸、成形缸和余粉过滤装置，打印平台的上部设置有刮刀；

余粉过滤装置的下部设置有送粉器，送粉器通过送粉管道连通有余粉收集罐，所述余粉收集罐的上端连接有电动推杆装置，电动推杆装置的上端连接有运输装置；所述刮刀和余粉收集罐均通过运输装置在滑轨上移动。

本发明的进一步改进在于：

优选的，所述余粉过滤装置中设置有一级过滤网和二级过滤网，余粉过滤装置的下部和送粉器连通。

优选的，所述一级过滤网和二级过滤网的目数相同；所述一级过滤网的前端高于后端，所述二级过滤网的前端高于后端；一级过滤网和二级过滤网的后端均通入至废粉罐中，所述废粉罐设置在余粉过滤装置上。

优选的，所述一级过滤网和二级过滤网均卡装在余粉过滤装置的内部，废粉罐卡装在余粉过滤装置的后侧壁外侧。

优选的，所述余粉过滤装置的前侧壁外侧设置有超声波振动器，超声波振动器和一级过滤网电连接，超声波振动器和二级过滤网电连接。

优选的，所述送风管道中通入有氩气。

优选的，所述余粉收集罐的外侧壁设置有孔洞。

优选的，所述运输装置包括收集罐横向运行装置和刮刀横向运输装置，所述余粉收集罐和收集罐横向运行装置连接，所述刮刀和刮刀横向运输装置连接。

优选的，所述余粉收集罐的内部设置有两个相互啮合的扇形齿轮。

一种上述提高下送粉金属增材制造粉末利用率的装置的工作方法，