[发明专利]一种用于快速成形设备的铺粉装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种以粉末为原料并采用选区沉积/烧结/熔化工艺的快速成形设备的部件，尤其是涉及一种用于快速成形设备的铺粉装置。

背景技术

目前，以粉末为原料，通过选区沉积/烧结/熔化工艺进行零件的快速成形技术是目前快速制造领域研究的热点，其中典型的技术包含有：选区激光烧结(Selective Laser Sintering，SLS)，选区激光熔化(Selective Laser Melting，SLM)，电子束熔化(Electron Beam melting，EBM)，三维打印成形(Three Dimensional Printing，3DP)。上述这些技术的工艺流程类似：首先在加工平面上铺好一层原料粉末，然后加工源根据零件截面形状对粉末进行分区作业，成形出零件的截面轮廓。如SLS/SLM技术采用激光对粉末进行烧结/熔化，黏附成形；EBM技术采用电子束对粉末原料进行完全熔化，快速成形；3DP技术采用精密喷头，将粘结剂按既定轮廓形状喷射到粉末层，使部分粉末粘接成形。在一层粉末成形完毕，铺粉装置在成形工作面再铺上一层粉末，加工源对该层粉末再次进行选区作业，并完成新生成层片与原有部分之间的连接，如此循环逐层堆积制造，最后再经后处理(SLS与3DP技术所得零件一般要经过后续热处理或渗金属)得到任意形状的实体零件。

快速成形技术是一种多学科交叉的系统工程技术，在以粉末作为成形原料的快速成形技术中，其成形过程必然包含有粉末原料的存储、供给、铺送及回收工作。作为工艺成形的基础，铺粉装置的稳定运行对成形的速度和精度、工艺的连续性和可靠性等都具有举足轻重的影响，任何因送、铺粉装置导致的成形暂停都将影响零件成形的质量，甚至造成成形件的报废。可见，铺粉装置是快速成形设备中的关键部件之一。现有的铺粉机构按铺粉方式可分为移动料斗式、刮板式、辊子式以及上述几种铺粉机构组合而成的复合式铺粉装置。

上述几种铺粉装置中，移动料斗式铺粉装置及复合式铺粉装置，因为无法铺送流动性差的粉末，因而应用面较窄，只能应用在某些专门铺送高流动性粉末的场合，不适合开展不同性质粉末的成形性研究。棍子式铺粉装置具有较好的压实效果，而刮板式铺粉装置的铺平效果最好，但在推铺粉末过程中，棍子式铺粉装置中的辊子和刮板式铺粉装置中的刮板均不能很好的约束粉末，因而会造成粉末在辊子或刮板垂直于铺粉方向的两侧流散；并且，在铺粉装置的行程前后两端均会出现粉末堆积现象，从而造成粉末的浪费及铺粉过程的效率降低。同时，目前的铺粉装置都存在铺粉区域固定，铺粉区域不易调整的弊端。所以，对于快速成形技术的铺粉装置要求尽量采用铺粉进程可靠性高、设计简单且控制简易的铺粉结构，并且各部分要便于分离拆装，有利于设备在工艺研究过程中根据需要而进行适当调整。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种用于快速成形设备的铺粉装置，其结构简单、各部分之间组装拆卸简便且调整控制简易，能够独立模块化工作且铺粉快速、可靠性高，能解决现有铺粉装置存在的粉末约束难、结构复杂、铺粉区域难以调整等缺陷。