[发明专利]一种移动臂式粉床铺粉装置

说明书

技术领域

本发明属于先进制造领域，具体涉及一种移动臂式铺粉装置，主要用于快速成形设备的高效铺粉。

背景技术

目前，以粉末为成形材料通过选区沉积工艺快速成形实体零件的方法是目前快速制造领域研究的热点。主要包括：选择性激光烧结(Selective Laser Sintering，SLS)，选择性激光熔化(Selective Laser Melting，SLM)，直接金属粉末激光烧结(Direct Metal Laser Sintering，DMLS)，电子束熔化(Electron Beam Melting，EBM)等。其工艺原理及流程：首先，在工作台上均匀铺一层很薄的粉末；然后，计算机根据成形零件的截面数据控制加工源(如激光、电子束等)对粉末进行分区作业，该层截面轮廓内的粉末经熔化或烧结后粘结在一起；一层完成后工作缸的工作平面下降一个层厚，铺粉装置在已成形零件表面上再铺一个层厚的粉末进行下一次成形；重复该过程直至三维零件完成。如SLS是利用激光对添加有高分子粘结剂的金属粉末进行烧结成形，SLM是利用激光束对金属粉末进行熔化成形，DMLS是采用激光对二元金属进行烧结成形，EBM采用电子束对粉末进行熔化快速成形。

在以粉末为原料的快速成形技术中，成形过程涉及到粉末的存放、供给、铺放与回收等工序。基于粉床的快速成形工艺具有成形精度高、可成形复杂结构等优点。作为快速成形的重要的工艺基础，铺粉装置的稳定性、可靠性与连续性对快速成形的速度与精度有重大影响，铺粉的速度与方式也对成形效率和成形材料的利用率有很大影响。因此，铺粉装置是快速成形设备的关键部分。铺粉装置按照铺粉方式分为固定缸送粉、铺粉辊式、移动料斗式、水平移动刮板式等方式。目前应用于快速成形设备中的送铺粉机构一般都是以上介绍的几种铺粉装置与现有的储粉装置组合搭配起来的。

现有技术存在如下突出问题：

(1)利用现有的铺粉方式及装置进行铺粉，粉末利用率低，需粉量大，且铺粉时间长，铺粉效率低。

以上述方式构建的铺粉系统的软硬件实现方式虽然比较简单，但存在严重的材料浪费与工作效率低的缺陷。目前，快速成形设备的铺粉装置是由导轨和皮带带动。铺粉方式为边从左向右运动边铺粉，铺粉行程长，零件成形区所占铺粉面积小，且为保证铺粉的稳定与可靠，要求铺粉装置速度低，因此铺粉过程占的时间较长，而每层截面实际成形的时间是相对较短的，造成了成形时间浪费。另外，现有的铺粉方法是将粉层从储粉处一直铺满整个工作台，而实际上只有零件成形区域的粉末才会被利用，这造成了大部分材料的浪费，材料利用率较低。

(2)铺粉装置为刚性结构，在铺粉过程中易与表面凸起摩擦，影响铺粉稳定性。

粉末快速成形工艺过程中，易出现球化、黏粉等现象，且在截面形状突变、工艺条件等客观条件的影响下，成形表面的某些地方会产生凸起。而现有的铺粉装置如铺粉辊、刮板均为刚性结构，易在铺粉过程中与凸起产生严重的摩擦，不仅减短铺粉机构的使用寿命，影响铺粉的稳定，严重时可能导致铺粉装置的卡死，使成形过程中断，直接影响成形零件的精度与性能。通常我们可以通过手动调节适当的下降工作台面的高度使铺粉装置顺利的通过，但这样会增加粉层的厚度，必然降低成形件在竖直方向的精度与成形质量。

(3)粉末的快速成形环境较差，铺粉设备结构较复杂，粉末的黏着影响其可靠性。

粉末快速成形环境一般较差，经常需要高能量密度热源(如激光)对粉体进行熔化或烧结，这些过程均伴随挥发、飞溅等现象，因而粉末易黏着在诸如轴承、铰链或运动部件上，影响其工作的可靠性，甚者阻碍设备的正常运转。若铺粉装备结构过于复杂，传动和运动构件过多，恶劣的生产条件对这些设备的不利影响会更加显著。所以对铺粉装备要求尽量采用设计简单，进程可靠性高、控制简易的结构，各部分要求拆装方便，可移植性强，有利于设备在工艺改进研究中根据不同需要能进行设当调整。

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存在的不足而提供一种能实现动态区域铺粉的移动臂式铺粉装置，铺粉装置结构简单，便于拆装，可移植性强；采用本铺粉装置，铺粉快速，可靠性高，能减少铺粉时间并大大节省粉末用量，从而提高成形效率与材料利用率。

本发明提供的一种移动臂式粉床铺粉装置，其特征在于，它包括：

一定量送粉装置，其具有储粉箱、送粉辊和固定板，由外置的旋转电机带动，储粉箱底部下粉口处安装送粉辊以及固定板，起定量送粉作用；