[发明专利]一种带有感应加热系统的铺粉装置

说明书

技术领域

本发明涉及激光熔融成形设备领域，特别是一种针对陶瓷材料的带有感应加热预热系统且通过调节刮刀高度进行铺粉的装置。

背景技术

随着经济全球化的发展，制造业的竞争日趋激烈，产品的生产周期是关系到企业利益的一项关键因素。而当前制造企业从产品设计到生产制造出成品仍需一个比较漫长的过程。因此，如何将图纸、创意快速地物化为实体是制造企业迫切需要解决的问题。与传统的加工方法不同，激光熔融成形技术通过增加材料的方式加工零件，快速、直接、精确地将设计思想转化为具有一定功能的实物模型，给工业产品的设计开发人员建立了一种崭新的产品开发模式，是缩短产品设计制造周期、提升企业竞争能力、增强企业盈利能力的重要方法和途径。同时，由于激光熔融成形技术的特殊制造方式，在制造曲面、多孔、空心结构等复杂零件时，相较传统设计制造方式，其优势更加突出。

现有的激光熔融成形设备铺粉装置主要用于金属以及塑料粉末的成形上，一般由送粉缸、成形缸、回收缸、刮板以及支架组成。而对陶瓷材料而言，其具有熔点高，脆性较大、耐疲劳性能差、对应力和裂纹敏感等特点，在其激光熔融成形过程中有急热急冷、烧结层融化导致基体产生的热应力，易于产生裂纹。由此，对陶瓷粉末及基板进行预热是防止成形过程中裂纹产生的一种有效方法。在这里，预热温度直接影响微裂纹的形成，并决定了烧结深度和密度。当预热温度太低，由于粉层冷却太快，熔化颗粒之间来不及充分湿润和互相扩散、流动，烧结体内留下空隙，将导致烧结深度和密度大幅度下降，影响成形件质量；随着预热温度升高，粉末材料导热性能变好，低熔点有机成分液相数增加，有利于其流动扩散和湿润，从而获得更好的层内烧结和层间烧结；但若预热温度过高，又会导致部分低熔点有机物的碳化和烧损，反而降低烧结深度和密度。所以合理的预热温度不能太高也不能太低。根据有关实验研究与理论分析，合理的陶瓷成形预热温度应该在1300℃～1700℃。为得到较好的预热效果，国内研究机构开发了不同的加热装置。专利申请号为200820192071.6的实用新型专利“一种金属零件选区激光熔化快速成型设备”在预热和保温的金属基板上铺粉，在工作过程中金属基板温度始终保持在80～100℃。专利申请号为201120497777.5的实用新型专利“一种选择性激光烧结上送粉装置”，该送粉装置先将粉铺到供粉凹槽上，再将凹槽移至预热装置上方，加热均匀后铺到工作台面上。上述预热装置能满足金属粉末的预热，但对于熔点极高的陶瓷材料，前者的预热温度过低，后者在工作台面上没有保温装置散热太快。国内外运用于陶瓷成形的商业化设备仅有美国PHENIX公司涉足，而带有高温预热装置的陶瓷铺粉装置还未曾出现。为了达到陶瓷粉末高温预热的效果，开发了一种能在粉末底部进行高温预热的铺粉装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种带有感应加热系统的铺粉装置，该铺粉装置能针对陶瓷材料进行激光熔融成形过程中的铺粉工作，其在待加工粉末区域底部设有感应加热装置，通过20KW感应加热装置以及其温控功能将粉末温度控制在适宜范围内，达到高温预热和减少裂纹产生的目的。

实现本发明目的的技术方案为：一种带有感应加热系统的铺粉装置，包括试验台架1，感应加热器支架2，感应加热器3，刮刀4，高度调节装置5，支架6，漏槽7，漏斗8，围板9，防护板10，滚轮地脚11，隔热板12，压板13，过渡板14，工作台面15，滑块16，直导轨17，阻尼驱动装置18。