[发明专利]一种选择性激光烧结机成型缸传动装置

说明书

技术领域

本发明涉及增材制造的领域，具体是涉及一种大型选择性激光烧结机的成型缸传动装置。

背景技术

选择性激光烧结是RP(Rapid Prototyping)技术中发展起来的又一种全新的增材制造的方法，这种增材制造方法的原理是：首先在制造平面上铺上一层均匀的、薄薄的金属粉末，经预热装置预热到一定温度，计算机根据输入的零件的CAD模型，经过数据处理得到零件的二维切片信息，然后激光对粉末层进行选择性激光烧结，烧结结束，成型缸上升一定高度重新铺粉，再进行新一轮的烧结，周而复始，直至零件成型。

衡量选择性激光烧结成型的零件的主要指标包括致密度，表面粗糙度，尺寸精度等，而这些致密度、表面粗糙度、尺寸精度这些衡量指标与成型缸传动装置密切相关。就一次送粉过程而言，如果整个成型传动过程不稳定，就会造成成型过程的抖动，最终在成型缸铺的一层粉末造成不均匀的后果，就会导致粉末不能均匀地吸收激光能量，从而降低成型零件的质量；如果每一次成型的传动过程不精确，在成型缸上面一层粉末的厚度过小，会造成粉末的过烧结，如果成型缸上面的一层粉末厚度过大，下面的粉末就不能吸收到足够的激光能量完成最后的烧结，导致零件的致密度和零件的力学性能很差，甚至会不能成型零件；就多次成型过程而言，每一次的成型缸基板下降高度误差会在整个传动的过程中累积，就会造成累积误差。所以只有稳定的传动过程，最终在成型缸上面才能铺上一层均匀的粉末，只有精确地传动过程，才能保证尽可能地减小每一次的送粉厚度误差，从而尽可能减小累积误差删除。所以，成型缸传动装置的优劣直接决定了最终成型零件的质量，只有一个精确的、稳定的传动装置才能最终成型一个合格的零件。

目前，成型缸传动装置一般采用的结构是步进电机与滚珠丝杠直接相连，步进电机固定在最下面，滚珠丝杠与步进电机通过联轴器连接，从而步进电机带动滚珠丝杠旋转，但是这种传动装置只能适用于中小型的烧结机，而对于大型的烧结机而言，一方面是承重方面的问题，在承重结构上必须做出改变，但是大型的烧结机本身体积就大，就成型缸500×500×500mm而言，最终高度甚至会超过2m，这就对结构方面有很大的要求，另一方面，这种结构下，烧结机连续性运行方面存在着隐患，对于大型烧结机而言，成型一个大型的零件必须要连续运行很长时间，这就要求烧结机在连续作业下的稳定性和精确性必须有很高的保障。

目前，国内的相关研究很少，在实验室研究与探索杂志中的第32卷第9期中择性激光烧结机设计及其实验文章中虽然采用了通过齿轮传动，但是滚珠丝杠处于悬空状态，在传动过程中的整个作用力全部作用于滚珠丝杠与连接件，不利于大型选择性激光烧结机的连续性传动。

发明内容

针对现有的选择性激光烧结机构存在的问题，本发明的目的在于以下两个方面：一方面要保证整个送粉装置送粉过程的稳定性，精确性，另一方面，在保证第一个方面的的前提下，减小整个装置高度，减少能量消耗，降低成本。

本发明提供的一种选择性激光烧结机成型缸传动装置，它的主要特征包括：

一种选择性激光烧结机成型缸传动装置，包括成型缸1、导柱导轨2、导柱3、滚珠丝杠套筒4、六角柱螺栓5、弹簧垫圈6、六角螺母7、滚珠丝杠螺母8、滚珠丝杠9、推力球轴承10、从动齿轮11、主动齿轮12、基板13、隔热板14、活塞15；

主动齿轮12与步进电机相连，主动齿轮12与从动齿轮11两侧对称装配，从动齿轮11与滚珠丝杠9同心装配，在从动齿轮11下面同心安装一个推力球轴承10，推力球轴承10安装在底座上面固定；滚珠丝杠螺母8安装在滚珠丝杠9上面，滚珠丝杠螺母8与滚珠丝杠套筒4安装在一起；滚珠丝杠套筒4与成型缸的活塞15连接；成型缸1内里面安装基板13、隔热板14和活塞15，基板13安装在最上面，隔热板14安装在最中间，活塞15安装在最下面并与滚珠丝杠套筒4连接；在活塞的下面安装多个导柱3，导柱3均匀的分布在活塞15的下面，并且让重心在滚珠丝杠套筒4的位置，在导柱3的外面安装了导柱导轨2。

进一步，滚珠丝杠螺母分别通过六角柱螺栓5、六角螺母7、弹簧垫圈6与滚珠丝杠套筒4安装在一起；滚珠丝杠套筒4通过8个六角柱螺栓与成型缸的活塞15连接。

进一步，所述主动齿轮12小于从动齿轮11，且主动齿轮12和从动齿轮11分度圆重合，主动齿轮12和从动齿轮11传动比例0.5。

进一步，所述推力球轴承10与滚珠丝杠9相连，推力球轴承固定在支撑件上。

进一步，所述导柱为三根。

进一步，所述活塞15和隔热板14通过螺钉连接，基板13不与隔热板14连接。