[发明专利]一种激光选区熔化成形单刮刀双向铺粉装置及方法

说明书

本发明一种激光选区熔化成形单刮刀双向铺粉装置及方法，结构简单，铺粉效率高，在保证铺粉效率的同时，粉末清理和维护更便捷。装置包括成形台，左送粉仓和右送粉仓，铺粉槽；铺粉槽包括槽缸、刮刀、挡板和换向板；成形台的两侧分别设置有能够推动换向板转动换向的左换向顶销和右换向顶销；换向时，在铺粉槽运动到左送粉仓或右送粉仓下方前，左换向顶销或右换向顶销与换向板相接触，当铺粉槽运动到送粉仓下方时完成换向板带动挡板的翻转。本发明所述的双向铺粉方法，利用双向铺粉装置，在激光选区熔化成形过程中，能够完成对粉末的投放，在激光选区熔化成形后立即进行铺粉作业，不浪费行程，不浪费工时，对铺粉和成形作业实现统筹安排，效率更高。

技术领域

本发明涉及增材制造装备技术领域，具体为一种激光选区熔化成形单刮刀双向铺粉装置及方法。

背景技术

随着激光熔化技术基础研究不断增强，近年来增材制造工艺得到广泛应用，特别是激光选区熔化成形(SLM)工艺，因其在制造复杂结构部件方面的优势，该工艺在工业应用中得到普遍认可。采用激光选区熔化成形工艺的设备的研制也发展迅速，设备结构形式多种多样，成形原理基本相同，即将由三维模型转换的分层数据，利用计算机控制，实现逐层激光选择性烧结金属粉末，最终实现三维实体零件的加工。该工艺技术的发展，使得复杂零件实现无模具快速加工。

目前，激光选区熔化成形设备的铺粉方式主要有单向和双向两种。单向铺粉方式的设备采用单个刮刀或辊筒铺粉装置进行铺粉，该铺粉装置结构简单，在激光选区熔化成形设备早期研制阶段多采用该铺粉装置。但该铺粉装置的缺点是铺粉效率低，刮刀在完成一次铺粉后，需要重新回到铺粉起点，这段空程时间被浪费。为了提高效率，大多采用双向铺粉装置，根据刮刀数量，又可以分为单刮刀双向铺粉和双刮刀双向铺粉两种形式。对于双刮刀铺粉装置，在铺粉时，一般粉末落于两刮刀之间，在往返刮粉过程中两个刮刀交替发挥铺粉作用。由于铺粉层厚都一般20～60μm，因此这种双刮刀的铺粉装置在工作前要调整刮刀的位置，使得两刮刀的刀刃尽可能在同一平面上，若刮刀存在高度差，在铺粉时就会因粉层厚度不均导致较低刮刀与成形零件刮蹭。

对于单刀双向铺粉装置，通过减少刮刀数量，在保证铺粉效率的同时降低了刮刀调平难度。目前存在很多这种铺粉装置，实现在往返铺粉时粉末能够分别位于刮刀两侧，但大多数装置的结构都比较复杂，清理粉末或维护难度较大。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种激光选区熔化成形单刮刀双向铺粉装置及方法，结构简单，铺粉效率高，在保证铺粉效率的同时，粉末清理和维护更便捷。

本发明是通过以下技术方案来实现：

一种激光选区熔化成形单刮刀双向铺粉装置，包括成形台，设置在成形台上方且左右对称的左送粉仓和右送粉仓，以及通过滑轨滑动连接在成形台上的铺粉槽；

所述的铺粉槽包括槽缸、刮刀、挡板和换向板；槽缸内通过横向隔板分为进粉仓和换向仓；刮刀通过刮刀架沿长度方向固定在进粉仓内并将其分为两个腔体，刮刀下端面尖刃伸出进粉仓与成形台的工作区域无间隙接触；

横向隔板上设置有连接挡板和换向板的转轴；换向板的一端悬置，另一端与弹簧的一端相连，另一端固定在槽缸的弹簧始终保持拉紧状态；挡板设置在刮刀上方，上端卡靠在槽缸的侧壁，下端位于进粉仓其中一个腔体的内；

成形台的两侧分别设置有能够推动换向板转动换向的左换向顶销和右换向顶销；换向时，在铺粉槽运动到左送粉仓或右送粉仓下方前，左换向顶销或右换向顶销与换向板相接触，当铺粉槽运动到送粉仓下方时完成换向板带动挡板的翻转。

优选的，刮刀通过固定螺栓固定在刮刀架上，刮刀架竖直固定于槽缸的下部。

优选的，刮刀架通过调节螺栓固定在槽缸上，通过调节调节螺栓，调整刮刀架的位置。

优选的，挡板下方两侧分别铰链连接一个隔板，两个隔板分别位垂搭在刮刀架的两侧。