[发明专利]一种复合式增材制造振动铺粉装置及铺粉方法

说明书

本发明属于增材制造领域，公开了一种新型复合式增材制造振动铺粉装置，铺粉装置主要包括：前端压粉辊、后端压板、振动装置以及机械传动部分。前端压粉辊以一定的转速旋转，对粉层进行滚压；后端压板由曲柄连杆装置带其上下移动，特点是还包括振动装置同时使压板做高频振动，从而对粉层进一步压实，整个铺粉部分由机械传动部分带动。本发明结构及运动方式简单，利用辊压结合的方式，增加粉末之间的紧实度，提高三维成型产品致密性；并对压板结构进行优化，将压板与粉层接触端设计有一定弧度的弧面，有效降低弹粉现象,增加压板的寿命。装置整体简单紧凑、工序简单，整个铺粉过程一气呵成，可有效的节省时间，提高效率。

技术领域

本发明涉及金属材料的增材制造领域，具体地涉及一种复合式增材制造振动铺粉装置及铺粉方法。

背景技术

增材制造技术俗称3D打印技术，其中，激光选区熔化技术(简称SLM)是金属增材制造技术中目前最前端的发展形式之一，其加工过程主要为：零件的三维数模完成切片分层处理并导入成形设备后，水平刮板将堆积的金属粉末均匀的铺在水平基板上，高能量激光束按照当前切片层的数据信息选择性地熔化基板上的粉末，成形当前层的形状，基板下降一定高度，然后水平刮板在已成型的结构上再铺上薄薄一层金属粉末，激光按照规划的路径熔融粉层，如此往复循环直至整个零件完成制造。

然而，目前激光选区熔化技术仍面临着一系列问题，如成形表面粗糙、残余应力较大、易产生裂纹、孔洞等缺陷。通过实验观测发现，铺粉质量的好坏直接决定了试样的成型精度和致密度。在现有的技术中，铺粉部分主要选用刮板或辊筒，刮板式在使用过程中易在粉层上刮出痕迹，且当粉末粒径太大时，会发生弹粉现象，污染激光镜头，且刮板上容易粘粉影响后续铺粉；辊筒式相比之下，可较大的提高粉层的致密度，但是由于压粉辊自身的形状，易在粉层表面上形成波纹，降低铺粉质量。针对此类问题，部分人设计出移动式落粉铺粉部分，落粉与铺粉同时进行，可以避免粉末堆积在压粉辊或刮板前方，但是结构复杂，清理粉末以及维修难度大。较好的办法就是刮板或辊筒上加振动源，单一的在刮板或者压粉辊运动的时候振动，可有效的减少铺粉部分粘粉现象，但仍然无法避免结构上带来的不足。

发明内容

本发明的目的在于设计用于增材制造中的一种复合式增材制造振动铺粉装置，将辊压技术耦合起来，有效地解决了上述现有技术中存在的问题，提高三维成型产品的致密性。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种复合式增材制造振动铺粉装置，为复合式振动铺粉装置，包括两根固定杆和主杆、机械传动部分和铺粉部分，两根固定杆连接在复合式振动铺粉装置的两端，机械传动部分两端分别连接两根固定杆，铺粉部分经主杆与机械传动部分连接，通过机械传动部分在两根固定杆之间来回，所述铺粉部分包括前端压粉辊部分、后端压板部分和振动装置。

上述的一种复合式增材制造振动铺粉装置，所述前端压粉辊部分包括压粉辊、第二驱动电机，第二驱动电机连接在主杆侧面，第二驱动电机的输出轴与压粉辊连接，带动压粉辊以一定转速转动。

上述的一种复合式增材制造振动铺粉装置，所述后端压板部分包括连接板、第一驱动电机、曲柄连杆装置和压板，所述连接板与主杆连接，第一驱动电机连接在连接板上，第一驱动电机的输出杆连接曲柄连杆装置，曲柄连杆装置的另一端连接压板，所述振动装置连接在压板上，压板的长和宽与压粉辊相适应。

上述的一种复合式增材制造振动铺粉装置，所述曲柄连杆装置包括曲柄、T型连杆和限位槽，T型连杆包括横杆和竖杆，横杆上开有长条孔，限位槽连接在连接板上，T型连杆滑动连接在限位槽内，对T型连杆左右限位。

上述的一种复合式增材制造振动铺粉装置，所述限位槽上开有长条孔，所述竖杆背面连接有限位柱，所述限位柱能在长条孔内上下滑动，对T型连杆上下限位。