[发明专利]一种多材料增材制造送粉装置及送粉方法

说明书

本发明涉及一种多材料增材制造送粉装置及送粉方法，属于智能制造技术领域。该多材料增材制造送粉装置包括控制系统、送粉装置壳体和送粉装置壳体顶部的多路结构相同的送粉装置，每路送粉装置包括储粉仓和送粉构件，储粉仓通过锥形落粉座与送粉构件的进粉口连通，送粉构件的出粉口外接粉末输送管道，出粉口设置有送粉率监测装置，送粉构件和送粉率监测装置均与控制系统连接。本发明通过采集储粉罐中的粉末余量、气流量、粉盘驱动电机转速和送粉率等数据，控制系统控制送粉构件调节送粉速率。

技术领域

本发明涉及一种多材料增材制造送粉装置及送粉方法，属于智能制造技术领域。

背景技术

与传统制造技术相比，激光增材制造技术具有柔性高、制造周期短、受产品结构和材料约束小等一系列优点，在航空航天、生物医疗、交通能源、电子工业、艺术创作等领域得到了广泛应用。送粉装置作为激光增材制造系统中用于存储粉末并根据相应工艺要求向打印平台输送粉末的不可或缺的部分，其送粉性能在很大程度上决定了成形件的成形质量。根据粉末输送方式的不同，目前市场上的送粉装置主要包括螺旋式、刮吸式和滚轮式三种。不同的送粉方式各有优劣，但无一例外都要求粉末输送精确和稳定，这是评价送粉装置性能的重要指标。

现有送粉技术对送粉量的调节是通过在电机控制线路上串联可调电阻，通过手动调节可调电阻阻值改变电机两端电压，从而达到对电机转速的调节。这种开环控制方法不仅送粉精度低，而且受电压波动和可调电阻磨损影响，不能保证送粉的稳定性；此外，该技术中气流量的调节也是通过手动调节浮子式流量计的阀门开合大小实现的，这种调节方式无法根据不同送粉量自动匹配气流量，且存在气体浪费气体现象，当气流过大时还存在粉末输送到熔池处不汇聚现象。

现有的送粉装置控制方式不仅自动化程度低，且开环控制导致粉末输送精度不高，送粉率较低；无法实现对不同送粉量送粉参数自动匹配，导致存在浪费气体和输出粉末不汇聚等现象；无法实现同时输出一种或多种粉末并实时改变不同粉末之间的比例。

发明内容

本发明针对现有技术中送粉装置存在的问题，提出一种多材料增材制造送粉装置及其送粉方法，即可实时采集储粉仓粉末剩余量并可不停机添加粉末。且通过精准调节送粉气流量、粉盘驱动电机转速和对送粉率进行实时采样，达到对粉末输送的精确控制。

本发明为解决其技术问题而采用的技术方案是：

一种多材料增材制造送粉装置，包括控制系统、送粉装置壳体1和设置送粉装置壳体1 顶部的多路结构相同的送粉装置，每路送粉装置包括储粉仓5和送粉构件，储粉仓5通过锥形落粉座6与送粉构件的进粉口连通，送粉构件的出粉口12外接粉末输送管道，出粉口12 设置有送粉率监测装置11，送粉构件和送粉率监测装置11均与控制系统连接；

所述送粉率监测装置11为红外光电转换监测装置，红外光电转换监测装置包括相对设置于粉末输送管道内壁两侧的红外发射装置和红外接收装置，红外发射装置和红外接收装置均与控制系统连接，用于实时监测粉末的流量大小，其监测原理：当粉末流过粉末输送管道，红外发射装置发射红外线，红外线穿过粉末输送管道内流动的粉末后经红外接收装置接收，粉末输送管道内流动的粉末对红外线产生遮挡，导致接收装置上接收到的红外线强度变化，接收装置将光线变化转换为0～3.3V电压变化，控制系统通过读取此装置的电压来计算送粉率。

具体计算公式为：

L＝kv

式中，L-送粉率，k-比例系数，v-电压。

所述储粉仓5顶端设置有与储粉仓5连通的加粉装置4，加粉装置4设计为蝶阀结构；

锥形落粉座6通过搭扣13与送粉构件的顶端固定搭接；