CN107952955B - 用于制造三维物体的设备及其送粉装置 - Google Patents

用于制造三维物体的设备及其送粉装置 Download PDF

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Abstract

一种用于制造三维物体的设备及其送粉装置，其中送粉装置包括具有底部开口的送粉箱、粉末驱动器、具有若干条凹槽的辊筒，以及用于驱动辊筒旋转运动的驱动机构，所述粉末驱动器设置于送粉箱内，所述辊筒设置于送粉箱的底部开口处，且通过与送粉箱底部开口的紧密配合，使得送粉箱中的粉末在粉末驱动器的作用下从辊筒的凹槽中下落，以实现送粉，本发明的粉末在粉末驱动器的作用下，不仅增强了流动性，而且得到了向下施压的作用，这样便使得粉末能够更连续地下落至辊筒的凹槽，即进一步保证了凹槽内的粉末填满，因此，本发明用于制造三维物体的设备及其送粉装置保证了送粉稳定性。

Description

用于制造三维物体的设备及其送粉装置
技术领域
本发明属于增材制造技术领域，具体涉及一种用于制造三维物体的设备及其送粉装置。
背景技术
增材制造技术（Additive Manufacturing，简称AM）是一项具有数字化制造、高度柔性和适应性、直接CAD模型驱动、快速、材料类型丰富多样等鲜明特点的先进制造技术，由于其不受零件形状复杂程度的限制，不需要任何的工装模具，因此应用范围非常广。作为增材制造技术之一的选择性激光烧结技术（Selective Laser Sintering，简称SLS），近年来的发展也是非常迅速，其主要工艺是：送粉装置将一定量粉末送至工作台面，铺粉装置将一层粉末材料平铺在活塞已成型零件的上表面，振镜控制激光器按照该层的截面轴廓对实心部分粉末层进行扫描，使粉末的温度升至熔化点，粉末熔化烧结并与下面已成型的部分实现粘接；当一层截面烧结完后，工作台下降一个层的厚度，铺粉装置又在上面铺上一层均匀密实的粉末，进行新一层截面的扫描烧结，经若干层扫描叠加，直至完成整个三维实体制造。
现有技术中，送粉装置目前一般分为上送粉和下送粉方式，上送粉包括送粉箱体以及设置在箱体下方的辊筒，通过辊筒上的凹槽和辊筒的旋转运动使得凹槽内的粉末下落，以完成送粉，此送粉方式虽然具有占据空间小，可随时添加原料粉末的优点，但缺点是由于粉末的流动性较差，使得凹槽内粉末未填满，从而造成送粉量缺少，进而影响送粉稳定性的技术问题。
发明内容
针对现有技术存在的上述技术问题，本发明提供了一种提高粉末流动性，并保证送粉稳定性的用于制造三维物体的设备及其送粉装置。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种用于制造三维物体的送粉装置，包括具有底部开口的送粉箱、粉末驱动器、具有若干条凹槽的辊筒，以及用于驱动辊筒旋转运动的驱动机构，所述粉末驱动器设置于送粉箱内，所述辊筒设置于送粉箱的底部开口处，且通过与送粉箱底部开口的紧密配合，使得送粉箱中的粉末在粉末驱动器的作用下从辊筒的凹槽中下落，以实现送粉。
作为本发明的优选技术方案，所述粉末驱动器包括搅拌轴、设置在搅拌轴上的若干个搅拌叶片，以及用于驱动搅拌轴进行旋转运动的驱动装置，所述搅拌轴的两端分别安装在送粉箱的两侧壁上。
作为本发明的优选技术方案，所述搅拌轴和辊筒共用一个驱动机构，所述驱动机构包括电机和同步带，所述同步带绕在辊筒的转轴和搅拌轴上，在电机的驱动下，辊筒旋转运动，并通过同步带带动搅拌轴进行旋转运动。
作为本发明的优选技术方案，所述粉末驱动器包括升降机构和与升降机构相连的搅动板，所述搅动板在升降机构的控制下进行升降运动。
作为本发明的优选技术方案，所述升降机构采用气缸进行驱动。
作为本发明的优选技术方案，所述粉末驱动器为超声波振动器。
作为本发明的优选技术方案，所述装置还包括支撑杆和设置在支撑杆上的至少一块弹片，所述支撑杆的两端分别安装在送粉箱的两侧壁上，且弹片的底端与辊筒的外切面弹性接触。
作为本发明的优选技术方案，所述装置还包括用于盖住送粉箱的上开口的盖板，盖板上设有至少一个送粉进口。
本发明还提供了一种用于制造三维物体的设备，其特征在于，包括上述任一项所述的用于制造三维物体的送粉装置。
作为本发明的优选技术方案，所述设备还包括铺粉器、扫描***和成型缸，所述成型缸设置于工作台下，所述送粉装置设置于工作台上的支撑架一侧，所述铺粉器可移动地设置在支撑架内，以使铺粉器将辊筒凹槽中下落的粉末平铺至工作区域，并通过扫描***进行选择性烧结以完成三维物体制造。
本发明的用于制造三维物体的送粉装置，通过包括具有底部开口的送粉箱、粉末驱动器、具有若干条凹槽的辊筒，以及用于驱动辊筒旋转运动的驱动机构，所述粉末驱动器设置于送粉箱内，所述辊筒设置于送粉箱的底部开口处，且通过与送粉箱底部开口的紧密配合，使得送粉箱中的粉末在粉末驱动器的作用下更顺畅地进入辊筒凹槽，进而通过辊筒的转动从凹槽中下落，以实现送粉，使得粉末在粉末驱动器的作用下，不仅增强了流动性，而且得到了向下施压的作用，这样便使得粉末能够更连续地、更密实地下落至辊筒的凹槽，即进一步保证了凹槽内的粉末填满，因此，本发明用于制造三维物体的送粉装置保证了送粉稳定性。
本发明的用于制造三维物体的设备，通过包括上述任一项所述的送粉装置，使得送粉箱中的粉末在粉末驱动器的作用下更顺畅地进入辊筒凹槽，进而通过辊筒的转动从凹槽中下落，以实现送粉，使得粉末在粉末驱动器的作用下，不仅增强了流动性，而且得到了向下施压的作用，这样便使得粉末能够更连续地、更密实地下落至辊筒的凹槽，即进一步保证了凹槽内的粉末填满，因此，本发明用于制造三维物体的设备保证了送粉稳定性。
附图说明
图1为本发明用于制造三维物体的送粉装置提供的一实施例的结构示意图；
图2为图1的局部剖视图；
图3为图2的局部B放大图；
图4为图1的局部A放大图；
图5为本发明用于制造三维物体的送粉装置提供的另一实施例的结构示意图；
图6为图5的局部剖视图；
图7为图6的局部C放大图；
图8为本发明用于制造三维物体的设备提供的一实施例的结构示意图。
图中部件标记如下：
1、工作台，2、铺粉器，3、送粉装置，4、支撑架，31、送粉箱，32、辊筒，33、搅拌轴，34、搅拌叶片，35、电机，36、同步带、37、搅动板，38、支撑杆，39、弹片，311、送粉进口，321、凹槽，5、盖板。
具体实施方式
为了让本领域的技术人员更好地理解并实现本发明的技术方案，以下将结合说明书附图和具体实施例做进一步详细说明。
本发明提供了一种用于制造三维物体的送粉装置，包括具有底部开口的送粉箱、粉末驱动器、具有若干条凹槽的辊筒，以及用于驱动辊筒旋转运动的驱动机构，所述粉末驱动器设置于送粉箱内，所述辊筒设置于送粉箱的底部开口处，且通过与送粉箱底部开口的紧密配合，使得送粉箱中的粉末在粉末驱动器的作用下更顺畅地进入辊筒凹槽，进而通过辊筒的转动从凹槽中下落，以实现送粉。
上述通过与送粉箱底部开口的紧密配合，是指辊筒和送粉箱的底部开口形成不漏粉，而仅让粉末从凹槽中下落，由于这部分技术属于现有技术，因此在此不做详细描述。优选地，为了进一步确保辊筒和送粉箱的底部开口形成不漏粉，将平行于辊筒转轴的送粉箱的两侧壁分别加上一根密封条。
上述粉末驱动器主要是用于增强粉末流动性，以及给粉末向下施压的作用，从而使得粉末流动性更好，进而保证了送粉工作稳定性，具体实施中，粉末驱动器可采用多种结构实现，在下面实施例将会描述几种具体的结构，另外，所述粉末驱动器还可以为超声波振动器，当然，其还可以为其它任一具有上述功能的具体结构，在此不做一一例举。
下面通过结合附图并以具体实施例的方式详细描述本发明的技术方案。
如图1至图4所示，用于制造三维物体的送粉装置包括具有底部开口的送粉箱31、粉末驱动器、具有若干条凹槽321的辊筒32，以及用于驱动辊筒32旋转运动的驱动机构，所述粉末驱动器设置于送粉箱31内，所述辊筒32设置于送粉箱31的底部开口处，且通过与送粉箱31底部开口的紧密配合，使得送粉箱31中的粉末在粉末驱动器的作用下从辊筒32的凹槽321中下落，以实现送粉。
所述粉末驱动器包括搅拌轴33、设置在搅拌轴33上的若干个搅拌叶片34，以及用于驱动搅拌轴33进行旋转运动的驱动装置，所述搅拌轴33的两端分别安装在送粉箱31的两侧壁上，这样便可通过搅拌轴33的旋转运动，带动若干个搅拌叶片34进行旋转运动，从而大大增加了粉末流动性。在此需说明的是，上述搅拌轴33的安装位置可根据具体要求并结合设备整体结构布局考虑而确定，优选地，为了进一步提高送粉箱31的粉末更易下落到辊筒32凹槽321的效果，上述搅拌叶片34的最低点与辊筒32外切面的最高点距离为5mm-10mm之间。
优选地，如图4所示，所述搅拌轴33和辊筒32共用一个驱动机构，所述驱动机构包括电机35和同步带36，所述同步带36绕在辊筒32的转轴和搅拌轴33上，在电机35的驱动下，辊筒32旋转运动，并通过同步带36带动搅拌轴33进行旋转运动，这样可以减少一个驱动装置，即节约了设备成本，也使得整个设备结构更紧凑。
作为该实施例的优选技术方案，所述装置还包括支撑杆38和设置在支撑杆38上的至少一块弹片39，所述支撑杆38的两端分别安装在送粉箱31的两侧壁上，且弹片39的底端与辊筒32的外切面弹性接触，这样当辊筒32运动时，每当弹片39弹性接触到其外切面，便会对辊筒32起到一个振动作用，从而使得辊筒32凹槽321内的粉末更容易下落，从而进一步保证了送粉工作稳定性。在此需说明的是，所述支撑杆38和弹片39可以采用相同材质一体成型，当然，也可以采用不同材质分别成型，再通过组装而成。优选地，上述弹片39可为三个或三个以上，且均匀设置在辊筒32上。在此需说明的是，虽然图1至图4中未示出上述支撑杆38和弹片39，但其可以采用下一实施例相同的支撑杆38和弹片39，如图6和图7所示。
优选地，所述装置还包括用于盖住送粉箱31的上开口的盖板5，盖板5上设有至少一个送粉进口311，从而避免了现有技术送粉箱31具有敞开口，造成送粉箱31中的粉末易受外界环境污染，以及更容易受潮而影响粉末质量的弊端。如图1、图2可知，该实施中送粉进口311的数量为一个，当然，在具体实施中，其可根据实际需要合理确定送粉进口311的数量，在此不做一一列举。
如图5至图7所示，用于制造三维物体的送粉装置包括具有底部开口的送粉箱31、粉末驱动器、具有若干条凹槽321的辊筒32，以及用于驱动辊筒32旋转运动的驱动机构，所述粉末驱动器设置于送粉箱31内，所述辊筒32设置于送粉箱31的底部开口处，且通过与送粉箱31底部开口的紧密配合，使得送粉箱31中的粉末在粉末驱动器的作用下从辊筒32的凹槽321中下落，以实现送粉。
所述粉末驱动器包括升降机构和与升降机构相连的搅动板37，所述搅动板37在升降机构的控制下进行升降运动，这样便可通过搅拌板37的升降运动增加了粉末流动性。所述升降机构可采用气缸进行驱动，当然，还可以采用其它机构，只要能够带动搅拌板37进行升降运动即可，在此不做一一例举。在此需说明的是，本发明的搅拌板37形状不做任何限制，其除了为图6和图7所示形状外，还可以为其它任一形状，如简单的长条状等。
优选地，如图6和图7所示，所述装置还包括支撑杆38和设置在支撑杆38上的至少一块弹片39，所述支撑杆38的两端分别安装在送粉箱31的两侧壁上，且弹片39的底端与辊筒32的外切面弹性接触，这样当辊筒32运动时，每当弹片39弹性接触到其外切面，便会对辊筒32起到一个振动作用，从而使得辊筒32凹槽321内的粉末更容易下落，从而进一步保证了送粉工作稳定性。在此需说明的是，所述支撑杆38和弹片39可以采用相同材质一体成型，当然，也可以采用不同材质分别成型，再通过组装而成。优选地，上述弹片39可为三个或三个以上，且均匀设置在辊筒32上。
优选地，所述装置还包括用于盖住送粉箱31的上开口的盖板5，盖板5上设有至少一个送粉进口311，从而避免了现有技术送粉箱31具有敞开口，造成送粉箱31中的粉末易受外界环境污染，以及更容易受潮而影响粉末质量的弊端。如图5和图6可知，该实施中送粉进口311的数量为两个，当然，在具体实施中，其可根据实际需要确定送粉进口311的数量，在此不做一一列举。
如图8所示，本发明还提供了一种用于制造三维物体的设备，该设备包括上述任一实施例的送粉装置，当然，该设备还包括铺粉器2、扫描***（图中未示出）和成型缸（图中未示出），所述成型缸设置于工作台1下，所述送粉装置3设置于工作台1上的支撑架4一侧，所述铺粉器2可移动地设置在支撑架4内，以使铺粉器2将辊筒32凹槽321中下落的粉末平铺至工作区域，并通过扫描***进行选择性烧结以完成三维物体制造。
该实施中，所述辊筒32安装在工作台1的支撑架4上，所述送粉箱31通过安装座安装在工作台1的支撑架4上。
以上实施例仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均应属于本发明的保护范围。应当指出，在不脱离本发明原理前提下的若干修改和修饰，应视为本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于制造三维物体的送粉装置，其特征在于，包括具有底部开口的送粉箱、粉末驱动器、具有若干条凹槽的辊筒，以及用于驱动辊筒旋转运动的驱动机构，所述粉末驱动器设置于送粉箱内，所述辊筒设置于送粉箱的底部开口处，且通过与送粉箱底部开口的紧密配合，使得送粉箱中的粉末在粉末驱动器的作用下从辊筒的凹槽中下落，以实现送粉，其中，所述装置还包括支撑杆和设置在支撑杆上的至少一块弹片，所述支撑杆的两端分别安装在送粉箱的两侧壁上，且弹片的底端与辊筒的外切面弹性接触。
2.根据权利要求1所述的用于制造三维物体的送粉装置，其特征在于，所述粉末驱动器包括搅拌轴、设置在搅拌轴上的若干个搅拌叶片，以及用于驱动搅拌轴进行旋转运动的驱动装置，所述搅拌轴的两端分别安装在送粉箱的两侧壁上。
3.根据权利要求2所述的用于制造三维物体的送粉装置，其特征在于，所述搅拌轴和辊筒共用一个驱动机构，所述驱动机构包括电机和同步带，所述同步带绕在辊筒的转轴和搅拌轴上，在电机的驱动下，辊筒旋转运动，并通过同步带带动搅拌轴进行旋转运动。
4.根据权利要求1所述的用于制造三维物体的送粉装置，其特征在于，所述粉末驱动器包括升降机构和与升降机构相连的搅动板，所述搅动板在升降机构的控制下进行升降运动。
5.根据权利要求4所述的用于制造三维物体的送粉装置，其特征在于，所述升降机构采用气缸进行驱动。
6.根据权利要求1所述的用于制造三维物体的送粉装置，其特征在于，所述粉末驱动器为超声波振动器。
7.根据权利要求6所述的用于制造三维物体的送粉装置，其特征在于，所述装置还包括用于盖住送粉箱的上开口的盖板，盖板上设有至少一个送粉进口。
8.一种用于制造三维物体的设备，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的用于制造三维物体的送粉装置。
9.根据权利要求8所述的用于制造三维物体的设备，其特征在于，所述设备还包括铺粉器、扫描***和成型缸，所述成型缸设置于工作台下，所述送粉装置设置于工作台上的支撑架一侧，所述铺粉器可移动地设置在支撑架内，以使铺粉器将辊筒凹槽中下落的粉末平铺至工作区域，并通过扫描***进行选择性烧结以完成三维物体制造。
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