CN114789257B - 一种具有连续循环铺粉结构的增材制造成形设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有连续循环铺粉结构的增材制造成形设备，包括固定座、换向机构、储粉壳体、连续循环铺粉装置、输送孔、盖子和传动套体等；本发明中设置的刮送机构，能够驱使刮板旋转，而刮板的旋转则有助于粉料通过输送孔均匀输送到缓冲腔中，也就确保了铺粉时候给料的稳定性和可靠性；设置的数个分流隔板，能够避免缓冲腔中的粉料出现堆积结块现象，从而有助于缓冲腔中的粉料分流进入到对应的输送粉槽中，也就进一步确保了铺粉时候给料的稳定性和可靠性；设置的换向机构，能够根据需要带动储粉壳体和连续循环铺粉装置旋转，从而满足了激光器工作时能够将连续循环铺粉装置旋转至激光器工作前侧区域进行铺粉，也就提高了零件成形的效率。
Description
技术领域：
本发明涉及增材制造设备领域，特别涉及一种具有连续循环铺粉结构的增材制造成形设备。
背景技术：
增材制造技术融合了新材料、信息与制造等多学科技术，被誉为有望产生“第三次工业革命”的代表性技术，是大批量制造模式向个性化制造模式发展的引领技术。金属增材制造技术作为整个增材制造体系中最为前沿和最有潜力的技术，是先进制造技术的重要发展方向。适用于复杂构件的近净成形，采用增材制造技术制造出的成形件具有优异的力学性能，适合多种材料的快速成形，且材料利用率高；激光选区激光熔化成形技术是增材制造的典型代表，它将传统的三维制造工艺转变为平面制造-累积叠加工艺，通过粉末逐层熔化实现三维复杂精密零部件的制造，适合几乎任意复杂形状金属零部件的制造。同时，SLM成形采用的光斑直径小，成形精度高，可以直接成形具有异性流道的复杂薄壁构件，最小壁厚可达到100μm,成形件性能可达到同成分锻件水平，精度远高于精铸工艺。因此，该技术在航空航天、医疗、模具、汽车等领域得到了广泛的应用，被认为是近年来发展最快和最具发展潜力的金属增材制造技术之一；而现有的增材制造成形设备中的铺粉成形为间歇性，且铺粉和扫描不能同时进行，从而影响了零件成形的效率。
发明内容：
本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种具有连续循环铺粉结构的增材制造成形设备，解决了现有的增材制造成形设备中的铺粉成形为间歇性，且铺粉和扫描不能同时进行，从而影响了零件成形的效率的问题。
为了解决上述问题，本发明提供了一种技术方案：一种具有连续循环铺粉结构的增材制造成形设备，包括激光器，其创新点在于：还包括固定座、换向机构、储粉壳体、储粉腔、刮送机构、连续循环铺粉装置、输送孔、盖子和传动套体；所述固定座顶部固定连接在激光器上，所述固定座上侧中央内部活动连接有传动套体；所述换向机构设在固定座上侧内部，所述换向机构与传动套体上侧外部相连接；所述储粉壳体上侧活动连接在固定座下侧内部，所述储粉壳体上侧中央内部与传动套体下侧外部固定连接，所述储粉壳体内部设有储粉腔，且储粉腔右下侧设有若干个输送孔；所述储粉腔右上侧开口处设有盖子；所述刮送机构下侧设在储粉腔内部，所述刮送机构上侧设在固定座上侧内部；所述连续循环铺粉装置顶部固定连接在储粉壳体右下侧，所述连续循环铺粉装置右上侧开口与输送孔下侧开口相连通。
作为优选，所述换向机构的具体结构包括电机一、主动齿轮一和从动齿轮一；所述电机一固定连接在固定座左上侧内部，所述电机一右侧输出轴上固定连接有主动齿轮一；所述从动齿轮一内部与传动套体上侧外部固定连接，所述从动齿轮一左下侧与主动齿轮一相连接。
作为优选，所述电机一为伺服电机或步进电机。
作为优选，所述刮送机构的具体结构包括罩体、连接齿轮一、连接套体、刮板、传动齿轮一、传动轴、传动齿轮二、电机二、连接齿轮二、端面齿轮和主动齿轮二；所述连接套体内部活动连接在储粉腔中央内壁上，所述连接套体下侧四周固定连接有数个刮板，所述连接套体顶部固定连接有连接齿轮一；所述罩体固定连接在储粉腔顶面中央；所述传动轴活动连接在储粉腔右上侧内部，所述传动轴底部固定连接有传动齿轮一，且传动齿轮一与连接齿轮一右侧齿部相连接，所述传动齿轮一顶部固定连接有传动齿轮二；所述连接齿轮二位于储粉壳体上侧，所述连接齿轮二内部活动连接在传动套体外部，所述连接齿轮二右侧齿部与传动齿轮二相连接，所述连接齿轮二顶部边缘处固定连接有端面齿轮；所述电机二固定连接在固定座右上侧内部，所述电机二左侧输出轴上固定连接有主动齿轮二，且主动齿轮二与端面齿轮相连接。
作为优选，所述连接齿轮一和传动齿轮一均位于罩体内部。
作为优选，所述电机二为伺服电机或步进电机。
作为优选，所述连续循环铺粉装置的具体结构包括连接座、缓冲腔、分流隔板、铺粉带、输送粉槽、电机三、主动带轮、铺粉口、从动带轮和通孔；所述连接座左侧内部设有通孔，所述连接座右侧内部设有缓冲腔，所述连接座右后侧外部固定连接有电机三；所述缓冲腔下侧开设有铺粉口，所述缓冲腔右下侧内部活动连接有主动带轮，所述缓冲腔左下侧内部活动连接有从动带轮；所述分流隔板为数个，数个所述分流隔板呈横向排列且均固定连接在缓冲腔内部中央；所述主动带轮后侧中心与电机三输出轴固定连接，所述主动带轮通过铺粉带与从动带轮相连接，且铺粉带外侧开设有若干个输送粉槽。
作为优选，所述分流隔板上侧呈尖角形状。
作为优选，所述电机三为伺服电机或步进电机。
本发明的有益效果：
（1）本发明具有结构合理简单、生产成本低、安装方便，这里设置的刮送机构，能够驱使刮板旋转，而刮板的旋转则有助于粉料通过输送孔均匀输送到缓冲腔中，也就确保了铺粉时候给料的稳定性和可靠性。
（2）本发明中设置的数个分流隔板，能够避免缓冲腔中的粉料出现堆积结块现象，从而有助于缓冲腔中的粉料分流进入到对应的输送粉槽中，也就进一步确保了铺粉时候给料的稳定性和可靠性。
（3）本发明中设置的换向机构，能够根据需要带动储粉壳体和连续循环铺粉装置旋转，从而满足了激光器工作时能够将连续循环铺粉装置旋转至激光器工作前侧区域进行铺粉，也就提高了零件成形的效率。
附图说明：
图1为本发明的结构示意图。
图2为换向机构的结构示意图。
图3为刮送机构的结构示意图。
图4为连续循环铺粉装置的结构示意图。
1-激光器；2-固定座；3-换向机构；4-储粉壳体；5-储粉腔；6-刮送机构；7-连续循环铺粉装置；8-输送孔；9-盖子；10-传动套体；31-电机一；32-主动齿轮一；33-从动齿轮一；61-罩体；62-连接齿轮一；63-连接套体；64-刮板；65-传动齿轮一；66-传动轴；67-传动齿轮二；68-电机二；69-连接齿轮二；610-端面齿轮；611-主动齿轮二；71-连接座；72-缓冲腔；73-分流隔板；74-铺粉带；75-输送粉槽；76-电机三；77-主动带轮；78-铺粉口；79-从动带轮；710-通孔。
具体实施方式：
实施例1
如图1所示，本具体实施方式采用以下技术方案：一种具有连续循环铺粉结构的增材制造成形设备，包括激光器1，还包括固定座2、换向机构3、储粉壳体4、储粉腔5、刮送机构6、连续循环铺粉装置7、输送孔8、盖子9和传动套体10；所述固定座2顶部固定连接在激光器1上，所述固定座2上侧中央内部活动连接有传动套体10；所述换向机构3设在固定座2上侧内部，所述换向机构3与传动套体10上侧外部相连接；所述储粉壳体4上侧活动连接在固定座2下侧内部，所述储粉壳体4上侧中央内部与传动套体10下侧外部固定连接，所述储粉壳体4内部设有储粉腔5，且储粉腔5右下侧设有若干个输送孔8；所述储粉腔5右上侧开口处设有盖子9；所述刮送机构6下侧设在储粉腔5内部，所述刮送机构6上侧设在固定座2上侧内部；所述连续循环铺粉装置7顶部固定连接在储粉壳体4右下侧，所述连续循环铺粉装置7右上侧开口与输送孔8下侧开口相连通。
实施例2
如图1所示，本具体实施方式采用以下技术方案：一种具有连续循环铺粉结构的增材制造成形设备，包括激光器1，还包括固定座2、换向机构3、储粉壳体4、储粉腔5、刮送机构6、连续循环铺粉装置7、输送孔8、盖子9和传动套体10；所述固定座2顶部固定连接在激光器1上，所述固定座2上侧中央内部活动连接有传动套体10；所述换向机构3设在固定座2上侧内部，所述换向机构3与传动套体10上侧外部相连接；所述储粉壳体4上侧活动连接在固定座2下侧内部，所述储粉壳体4上侧中央内部与传动套体10下侧外部固定连接，所述储粉壳体4内部设有储粉腔5，且储粉腔5右下侧设有若干个输送孔8；所述储粉腔5右上侧开口处设有盖子9；所述刮送机构6下侧设在储粉腔5内部，所述刮送机构6上侧设在固定座2上侧内部；所述连续循环铺粉装置7顶部固定连接在储粉壳体4右下侧，所述连续循环铺粉装置7右上侧开口与输送孔8下侧开口相连通。
如图2所示，所述换向机构3的具体结构包括电机一31、主动齿轮一32和从动齿轮一33；所述电机一31固定连接在固定座2左上侧内部，所述电机一31右侧输出轴上固定连接有主动齿轮一32；所述从动齿轮一33内部与传动套体10上侧外部固定连接，所述从动齿轮一33左下侧与主动齿轮一32相连接。
其中，所述电机一31为伺服电机或步进电机，从而能够通过现有的自动化技术进行控制。
如图3所示，所述刮送机构6的具体结构包括罩体61、连接齿轮一62、连接套体63、刮板64、传动齿轮一65、传动轴66、传动齿轮二67、电机二68、连接齿轮二69、端面齿轮610和主动齿轮二611；所述连接套体63内部活动连接在储粉腔5中央内壁上，所述连接套体63下侧四周固定连接有数个刮板64，所述连接套体63顶部固定连接有连接齿轮一62；所述罩体61固定连接在储粉腔5顶面中央；所述传动轴66活动连接在储粉腔5右上侧内部，所述传动轴66底部固定连接有传动齿轮一65，且传动齿轮一65与连接齿轮一62右侧齿部相连接，所述传动齿轮一65顶部固定连接有传动齿轮二67；所述连接齿轮二69位于储粉壳体4上侧，所述连接齿轮二69内部活动连接在传动套体10外部，所述连接齿轮二69右侧齿部与传动齿轮二67相连接，所述连接齿轮二69顶部边缘处固定连接有端面齿轮610；所述电机二68固定连接在固定座2右上侧内部，所述电机二68左侧输出轴上固定连接有主动齿轮二611，且主动齿轮二611与端面齿轮610相连接。
其中，所述连接齿轮一62和传动齿轮一65均位于罩体61内部；所述电机二68为伺服电机或步进电机，从而能够通过现有的自动化技术进行控制。
实施例3
如图1所示，本具体实施方式采用以下技术方案：一种具有连续循环铺粉结构的增材制造成形设备，包括激光器1，还包括固定座2、换向机构3、储粉壳体4、储粉腔5、刮送机构6、连续循环铺粉装置7、输送孔8、盖子9和传动套体10；所述固定座2顶部固定连接在激光器1上，所述固定座2上侧中央内部活动连接有传动套体10；所述换向机构3设在固定座2上侧内部，所述换向机构3与传动套体10上侧外部相连接；所述储粉壳体4上侧活动连接在固定座2下侧内部，所述储粉壳体4上侧中央内部与传动套体10下侧外部固定连接，所述储粉壳体4内部设有储粉腔5，且储粉腔5右下侧设有若干个输送孔8；所述储粉腔5右上侧开口处设有盖子9；所述刮送机构6下侧设在储粉腔5内部，所述刮送机构6上侧设在固定座2上侧内部；所述连续循环铺粉装置7顶部固定连接在储粉壳体4右下侧，所述连续循环铺粉装置7右上侧开口与输送孔8下侧开口相连通。
如图2所示，所述换向机构3的具体结构包括电机一31、主动齿轮一32和从动齿轮一33；所述电机一31固定连接在固定座2左上侧内部，所述电机一31右侧输出轴上固定连接有主动齿轮一32；所述从动齿轮一33内部与传动套体10上侧外部固定连接，所述从动齿轮一33左下侧与主动齿轮一32相连接。
其中，所述电机一31为伺服电机或步进电机，从而能够通过现有的自动化技术进行控制。
如图3所示，所述刮送机构6的具体结构包括罩体61、连接齿轮一62、连接套体63、刮板64、传动齿轮一65、传动轴66、传动齿轮二67、电机二68、连接齿轮二69、端面齿轮610和主动齿轮二611；所述连接套体63内部活动连接在储粉腔5中央内壁上，所述连接套体63下侧四周固定连接有数个刮板64，所述连接套体63顶部固定连接有连接齿轮一62；所述罩体61固定连接在储粉腔5顶面中央；所述传动轴66活动连接在储粉腔5右上侧内部，所述传动轴66底部固定连接有传动齿轮一65，且传动齿轮一65与连接齿轮一62右侧齿部相连接，所述传动齿轮一65顶部固定连接有传动齿轮二67；所述连接齿轮二69位于储粉壳体4上侧，所述连接齿轮二69内部活动连接在传动套体10外部，所述连接齿轮二69右侧齿部与传动齿轮二67相连接，所述连接齿轮二69顶部边缘处固定连接有端面齿轮610；所述电机二68固定连接在固定座2右上侧内部，所述电机二68左侧输出轴上固定连接有主动齿轮二611，且主动齿轮二611与端面齿轮610相连接。
其中，所述连接齿轮一62和传动齿轮一65均位于罩体61内部；所述电机二68为伺服电机或步进电机，从而能够通过现有的自动化技术进行控制。
如图4所示，所述连续循环铺粉装置7的具体结构包括连接座71、缓冲腔72、分流隔板73、铺粉带74、输送粉槽75、电机三76、主动带轮77、铺粉口78、从动带轮79和通孔710；所述连接座71左侧内部设有通孔710，所述连接座71右侧内部设有缓冲腔72，所述连接座71右后侧外部固定连接有电机三76；所述缓冲腔72下侧开设有铺粉口78，所述缓冲腔72右下侧内部活动连接有主动带轮77，所述缓冲腔72左下侧内部活动连接有从动带轮79；所述分流隔板73为数个，数个所述分流隔板73呈横向排列且均固定连接在缓冲腔72内部中央；所述主动带轮77后侧中心与电机三76输出轴固定连接，所述主动带轮77通过铺粉带74与从动带轮79相连接，且铺粉带74外侧开设有若干个输送粉槽75。
其中，所述分流隔板73上侧呈尖角形状，从而提高了粉料分流的效果；所述电机三76为伺服电机或步进电机，从而能够通过现有的自动化技术进行控制。
本发明的使用状态为：本发明具有结构合理简单、生产成本低、安装方便，使用时，首先打开盖子9将粉料加入到储粉腔5内部，而后启动电机二68带动主动齿轮二611旋转，而主动齿轮二611的旋转则通过端面齿轮610和连接齿轮二69带动传动齿轮二67旋转，而传动齿轮二67的旋转则通过传动轴66和传动齿轮一65带动连接齿轮一62旋转，而连接齿轮一62的旋转则通过连接套体63带动刮板64旋转，而刮板64的旋转则有助于粉料通过输送孔8均匀输送到缓冲腔72中，也就确保了铺粉时候给料的稳定性和可靠性，而后启动电机三76带动主动带轮77旋转，而主动带轮77的旋转则带动铺粉带74运动，从而能够通过输送粉槽75进行连续铺粉作业，而多余的粉料则随输送粉槽75继续循环运动，也就满足了连续循环铺粉的效率，这里设置的数个分流隔板73，能够避免缓冲腔72中的粉料出现堆积结块现象，从而有助于缓冲腔72中的粉料分流进入到对应的输送粉槽75中，也就进一步确保了铺粉时候给料的稳定性和可靠性，而设置的换向机构3，能够根据需要带动储粉壳体4和连续循环铺粉装置7旋转，从而满足了激光器1工作时能够将连续循环铺粉装置7旋转至激光器1工作前侧区域进行铺粉，也就提高了零件成形的效率。
在本发明的控制方式是通过人工启动或通过现有的自动化技术进行控制，动力元件的接线图与电源的提供属于本领域的公知常识，并且本发明主要用来保护机械装置，所以本发明不再详细解释控制方式和接线布置。
在发明的描述中，需要理解的是，术语“同轴”、“底部”、“一端”、“顶部”、“中部”、“另一端”、“上”、“一侧”、“顶部”、“内”、“前部”、“中央”、“两端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对发明的限制。
在发明中， 除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“连接”、“固定”、“旋接”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在发明中的具体含义。
以上显示和描述了发明的基本原理和主要特征和发明的优点，本行业的技术人员应该了解，发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明发明的原理，在不脱离发明精神和范围的前提下，发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的发明范围内，发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
Claims (7)
1.一种具有连续循环铺粉结构的增材制造成形设备，包括激光器(1)，其特征在于：还包括固定座(2)、换向机构(3)、储粉壳体(4)、储粉腔(5)、刮送机构(6)、连续循环铺粉装置(7)、输送孔(8)、盖子(9)和传动套体(10)；
所述固定座(2)顶部固定连接在激光器(1)上，所述固定座(2)上侧中央内部活动连接有传动套体(10)；
所述换向机构(3)设在固定座(2)上侧内部，所述换向机构(3)与传动套体(10)上侧外部相连接；
所述储粉壳体(4)上侧活动连接在固定座(2)下侧内部，所述储粉壳体(4)上侧中央内部与传动套体(10)下侧外部固定连接，所述储粉壳体(4)内部设有储粉腔(5)，且储粉腔(5)右下侧设有若干个输送孔(8)；
所述储粉腔(5)右上侧开口处设有盖子(9)；
所述刮送机构(6)下侧设在储粉腔(5)内部，所述刮送机构(6)上侧设在固定座(2)上侧内部；
所述连续循环铺粉装置(7)顶部固定连接在储粉壳体(4)右下侧，所述连续循环铺粉装置(7)右上侧开口与输送孔(8)下侧开口相连通；
所述换向机构(3)的具体结构包括电机一(31)、主动齿轮一(32)和从动齿轮一(33)；
所述电机一(31)固定连接在固定座(2)左上侧内部，所述电机一(31)右侧输出轴上固定连接有主动齿轮一(32)；
所述从动齿轮一(33)内部与传动套体(10)上侧外部固定连接，所述从动齿轮一(33)左下侧与主动齿轮一(32)相连接；
所述连续循环铺粉装置(7)的具体结构包括连接座(71)、缓冲腔(72)、分流隔板(73)、铺粉带(74)、输送粉槽(75)、电机三(76)、主动带轮(77)、铺粉口(78)、从动带轮(79)和通孔(710)；
所述连接座(71)左侧内部设有通孔(710)，所述连接座(71)右侧内部设有缓冲腔(72)，所述连接座(71)右后侧外部固定连接有电机三(76)；
所述缓冲腔(72)下侧开设有铺粉口(78)，所述缓冲腔(72)右下侧内部活动连接有主动带轮(77)，所述缓冲腔(72)左下侧内部活动连接有从动带轮(79)；
所述分流隔板(73)为数个，数个所述分流隔板(73)呈横向排列且均固定连接在缓冲腔(72)内部中央；
所述主动带轮(77)后侧中心与电机三(76)输出轴固定连接，所述主动带轮(77)通过铺粉带(74)与从动带轮(79)相连接，且铺粉带(74)外侧开设有若干个输送粉槽(75)。
2.根据权利要求1所述的一种具有连续循环铺粉结构的增材制造成形设备，其特征在于：所述电机一(31)为伺服电机或步进电机。
3.根据权利要求1所述的一种具有连续循环铺粉结构的增材制造成形设备，其特征在于：所述刮送机构(6)的具体结构包括罩体(61)、连接齿轮一(62)、连接套体(63)、刮板(64)、传动齿轮一(65)、传动轴(66)、传动齿轮二(67)、电机二(68)、连接齿轮二(69)、端面齿轮(610)和主动齿轮二(611)；
所述连接套体(63)内部活动连接在储粉腔(5)中央内壁上，所述连接套体(63)下侧四周固定连接有数个刮板(64)，所述连接套体(63)顶部固定连接有连接齿轮一(62)；
所述罩体(61)固定连接在储粉腔(5)顶面中央；
所述传动轴(66)活动连接在储粉腔(5)右上侧内部，所述传动轴(66)底部固定连接有传动齿轮一(65)，且传动齿轮一(65)与连接齿轮一(62)右侧齿部相连接，所述传动齿轮一(65)顶部固定连接有传动齿轮二(67)；
所述连接齿轮二(69)位于储粉壳体(4)上侧，所述连接齿轮二(69)内部活动连接在传动套体(10)外部，所述连接齿轮二(69)右侧齿部与传动齿轮二(67)相连接，所述连接齿轮二(69)顶部边缘处固定连接有端面齿轮(610)；
所述电机二(68)固定连接在固定座(2)右上侧内部，所述电机二(68)左侧输出轴上固定连接有主动齿轮二(611)，且主动齿轮二(611)与端面齿轮(610)相连接。
4.根据权利要求3所述的一种具有连续循环铺粉结构的增材制造成形设备，其特征在于：所述连接齿轮一(62)和传动齿轮一(65)均位于罩体(61)内部。
5.根据权利要求3所述的一种具有连续循环铺粉结构的增材制造成形设备，其特征在于：所述电机二(68)为伺服电机或步进电机。
6.根据权利要求1所述的一种具有连续循环铺粉结构的增材制造成形设备，其特征在于：所述分流隔板(73)上侧呈尖角形状。
7.根据权利要求1所述的一种具有连续循环铺粉结构的增材制造成形设备，其特征在于：所述电机三(76)为伺服电机或步进电机。
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