CN116393716B - 激光熔覆增材制造用的多功能送粉器及其应用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于增材制造技术领域,具体涉及激光熔覆增材制造用的多功能送粉器,该多功能送粉器包括驱动组件、储粉组件和回收组件。其中,驱动组件包括驱动主体,驱动主体的工作台上设有送粉转盘和气源管路以及载粉组件;储粉组件包括至少两个储粉筒和与每个储粉筒相配合的虹膜开合机构以及驱动虹膜开合机构打开或关闭的齿轮旋转机构;回收组件包括回收筒,回收筒的上端面开设有若干个入料口,并在回收筒的内部设置若干个回收仓。此外,本发明还提供了激光熔覆增材制造用的多功能送粉器的应用方法。本发明的多功能送粉器可容纳多种粉末,并能够控制粉末流量大小,同时还可将送粉转盘内未使用完的粉末回收至储粉筒内,提升了生产效率和粉末回收率。
Description
技术领域
本发明属于增材制造技术领域,具体涉及激光熔覆增材制造用的多功能送粉器及其应用方法,尤其涉及一种能够控制粉末流量及粉末回收的激光熔覆增材制造用的多功能送粉器及其应用方法。
背景技术
激光熔覆技术作为新兴的表面修复改性技术,近年来被广泛应用在航空航天、汽车、冶金、矿山、海洋及石油化工等各个行业。送粉器是激光熔覆技术的重要组成部分,现有的激光熔覆送粉器,不仅功能单一,而且换粉不便,还不能对留滞在送粉盘内未使用完的粉末进行有效回收,大大降低了生产效率。
目前激光熔覆送粉器的换粉方式,主要是将粉料筒拆开倒入新的粉末或者是通过扩大工作台来增加粉料筒和动力源的数量进而能够容纳多种粉末。粉料筒内的粉末回收则是通过将原有的粉料筒拆开后将内部的粉末倒出进行回收。
但由于多粉料筒送粉器的设备体积较大,粉料筒拆卸操作不便、粉末回收比较困难,效率不高。为了解决现有激光熔覆送粉器普遍存在的功能单一、容纳粉末种类少、无法控制粉末流量以及粉末回收等问题,进而提出了本发明。
发明内容
鉴于此,本发明的目的在于提供一种激光熔覆增材制造用的多功能送粉器,旨在克服现有激光熔覆送粉器普遍存在的功能单一、容纳粉末种类少、无法针对粉末进行有效回收的缺陷。
再者,本发明的另一目的在于,提供一种激光熔覆增材制造用的多功能送粉器的应用方法,旨在解决现有激光熔覆送粉器无法有效控制粉末流量大小的问题。
为了达到上述发明目的,本发明采取的技术方案如下:
激光熔覆增材制造用的多功能送粉器,包括驱动组件和储粉组件以及回收组件,其中:
所述驱动组件至少包括一驱动主体,所述驱动主体内部至少包括一动力源和一高压气源,所述驱动主体的工作台上设有一由所述动力源驱动旋转的送粉转盘和一与所述高压气源相连通的气源管路以及一与所述送粉转盘内部相连的载粉组件,所述载粉组件利用高压气源及气源管路,将送粉转盘内部的粉末载出;
所述储粉组件置于所述送粉转盘的上部,该储粉组件包括有:至少两个储粉筒和与每个储粉筒相配合后位于其储粉筒正下方的虹膜开合机构以及驱动每个虹膜开合机构实现打开或关闭的齿轮旋转机构;该齿轮旋转机构与动力源连接后,借助动力源的动力输出,驱动齿轮旋转机构的旋转,进而打开或关闭储粉筒下部的虹膜开合机构,最终实现对储粉筒粉末流量的控制;
所述回收组件置于所述储粉组件的上部,该回收组件至少包括一回收筒,所述回收筒的上端面上开设有若干个入料口,并在该回收筒的内部设置成与储粉筒一一对应的回收仓且每个回收仓的下端面上分别开设有落粉口,此外,在每个所述回收仓的内部还设置有一与落粉口相配合旋转开杆,所述旋转开杆用于旋转时打开或关闭落粉口,实现当落粉口关闭时,通过高压气源及载粉组件将送粉转盘内部未使用完的粉末回收至回收仓内;以及实现当落粉口打开时,将回收至回收仓内的粉料方便落入至对应的储粉筒内。
进一步的,所述虹膜开合机构包括:一虹膜转动环,所述虹膜转动环的内表面设有第一齿条部,外表面设有第二齿条部;和一虹膜齿轮组件,所述虹膜齿轮组件由若干个以虹膜转动环为圆心对称分布的虹膜齿轮开合单元构成,所述虹膜齿轮开合单元包括一虹膜齿轮和一虹膜开合叶片,所述虹膜齿轮与第一齿条部相啮合,当虹膜转动环旋转时,由虹膜齿轮驱动虹膜开合叶片旋转,实现虹膜开合机构的打开或关闭。
更进一步的,所述虹膜转动环的上端面还均匀分布有若干个连接柱,所述连接柱将虹膜外环与虹膜转动环定位嵌套成一体,并在其虹膜外环与虹膜转动环之间设置一齿轮挡板。
再进一步的,所述齿轮旋转机构包括一外齿轮和一传动杆,所述外齿轮与第二齿条部相啮合,所述传动杆与所述动力源相连接后,驱动外齿轮运动,进而驱使虹膜转动环旋转。
较好的,所述储粉组件还包括有:用以支撑储粉筒上部的支撑板和与所述虹膜开合机构相配合的挡板组件,所述挡板组件包括沿竖直方向、紧密贴合后按序排列的上挡板、外挡圈和下挡板,其中,所述外挡圈的外圆表面还设有与所述外齿轮相配合的缺口部。
较佳的,所述回收筒的内部还包括有一中空的圆柱状连接部和若干个分隔板,所述分隔板以圆柱状连接部的轴线为中心均匀间隔布置后将其回收筒的内部分隔成与储粉筒一一对应的回收仓,所述旋转开杆的上下端对应设有上端突出部与下端突出部,所述上端突出部置于回收筒的上端面上,所述下端突出部置于回收筒的下端面下且与所述落粉口紧密配合,此外,所述回收组件还包括有一搅拌电机,所述搅拌电机的搅拌输出端穿过所述圆柱状连接部后延伸至所述送粉转盘的内部,对粉末进行搅拌。
优选的,所述载粉组件包括载粉主管、第一载粉分管和第二载粉分管,所述载粉主管的一端伸入至所述送粉转盘的内部,另一端经控制阀分别连接第一载粉分管和第二载粉分管,所述第一载粉分管用以将送粉转盘内的粉料载出后进行熔覆作业,所述第二载粉分管用以将送粉转盘内未使用完的粉料载出后经入料口回收至回收筒内。
进一步的,所述驱动主体工作台上的气源管路还与送粉转盘的内部相连通,并且该驱动主体上还设有控制动力源开关的启动开关和驱动控制屏以及方便移动的滑轮。
优选地,所述送粉转盘外壳、储粉筒的外壳、回收筒的外壳均采用透明材质便于观察内部粉末的流态。
此外,本发明还提供了一种利用上述涉及的多功能送粉器的应用方法,该应用方法包括以下步骤:
S1.将不同类型的熔覆粉末分别预先储存在不同粉料的储粉筒内,并安装至多功能送粉器的指定位置;
S2.开始熔覆任意一种粉末涂层时,打开对应储粉筒下部的虹膜开合机构,通过控制虹膜开合机构来控制粉末流量进入送粉转盘内;其中,粉末流量的控制通过以下参数及公式来实现:
公式(1)
公式(2)
公式(3)
公式(4)
公式(5)
公式(6)
公式(7)
其中,—虹膜齿轮旋转角度;/>—外齿轮齿数;/>—虹膜齿轮齿数;/>—外齿轮旋转角度;/>—虹膜开合半径;/>—虹膜开合叶片半径;/>—虹膜开合面积;/>—出粉质量;/>—粉末松装密度;/>—出粉质量送粉转盘高度;/>—出粉时间;/>—粉末流量;/>—重力系数;
S3.当熔覆送粉时,通过载粉主管上的控制阀打开第一载粉分管,使粉末通过主管流入第一载粉分管后进行熔覆;当需要换粉时或需要回收送粉转盘里多余的粉末时,关闭第一载粉分管、打开第二载粉分管,同时将第一载粉分管接入对应粉末类型回收筒的入料口处,同时关闭旋转开杆,待粉末流入至回收筒后,通过打开旋转开杆使粉末通过落粉口落入至原始储粉筒内。
本发明的有益效果:
本发明可以通过多个储粉筒实现多种粉末的存储,大大缩短了换粉时间,提高了生产效率;本发明可通过虹膜开合机构控制储粉筒出粉速率和流量大小;同时可以将未使用完毕,留滞在送粉转盘上的粉末进行回收至原有储粉筒内;本发明结构简单,操作方便,效率高,可以提高熔覆生产效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图 1 为本发明激光熔覆增材制造用的多功能送粉器的整体结构示意图;
图 2 为图1中涉及的驱动组件的结构示意图;
图 3 为图2中涉及的载粉组件的结构示意图;
图 4为图1中涉及的储粉组件的结构示意图;
图 5为图4所示结构的***示意图;
图 6 为图5中涉及的外挡圈的结构示意图;
图 7为图5中涉及的储粉筒与虹膜开合机构的***图;
图 8为图1中涉及的回收组件的结构示意图;
图 9为图8中涉及的回收筒的***示意图;
图10为轴类零部件粉末熔覆示意图。
实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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,仅是为了便于描述本发明和简化描述,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,因此不能理解为对本发明的限制;术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性,此外,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;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。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
本发明为了解决现有激光熔覆送粉器普遍存在的功能单一、容纳粉末种类少、无法控制粉末流量以及粉末回收等问题,从而研发了一种结构简单且操作方便的激光熔覆增材制造用的多功能送粉器。该多功能送粉器不仅可以配置多种类型的粉末,还可以通过虹膜开合机构控制粉料筒出粉速率和流量大小,而且可以将未使用完毕,留滞在送粉转盘上的粉末进行回收至原有储粉筒内,提高粉末熔覆的使用效率。
鉴于此,结合图1所示,本发明提供的激光熔覆增材制造用的多功能送粉器,包括驱动组件1和储粉组件2以及回收组件3。
在本发明的技术方案中,如图2所示,驱动组件1至少包括一驱动主体14,所述驱动主体14内部至少包括一动力源和一高压气源,所述驱动主体14的工作台上设有一由所述动力源驱动旋转的送粉转盘13和一与所述高压气源相连通的气源管路15以及一与所述送粉转盘13内部相连的载粉组件16,所述载粉组件16利用高压气源及气源管路15,将送粉转盘13内部的粉末载出。
作为本方案的进一步优化,如图3、8、9所示,所述载粉组件16包括载粉主管161、第一载粉分管163和第二载粉分管164,所述载粉主管161的一端伸入至所述送粉转盘13的内部,另一端经控制阀162分别连接第一载粉分管163和第二载粉分管164,所述第一载粉分管163用以将送粉转盘13内的粉料载出后进行熔覆作业,所述第二载粉分管164用以将送粉转盘13内未使用完的粉料载出后经入料口341回收至回收筒34内。
此外,所述驱动主体14工作台上的气源管路15还与送粉转盘13的内部相连通,并且该驱动主体14上还设有控制动力源开关的启动开关11和驱动控制屏12以及方便移动的滑轮。
在本发明的技术方案中,如图4-7所示,储粉组件2置于送粉转盘13的上部,该储粉组件12包括有:储粉组件壳体21、至少两个储粉筒23和与每个储粉筒23相配合后位于其储粉筒23正下方的虹膜开合机构22以及驱动每个虹膜开合机构22实现打开或关闭的齿轮旋转机构28;该齿轮旋转机构28与动力源连接后,借助动力源的动力输出,驱动齿轮旋转机构28的旋转,进而打开或关闭储粉筒23下部的虹膜开合机构22,最终实现对储粉筒23粉末流量的控制。
在本方案中,储粉筒23的数量优选为3个,分别用储粉筒23a、储粉筒23b、储粉筒23c进行表示;对应的虹膜开合机构22的数量也为3个,分别用虹膜开合机构22a、虹膜开合机构22b、虹膜开合机构22c进行表示。
本方案中涉及的虹膜开合机构22包括:虹膜转动环224和虹膜齿轮组件,所述虹膜转动环224的内表面设有第一齿条部227,外表面设有第二齿条部228;所述虹膜齿轮组件由若干个以虹膜转动环224为圆心对称分布的虹膜齿轮开合单元229构成,所述虹膜齿轮开合单元229包括一虹膜齿轮225和一虹膜开合叶片226,所述虹膜齿轮225与第一齿条部227相啮合,当虹膜转动环224旋转时,由虹膜齿轮225驱动虹膜开合叶片226旋转,实现虹膜开合机构22的打开或关闭。
作为本方案的进一步优化,所述虹膜转动环224的上端面还均匀分布有若干个连接柱223,所述连接柱223将虹膜外环221与虹膜转动环224定位嵌套成一体,并在其虹膜外环221与虹膜转动环224之间设置一齿轮挡板222。
本方案中涉及的齿轮旋转机构28包括一外齿轮281和一传动杆282,所述外齿轮281与第二齿条部228相啮合,所述传动杆282与所述动力源相连接后,驱动外齿轮281运动,进而驱使虹膜转动环224的旋转运动及旋转角度。其中,外齿轮281的旋转角度由驱动主体14设有的启动开关11和驱动控制屏12联合控制,具体过程为:当驱动控制屏12输入具体的旋转角度后,启动开关11立即启动,动力源带动传动杆282旋转一定的角度,由于传动杆282与外齿轮281刚性连接为一体,这时传动杆282将会带动外齿轮281旋转相应的角度。
作为本方案的再一步优化,储粉组件2还包括有:用以支撑储粉筒23上部的支撑板24和与所述虹膜开合机构22相配合的挡板组件,所述挡板组件包括沿竖直方向、紧密贴合后按序排列的上挡板25、外挡圈26和下挡板27,其中,所述外挡圈26的外圆表面还设有与所述外齿轮281相配合的缺口部29。
其中,外挡圈26的外圆直径大于上挡板25、下挡板27的外圆直径,且外挡圈26的内表面设计成多个卡接部,可将上挡板25、下挡板27卡接在其外挡圈26的卡接部上,同时,上挡板25、下挡板27上还设有与储粉筒23相配合的圆孔部。
另外,在本发明中,还可在外挡圈缺口部29的正上方位置处设置旋转刻度线(图中未示出),与旋转刻度线相配合的设计是将外齿轮281中某一轴向对称的两个轮齿标记为红色,该标记的红色轮齿正对其缺口部29正上方旋转刻度线的0度,当外齿轮281旋转时,可通过标记的红色轮齿运动至旋转刻度线上对应的角度后获得。
此外,储粉筒23的上端部还可设计成如下的结构:储粉筒23的上端部设有圆环状的储粉筒上端盖231,所述储粉筒上端盖231通过圆环边置于支撑板24的上端面上,同时,在储粉筒上端盖231的圆环状内部还设有方便取出储粉筒23的中间杆232,以及还在储粉筒上端盖231圆环状的任意一位置设置有储粉筒定位口233,该储粉筒定位口233在安装时始终保持与外齿轮281位于同一竖直方向上,从而方便储粉筒23的安装定位。
在本发明的技术方案中,如图8-9所示,回收组件3置于所述储粉组件2的上部,该回收组件包括回收组件外壳31、回收组件上盖32、搅拌电机33和回收筒34,回收组件外壳31与回收组件上盖32组成回收组件壳体,回收筒34置于回收组件壳体的内部并与其回收组件壳体同高度。
本发明涉及的回收筒34的上端面上开设有若干个入料口341,同时,回收筒34的内部还包括有一中空的圆柱状连接部346和若干个分隔板344,所述分隔板344以圆柱状连接部346的轴线为中心均匀间隔布置后将其回收筒34的内部分隔成与储粉筒23一一对应的回收仓342且每个回收仓342的下端面上分别开设有落粉口345。
在本发明中,入料口341被优先配置为三个,分别用入料口341a、入料口341b、入料口341c进行表示;分隔板344的数量也优先配置为3个,回收仓342的数量也优先为三个。
此外,在每个所述回收仓342的内部还设置有一与落粉口345相配合旋转开杆343,所述旋转开杆343的上下端对应设有上端突出部3431与下端突出部3432,所述上端突出部3431置于回收筒34的上端面上,所述下端突出部3432置于回收筒的下端面下且与所述落粉口345紧密配合用于旋转时打开或关闭落粉口345,实现当落粉口345关闭时,通过高压气源及载粉组件16将送粉转盘13内部未使用完的粉末回收至回收仓342内;以及实现当落粉口345打开时,将回收至回收仓342内的粉料方便落入至对应的储粉筒23内。
另外,在本发明的方案中,搅拌电机33的搅拌输出端穿过圆柱状连接部346后一直延伸至送粉转盘13的内部,对粉末进行搅拌后熔覆或回收。
在上述本发明的技术方案中,所述送粉转盘13的外壳、储粉筒23的外壳和储粉组件壳体21、回收筒34的外壳以及回收组件外壳31、回收组件上盖32均采用透明材质便于观察内部粉末的流态。
最后,针对本发明的技术方案,详细说明本发明的工作过程:
在激光熔覆工作前,可将三种不同类型的粉末,如粉末I、粉末II、粉末 III分别放入三个不同的储粉筒23内。激光熔覆工作时,可通过选择储粉筒 23a 来选择需要的粉末类型,例如粉末I,通过虹膜开合机构22a来调控储粉筒 23a底部的开口大小,从而控制粉末流量大小,粉末通过虹膜开合机构22a的下挡板 27流入送粉转盘 13内部,送粉转盘13内部通过搅拌电机 33防止粉末堆积,驱动主体14内部的动力源带动送粉转盘13转动,气源管路15通入气体将送粉转盘13 内的粉末吹出,通过载粉主管161,控制阀162以及第一载粉分管163将粉末载出,外接激光熔覆头的出粉管开始熔覆作业。
当熔覆不同部位或者需要更换其它类型粉末时,可通过闭合储粉筒 23a下部的虹膜开合机构 22a 以关闭粉末下流,同时通过载粉主管161,控制阀162以及第二载粉分管164将未使用完的粉末载出并外接入至回收筒 34的入粉口 341a,打开旋转开杆 343,将送粉转盘13内剩余的粉末通过落粉口345 回收到储粉筒 23a中,完成粉末回收。
完成粉末回收后再将其他粉末或所需粉末通过载粉主管161,控制阀162以及第一载粉分管163将粉末载出,外接激光熔覆头的出粉管开始熔覆作业,具体过程与粉末I熔覆过程相同。
与此同时,本发明还提供了一种利用上述涉及的多功能送粉器的应用方法,该应用方法包括以下步骤:
S1.将不同类型的熔覆粉末分别预先储存在不同粉料的储粉筒23内,并安装至多功能送粉器的指定位置。
具体过程为:预先将3个储粉筒23取出,将其各个下部的虹膜开合机构22关闭,避免装入粉末时流出;然后再将3种不同类型的熔覆粉末分别储存在3个不同的储粉筒23内部,并安装至设备指定位置后与外齿轮281相啮合。熔覆粉末的粉末类型可以是Fe基合金粉末、Ni基合金粉末、Co基合金粉末,粒度为45μm左右。
S2.开始熔覆任意一种粉末涂层时,打开对应储粉筒23下部的虹膜开合机构22,通过控制虹膜开合机构22来控制粉末流量进入送粉转盘13内;其中,粉末流量的控制通过以下参数及公式来实现:
公式(1)
公式(2)
公式(3)
公式(4)
公式(5)
公式(6)
公式(7)
其中,—虹膜齿轮旋转角度;/>—外齿轮齿数;/>—虹膜齿轮齿数;/>—外齿轮旋转角度;/>—虹膜开合半径;/>—虹膜开合叶片半径;/>—虹膜开合面积;/>—出粉质量;/>—粉末松装密度;/>—出粉质量送粉转盘高度;/>—出粉时间;/>—粉末流量;/>—重力系数。
S3.当熔覆送粉时,通过载粉主管161上的控制阀162打开第一载粉分管163,使粉末通过载粉主管161流入第一载粉分管163后进行熔覆;当需要换粉时或需要回收送粉转盘里多余的粉末时,关闭第一载粉分管163、打开第二载粉分管164,同时将第一载粉分管163接入对应粉末类型回收筒34的入料口341处,同时关闭旋转开杆343,待粉末流入至回收筒34后,通过打开旋转开杆343使粉末通过落粉口345落入至原始储粉筒23内。
由于轴类零部件在两端的磨损相较于中部比较严重,故可以使用较为耐磨的粉末Ⅰ、Ⅲ对前后端部进行熔覆,对中间磨损较为轻的部分可用熔覆粉末Ⅱ。这样可以更加有效的提高整体修复价值和轴的使用寿命。熔覆示意图如图10所示。
本发明利用该多功能送粉器及应用方法,通过控制不同粉末类型,对轴类零部件的不同位置熔覆不同的粉末涂层,可以减少熔覆时间,提高工作效率。熔覆时间对比公式如下:
公式(8)
其中,—粉末Ⅰ涂层熔覆时间;/>—粉末Ⅱ涂层熔覆时间;/>—粉末Ⅲ涂层熔覆时间;/>—常规送粉器换粉时间;/>—多功能送粉器换粉时间。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.激光熔覆增材制造用的多功能送粉器,包括驱动组件和储粉组件,其特征在于,该多功能送粉器还包括有回收组件,其中:
所述驱动组件至少包括一驱动主体,所述驱动主体内部至少包括一动力源和一高压气源,所述驱动主体的工作台上设有一由所述动力源驱动旋转的送粉转盘和一与所述高压气源相连通的气源管路以及一与所述送粉转盘内部相连的载粉组件,所述载粉组件利用高压气源及气源管路,将送粉转盘内部的粉末载出;
所述储粉组件置于所述送粉转盘的上部,该储粉组件包括有:至少两个储粉筒和与每个储粉筒相配合后位于其储粉筒正下方的虹膜开合机构以及驱动每个虹膜开合机构实现打开或关闭的齿轮旋转机构;该齿轮旋转机构与动力源连接后,借助动力源的动力输出,驱动齿轮旋转机构的旋转,进而打开或关闭储粉筒下部的虹膜开合机构,最终实现对储粉筒粉末流量的控制;
所述回收组件置于所述储粉组件的上部,该回收组件至少包括一回收筒,所述回收筒的上端面上开设有若干个入料口,并在该回收筒的内部设置成与储粉筒一一对应的回收仓且每个回收仓的下端面上分别开设有落粉口,此外,在每个所述回收仓的内部还设置有一与落粉口相配合旋转开杆,所述旋转开杆用于旋转时打开或关闭落粉口,实现当落粉口关闭时,通过高压气源及载粉组件将送粉转盘内部未使用完的粉末回收至回收仓内;以及实现当落粉口打开时,将回收至回收仓内的粉料方便落入至对应的储粉筒内;
所述虹膜开合机构包括:一虹膜转动环,所述虹膜转动环的内表面设有第一齿条部,外表面设有第二齿条部;和一虹膜齿轮组件,所述虹膜齿轮组件由若干个以虹膜转动环为圆心对称分布的虹膜齿轮开合单元构成,所述虹膜齿轮开合单元包括一虹膜齿轮和一虹膜开合叶片,所述虹膜齿轮与第一齿条部相啮合,当虹膜转动环旋转时,由虹膜齿轮驱动虹膜开合叶片旋转,实现虹膜开合机构的打开或关闭;
所述虹膜转动环的上端面还均匀分布有若干个连接柱,所述连接柱将虹膜外环与虹膜转动环定位嵌套成一体,并在其虹膜外环与虹膜转动环之间设置一齿轮挡板。
2.根据权利要求1所述的激光熔覆增材制造用的多功能送粉器,其特征在于,所述齿轮旋转机构包括一外齿轮和一传动杆,所述外齿轮与第二齿条部相啮合所述传动杆与所述动力源相连接后,驱动外齿轮运动,进而驱使虹膜转动环旋转。
3.根据权利要求2所述的激光熔覆增材制造用的多功能送粉器,其特征在于,所述储粉组件还包括有:用以支撑储粉筒上部的支撑板和与所述虹膜开合机构相配合的挡板组件,所述挡板组件包括沿竖直方向、紧密贴合后按序排列的上挡板、外挡圈和下挡板,其中,所述外挡圈的外圆表面还设有与所述外齿轮相配合的缺口部。
4.根据权利要求3所述的激光熔覆增材制造用的多功能送粉器,其特征在于,所述回收筒的内部还包括有一中空的圆柱状连接部和若干个分隔板,所述分隔板以圆柱状连接部的轴线为中心均匀间隔布置后将其回收筒的内部分隔成与储粉筒一一对应的回收仓,所述旋转开杆的上下端对应设有上端突出部与下端突出部,所述上端突出部置于回收筒的上端面上,所述下端突出部置于回收筒的下端面下且与所述落粉口紧密配合,此外,所述回收组件还包括有一搅拌电机,所述搅拌电机的搅拌输出端穿过所述圆柱状连接部后延伸至所述送粉转盘的内部,对粉末进行搅拌。
5.根据权利要求4所述的激光熔覆增材制造用的多功能送粉器,其特征在于,所述载粉组件包括载粉主管、第一载粉分管和第二载粉分管,所述载粉主管的一端伸入至所述送粉转盘的内部,另一端经控制阀分别连接第一载粉分管和第二载粉分管,所述第一载粉分管用以将送粉转盘内的粉料载出后进行熔覆作业,所述第二载粉分管用以将送粉转盘内未使用完的粉料载出后经入料口回收至回收筒内。
6.根据权利要求5所述的激光熔覆增材制造用的多功能送粉器,其特征在于,所述驱动主体工作台上的气源管路还与送粉转盘的内部相连通,并且该驱动主体上还设有控制动力源开关的启动开关和驱动控制屏以及方便移动的滑轮。
7.根据权利要求6所述的激光熔覆增材制造用的多功能送粉器,其特征在于,所述送粉转盘外壳、储粉筒的外壳、回收筒的外壳均采用透明材质便于观察内部粉末的流态。
8.激光熔覆增材制造用的多功能送粉器的应用方法,利用了权利要求1-7任意一项所述的激光熔覆增材制造用的多功能送粉器,其特征在于:包括以下步骤:
S1.将不同类型的熔覆粉末分别预先储存在不同粉料的储粉筒内,并安装至多功能送粉器的指定位置;
S2.开始熔覆任意一种粉末涂层时,打开对应储粉筒下部的虹膜开合机构,通过控制虹膜开合机构来控制粉末流量进入送粉转盘内;其中,粉末流量的控制通过以下参数及公式来实现:
公式(1)
公式(2)
公式(3)
公式(4)
公式(5)
公式(6)
公式(7)
其中,—虹膜齿轮旋转角度;/>—外齿轮齿数;/>—虹膜齿轮齿数;/>—外齿轮旋转角度;/>—虹膜开合半径;/>—虹膜开合叶片半径;/>—虹膜开合面积;/>—出粉质量;/>—粉末松装密度;/>—出粉质量送粉转盘高度;/>—出粉时间;/>—粉末流量;/>—重力系数;
S3.当熔覆送粉时,通过载粉主管上的控制阀打开第一载粉分管,使粉末通过载粉主管流入第一载粉分管后进行熔覆;当需要换粉时或需要回收送粉转盘里多余的粉末时,关闭第一载粉分管、打开第二载粉分管,同时将第一载粉分管接入对应粉末类型回收筒的入料口处,同时关闭旋转开杆,待粉末流入至回收筒后,通过打开旋转开杆使粉末通过落粉口落入至原始储粉筒内。
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Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN206644337U (zh) * | 2016-10-14 | 2017-11-17 | 衢州学院 | 一种仿虹膜光圈可调喷嘴口径的3d打印喷头 |
CN207874869U (zh) * | 2018-01-19 | 2018-09-18 | 杭州爱新凯科技有限公司 | 一种余料回收再利用的3d打印装置 |
CN208194695U (zh) * | 2018-03-22 | 2018-12-07 | 深圳市瑞来稀土材料有限公司 | 一种射流分级机的收料装置 |
WO2019016195A1 (fr) * | 2017-07-17 | 2019-01-24 | Fives Machining | Système et méthode d'alimentation en poudre pour impression 3d par projection de poudre |
CN109351972A (zh) * | 2018-12-10 | 2019-02-19 | 有研工程技术研究院有限公司 | 一种可控成分连续送粉*** |
CN210765509U (zh) * | 2019-10-29 | 2020-06-16 | 岗春激光科技(江苏)有限公司 | 一种气载式送粉机构及送粉装置 |
CN111716541A (zh) * | 2020-06-22 | 2020-09-29 | 吴江市恒泰混凝土制品有限公司 | 一种混凝土搅拌站料仓收尘装置 |
CN214329520U (zh) * | 2020-12-18 | 2021-10-01 | 广州颂拓专用设备有限公司 | 一种机械虹膜结构的天花开闭装置 |
CN114985771A (zh) * | 2022-05-30 | 2022-09-02 | 杭州德迪智能科技有限公司 | 一种异质粉末三维高精度铺粉装置、铺粉方法及成型设备 |
CN115156552A (zh) * | 2022-07-08 | 2022-10-11 | 华南理工大学 | 一种粉末床增材制造筛分回收送粉闭环管理装置与方法 |
CN116021034A (zh) * | 2023-02-02 | 2023-04-28 | 太原科技大学 | 一种多能场协同作用的梯度材料制备*** |
Family Cites Families (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US9925723B2 (en) * | 2015-03-27 | 2018-03-27 | Delavan Inc. | Additive manufacturing systems and methods |
US10780504B2 (en) * | 2017-11-17 | 2020-09-22 | National Chung-Shan Institute Of Science And Technology | Powder recycling system and continuous loss in weight module applied thereto |
-
2023
- 2023-06-06 CN CN202310663488.5A patent/CN116393716B/zh active Active
Patent Citations (11)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN206644337U (zh) * | 2016-10-14 | 2017-11-17 | 衢州学院 | 一种仿虹膜光圈可调喷嘴口径的3d打印喷头 |
WO2019016195A1 (fr) * | 2017-07-17 | 2019-01-24 | Fives Machining | Système et méthode d'alimentation en poudre pour impression 3d par projection de poudre |
CN207874869U (zh) * | 2018-01-19 | 2018-09-18 | 杭州爱新凯科技有限公司 | 一种余料回收再利用的3d打印装置 |
CN208194695U (zh) * | 2018-03-22 | 2018-12-07 | 深圳市瑞来稀土材料有限公司 | 一种射流分级机的收料装置 |
CN109351972A (zh) * | 2018-12-10 | 2019-02-19 | 有研工程技术研究院有限公司 | 一种可控成分连续送粉*** |
CN210765509U (zh) * | 2019-10-29 | 2020-06-16 | 岗春激光科技(江苏)有限公司 | 一种气载式送粉机构及送粉装置 |
CN111716541A (zh) * | 2020-06-22 | 2020-09-29 | 吴江市恒泰混凝土制品有限公司 | 一种混凝土搅拌站料仓收尘装置 |
CN214329520U (zh) * | 2020-12-18 | 2021-10-01 | 广州颂拓专用设备有限公司 | 一种机械虹膜结构的天花开闭装置 |
CN114985771A (zh) * | 2022-05-30 | 2022-09-02 | 杭州德迪智能科技有限公司 | 一种异质粉末三维高精度铺粉装置、铺粉方法及成型设备 |
CN115156552A (zh) * | 2022-07-08 | 2022-10-11 | 华南理工大学 | 一种粉末床增材制造筛分回收送粉闭环管理装置与方法 |
CN116021034A (zh) * | 2023-02-02 | 2023-04-28 | 太原科技大学 | 一种多能场协同作用的梯度材料制备*** |
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
激光熔覆Fe基合金涂层不同熔覆区域组织与耐磨性能;白峭峰;《热加工工艺》;第051卷(第008期);94-97 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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