激光选区熔化单刀双向铺粉装置及激光选区熔化设备

摘要

本发明提供了一种激光选区熔化单刀双向铺粉装置，包括粉料斗、送料箱体、刮刀和位置传感器，位置传感器与控制系统通讯连接，由控制系统控制落料的启停，工作灵敏，送料箱体两侧设有由电机带动的第一转动轴和第二转动轴，从而带动阻挡带的移动，阻挡带上设有落料口，落料口移动至第一送料通道或第二送料通道，实现粉料落在刮刀的左侧或右侧，同时，安装孔的内壁上设有刷块，可将阻挡带上余留的粉料扫入通道内，避免影响阻挡带的移动和铺粉装置的工作，本发明的铺粉装置工作灵敏，结构简单，主要结构设置送料箱体外，易于查找问题，方便检修和更换。

说明书

技术领域

本发明涉及激光成形技术领域，特别是涉及一种激光选区熔化单刀双向铺粉装置及，还涉及具有该铺粉装置的激光选区熔化设备。

背景技术

激光选区熔化SLM是金属件直接成型的一种方法，是快速成型技术的最新发展。该技术基于快速成型的最基本思想，即逐层熔覆的"增量"制造方式，根据三维CAD模型直接成型具有特定几何形状的零件，成型过程中金属粉末完全熔化，产生冶金结合。采用传统的机加工手段无法制造出来的形状结构复杂的金属零件，是激光快速成型技术应用的主要方向之一。

现有激光选区熔化SLM设备按照铺粉的方式分为单向铺粉和双向铺粉两种。其中，单向铺粉设备采用的是双缸形式，铺粉刮刀需要横跨两个缸，且只是单行程工作。在每次铺粉之前，刮刀首先需要运动至初始位置，然后执行铺粉。这种铺粉机制效率低，耗费时间长且铺粉效果受单次供粉量限制。现如今，激光选区熔化SLM设备大多已经采用效率更高的双向铺粉装置，这一类设备只保留一个成形缸，铺粉装置进行双行程铺粉。

按照使用刮刀的数量，现有双向铺粉装置进一步又可以分为单刮刀模式装置和双刮刀模式装置两种类型。其中，双刮刀模式装置中间有一个储粉区，在铺粉过程中，左侧刮刀负责向右铺粉，右刮刀负责向左铺粉。另外，在SLM设备成形室一侧布置一个供粉舱用于补充储粉区的粉末。不同于单向铺粉装置，这种供粉装置采取的是下落式供粉。另一种单刮刀模式装置在内部布置一个滚轮或棘轮，并通过控制滚轮或棘轮的旋转方向达到双向落粉的目的，或者在设备成形室两侧布置两个独立的供粉舱，在两侧单独落粉。

现有的单刀双向铺粉装置采用了内部滚轮和棘轮的设置，使设备成形室内的结构复杂，另外的单刀双向铺粉装置采用了挡块的移动实现落粉的换向，但是挡块移动的机械结构灵敏性差，并且粉料会进入结构内，影响换向结构的工作。

发明内容

针对上述现有技术中的不足之处，本发明的目的是提供一种结构简单、工作灵敏的激光选区熔化单刀双向铺粉装置。

为解决上述技术问题，本发明提供的激光选区熔化单刀双向铺粉装置包括粉料斗、送料箱体、刮刀和位置传感器，所述位置传感器与控制系统通讯连接，所述粉料斗安装在所述送料箱体的上方，所述送料箱体的两边开有贯通所述送料箱体的第一送料通道和第二送料通道，所述第一送料通道和所述第二送料通道分别与所述粉料斗连通，所述刮刀安装在所述送料箱体的下方且位于所述第一送料通道和所述第二送料通道之间；

所述送料箱体上设有贯穿所述送料箱体两侧的安装孔,所述送料箱体的两侧分别设有第一转动轴和第二转动轴，所述第一转动轴和所述第二转动轴均与电机连接，所述电机与所述控制系统通讯连接，所述送料箱体内还设有穿过所述安装孔的阻挡带，所述阻挡带的一端固定在所述第一转动轴，所述阻挡带的另一端固定在所述第二转动轴，所述阻挡带的中部设有落粉口，所述安装孔的内壁设有刷块，且所述刷块位于所述阻挡带的上方。

进一步的，所述第一送料通道与所述第二送料通道的形状和大小相同。

可选的，所述落粉口的形状、大小与所述第一送料通道的截面的形状、大小相同。

进一步的，所述第一送料通道与所述第二送料通道的交汇处为一条直线。

进一步的，所述阻挡带的下方设有第一啮齿，所述第一转动轴和所述第二转动轴上设有与所述第一啮齿相配合的第二啮齿。

可选的，所述铺粉装置移动的极限位置均设有加料装置，所述粉料斗内设有粉末余量传感器，所述加料装置和所述粉末余量传感器分别与所述控制系统通讯连接。

为达到上述相同目的，本发明还提供了一种激光选区熔化设备，包括上述的激光选区熔化单刀双向铺粉装置。

本发明的有益效果如下：

1、本发明采用了阻挡带的移动实现粉料在刮刀两侧的下落，同时在铺粉装置上设置位置传感器，通过控制系统控制粉料的下落，工作精准，并且第一转动轴和第二转动轴都是设置在送料斗外侧，易于更换，安装孔内壁还设有刷块，能将阻挡带上的粉料扫入通道内，不会影响机构运转，并且阻挡带的移动通过控制系统控制，工作灵敏，本发明的装置结构简单，易于查找问题，方便检修和更换。

2、本发明的第一送料通道与第二送料通道的交汇处为一直线，可减少粉料下落的阻力。阻挡带和第一转动轴、第二转动轴为啮齿传动，使阻挡带的移动更准确，同时为阻挡带的静止提供阻力，让阻挡带在电机启动前保持不移动。

附图说明

图1为本实施例的激光选区熔化单刀双向铺粉装置的结构示意图。

其中，1、粉料斗；2、送料箱体；3、刮刀；4、位置传感器；5、第一送料通道；6、第二送料通道；7、安装孔；8、第一转动轴；9、第二转动轴；10、阻挡带；11、刷块；12、第一啮齿；13、第二啮齿；14、粉末余量传感器。

具体实施方式

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作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，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“顶”、“底”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。

参见图1，本实施例的激光选区熔化单刀双向铺粉装置，包括粉料斗1、送料箱体2、刮刀3和位置传感器4，位置传感器4安装在送料箱体2的底部，且位置传感器4与控制系统通讯连接，粉料斗1安装在送料箱体2的上方，送料箱体2的两侧开有贯通送料箱体2的第一送料通道5和第二送料通道6，第一送料通道5和第二送料通道6分别与粉料斗1连通，刮刀3安装在送料箱体2的下方，且刮刀3位于第一送料通道5和第二送料通道6之间。送料箱体2设有贯穿两侧的安装孔7，送料箱体2的第一侧设有第一转动轴8，与第一侧相对的第二侧设有第二转动轴9，第一转动轴8和第二转动轴9分别与电机相连，电机与控制系统通讯连接，送料箱体1内还设有穿过安装孔7的阻挡带10，阻挡带10的一端固定在第一转动轴8上，阻挡带10的另一端固定在第二转动轴9上，阻挡带10的中部设有落粉口，安装孔7的内壁安装有刷块11，且刷块11位于阻挡带10的上方。

将粉料放入粉料斗1内，当铺粉装置位于左端时，位置传感器4将信息传给控制系统，控制系统启动电机带动第一转动轴8和第二转动轴9转动，阻挡带10向右移动，落粉口移动至第二送料通道6，控制系统将电机停止，粉料从粉料斗1经第二送料通道6落在刮刀3的右侧，控制系统控制电机反转，阻挡带10向左移动，将落粉口移动至中部，落料停止，铺粉装置从左向右运动，带动刮刀3运动，即可完成一次铺粉，铺粉装置安装孔7的内壁设有的刷块11在阻挡带10的移动中，将残留在阻挡带10上的粉料拦截，使残留的粉料从落粉口落下，保持阻挡带10的干净，本发明的铺粉装置的结构简单，且主要结构都设置在送料箱体2的外部，易于查找问题，方便检修和更换。

此外，第一送料通道5与第二送料通道6的形状大小相同，落粉口的形状大小和第一送料通道5的截面的形状大小相同，可得到最大的落粉速度，应当指出的是，可以根据需要设计落口的形状和大小。第一送料通道5和第二送料通道6的交汇处为一直线，可以减小落粉的阻力，使粉料斗1内的粉料可以全部落下，不剩留。另外，阻挡带10的下方设有第一啮齿12，第一转动轴8和第二转动轴9上设有与第一啮齿12相配合的第二啮齿13，可使阻挡带10的移动更准确，并且为阻挡带10的静止提供阻力，让阻挡带10在电机启动前保持静止。

本发明在铺粉装置移动的极限位置设有加料装置，粉料斗1内设有粉末余量传感器14，加料装置和粉末余量传感器14分别与控制系统通讯连接，在粉料斗1内的粉料不足时，粉末余量传感器14将信号传递给控制系统，由控制系统控制加料装置进行加料。

本发明还提供了一种激光选区熔化设备，包括上述的激光选区熔化单刀双向铺粉装置。

综上，本发明通过在送料箱体1的两侧设置第一转动轴8和第二转动轴9来带动阻挡带10的移动，阻挡带10上设有落料口，落料口移动至第一送料通道5或第二送料通道6，实现粉料落在刮刀3的左侧或右侧，同时，安装孔7的内壁上设有刷块11，可将阻挡带10上余留的粉料扫入通道内，避免影响阻挡带10的移动，本发明的铺粉装置工作灵敏，结构简单，主要结构设置送料箱体1外，易于查找问题，方便检修和更换。

应当理解的是，本发明中采用术语“第一”、“第二”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语，这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，“第一”信息也可以被称为“第二”信息，类似的，“第二”信息也可以被称为“第一”信息。

以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也视为本发明的保护范围。