单刮刀双向铺粉装置的制作方法

本实用新型属于金属增材制造设备技术领域，具体涉及单刮刀双向铺粉装置。

背景技术：

基于铺粉方式的金属增材制造技术的成形过程如下：铺粉装置在成形缸上铺设一层金属粉末，能量束在计算机控制下，根据成形件截面形状信息，对粉末进行扫描，使扫描区域内的粉末熔化，得到成形件单层；接着成形缸下降一层厚的距离，铺粉装置重新铺粉，继续下一层的成形；如此逐层叠加，最终获得特定几何形状的金属零件。

在上述成形过程中，要求铺粉装置能够把金属粉末均匀、平整地铺在成形缸上，现有技术中一般采用刮刀进行铺粉，常用的铺粉方式为单向铺粉和双向铺粉两种。其中，单向铺粉设备常采用双缸形式，铺粉刮刀需要跨两个缸，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的限制。现如今，大多设备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往返铺粉，但是按照使用刮刀的数量，现有双向铺粉装置又分为单刮刀模式装置和双刮刀模式装置两种。

随着增材制造技术的发展，增材制造设备可打印的零件尺寸也随之增大，为了提高成形效率，多数设备制造商采用了双刮刀双向刮粉的方案来应对不断增加的打印面积。在该方案中，两个刮刀安装于同一个刮刀架中，在铺粉动作前，给粉机构将粉末送至刮刀架皆能完成铺粉动作。相比之下以往的单刮刀单向铺粉的方案减少了刮刀的回程时间，提高了工作效率，因而被广泛采用。

双刮刀模式装置的实现必须保证两个刮刀的高度一致，否则在往复铺粉的过程中会出现铺粉层厚不均、刮刀卡住或成形工件被刮刀损毁等现象，影响工件的成形质量以及设备运行的稳定性。因而，在打印任务开始之前，必须对刮刀进行调平，通过刮刀调平以保证刮刀下沿和成形平的平行度，一是调平方法繁琐，二是两个刮刀的高度始终存在细微差别，双刮刀的调平对操作人员的技能有较高要求且给设备的稳定性埋下一定隐患。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供单刮刀双向铺粉装置，解决了现有技术中存在的铺粉装置结构复杂的问题。

本实用新型所采用的技术方案是，单刮刀双向铺粉装置，包括底部的成形平台，成形平台一侧带有收粉装置i，另一侧带有收粉装置ii；成形平台靠近收粉装置i一侧的顶部为送粉装置，送粉装置和成形平台之间为沿收粉装置i和收粉装置ii往复运动的刮刀；成形平台中部为成型缸，内置零件顶起装置；成形平台靠近收粉装置ii的一侧还带有顶起装置。

顶起装置包括顶部的升降板和底部的驱动机构。

顶起装置的驱动机构为电机带动凸轮传动、电机带动动齿轮齿条传动、电机带动丝杠传动或气缸等。

顶起装置的升降板上表面下降最低位置不低于成形平台底面；升降板顶起时，至成形平台底面的距离b小于光学焦平面至成形平台底面的距离a。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型可以同时实现双向刮粉的高效率和单刮刀的易操作性、易维护性，避免了双刮刀调平带来的隐患以及单刮刀的低效。在保证双向高效率铺粉的同时大幅提高了设备的可靠性。

附图说明

图1是本实用新型单刮刀双向铺粉装置送粉示意图；

图2是本实用新型单刮刀双向铺粉装置的顶起装置顶起示意图；

图3是本实用新型单刮刀双向铺粉装置的顶起装置结构示意图i；

图4是本实用新型单刮刀双向铺粉装置的顶起装置结构示意图ii。

图中，1.送粉装置，2.刮刀，3.收粉装置i，4.金属粉末，5.收粉装置ii，6.成形平台，7.零件，8.顶起装置，9.凸轮，10.气缸，101.光学焦平面，102.成形平台底面；尺寸a.光学焦平面101高于成形平台底面102的距离，尺寸b.顶起装置顶起的距离。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

如图1-2所示，单刮刀双向铺粉装置，包括底部的成形平台6，所述成形平台6一侧带有收粉装置i3，另一侧带有收粉装置ii5；成形平台6靠近收粉装置i3一侧的顶部为送粉装置1，送粉装置1和成形平台6之间为沿收粉装置i3和收粉装置ii5往复运动的刮刀2；成形平台6中部为成型缸，内置零件7顶起装置；所述成形平台6靠近收粉装置ii5的一侧还带有顶起装置8。

顶起装置8包括顶部的升降板和底部的驱动机构。

如图3-4所示，顶起装置8的驱动机构为电机带动凸轮9传动、电机带动动齿轮齿条传动、电机带动丝杠传动或气缸10等。

顶起装置8的升降板上表面下降最低位置不低于成形平台底面102；升降板顶起时，至成形平台底面102的距离b小于光学焦平面101至成形平台底面102的距离a。

本技术：
单刮刀双向铺粉装置的铺粉方法，具体按照以下步骤实施：

步骤1、装置初始化，刮刀2位于送粉装置1和收粉装置i3之间，顶起装置8下降至最低初始位置。

步骤2、落粉，送粉装置1落下适量粉末至成形平台6；

步骤3、铺粉，零件7底部的顶起装置8下降一层金属粉末4厚度，刮刀2向收粉装置ii5运动，多余的金属粉末4落入收粉装置ii5内收集；

步骤4、激光开始烧结金属粉末4进行3d打印，同时顶起装置8顶起；

步骤5、金属粉末4打印结束后，零件7底部的顶起装置8下降一层金属粉末4厚度，刮刀2由收粉装置ii5向收粉装置i3运动至初始位置，将顶起装置8上的金属粉末4刮送至零件7区域，并将多余的金属粉末4刮送至收粉装置i3内收集；

步骤6、激光开始烧结金属粉末4继续进行打印，顶起装置8恢复至初始位置；

步骤7、重复步骤2～步骤6，直至将零件7打印完成。

本实用新型可以同时实现双向刮粉的高效率和单刮刀的易操作性、易维护性，避免了双刮刀调平带来的隐患以及单刮刀的低效。在保证双向高效率铺粉的同时大幅提高了设备的可靠性。

技术特征：

1.单刮刀双向铺粉装置，其特征在于，包括底部的成形平台(6)，所述成形平台(6)一侧带有收粉装置i(3)，另一侧带有收粉装置ii(5)；成形平台(6)靠近收粉装置i(3)一侧的顶部为送粉装置(1)，送粉装置(1)和成形平台(6)之间为沿收粉装置i(3)和收粉装置ii(5)往复运动的刮刀(2)；成形平台(6)中部为成型缸，内置零件(7)顶起装置；所述成形平台(6)靠近收粉装置ii(5)的一侧还带有顶起装置(8)。

2.根据权利要求1所述的单刮刀双向铺粉装置，其特征在于，所述顶起装置(8)包括顶部的升降板和底部的驱动机构。

3.根据权利要求2所述的单刮刀双向铺粉装置，其特征在于，所述顶起装置(8)的驱动机构为电机带动凸轮(9)传动、电机带动齿轮齿条传动、电机带动丝杠传动或气缸(10)。

4.根据权利要求2所述的单刮刀双向铺粉装置，其特征在于，所述顶起装置(8)的升降板上表面下降最低位置不低于成形平台底面(102)。

5.根据权利要求2所述的单刮刀双向铺粉装置，其特征在于，所述升降板顶起时，至成形平台底面(102)的距离b小于光学焦平面(101)至成形平台底面(102)的距离a。

技术总结
本实用新型公开了单刮刀双向铺粉装置，包括底部的成形平台，成形平台一侧带有收粉装置I，另一侧带有收粉装置II；成形平台靠近收粉装置I一侧的顶部为送粉装置，送粉装置和成形平台之间为沿收粉装置I和收粉装置II往复运动的刮刀；成形平台中部为成型缸，内置零件顶起装置；成形平台靠近收粉装置II的一侧还带有顶起装置。本实用新型可以同时实现双向刮粉的高效率和单刮刀的易操作性、易维护性，避免了双刮刀调平带来的隐患以及单刮刀的低效。在保证双向高效率铺粉的同时大幅提高了设备的可靠性。

技术研发人员：王石开;马淑兵
受保护的技术使用者：西安铂力特增材技术股份有限公司
技术研发日：2020.07.22
技术公布日：2021.06.29