一种振动铺粉装置

1.本实用新型涉及激光增材制造技术领域，尤其涉及一种振动铺粉装置。


背景技术：

2.粉末成形过程一般也通过激光增材制造技术将粉末层层叠加从而形成实体，然后，再对实体进行冲压成形。
3.激光增材制造技术是通过粉床铺粉，然后激光束按照三维模形所给的轨迹路径对粉床上金属粉末进行熔化或烧结，层层叠加从而形成实体。激光增材制造技术具有不受零件结构限制的特点，是解决仿生、三维等复杂结构极板难以制备问题的关键技术之一。
4.冲压成形是指靠压力机和模具对板材、带材、管材和形材等施加外力，使之产生塑性变形或分离，从而获得所需形状和尺寸的工件(冲压件)的加工成形方法，冲压件的重量轻、厚度薄、刚性好。它的尺寸公差取决于模具，所以质量稳定，一般不需要再经机械切削即可使用。
5.现有激光增材制造设备存在如下缺陷：
6.(1)加工时间长，生产效率低；
7.(2)设备加工复杂，铺粉和压粉不能在同一加工台上完成；
8.(3)实际加工区域在50～70％，若不回收则会造成大量未加工粉末浪费的情况；
9.(4)上下粉层匹配性差，成形件尺寸精度达不到要求，严重影响工件致密度，最终降低工件服役性能与寿命；
10.(5)铺粉均匀性差，造成成形工件的质量差。


技术实现要素：

11.本实用新型要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供一种能够提高生产效率、铺粉均匀性和产品质量以及能够减少粉末浪费和加工成本的振动铺粉装置。
12.为解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：
13.一种振动铺粉装置，包括机架和设于机架下部且槽口朝上的铺粉槽，所述铺粉槽内设有用于放置粉末并可升降的升降粉床机构，所述机架于铺粉槽的上方设有多个并排布置且可水平移动的铺粉机构，所述铺粉机构用于将混合的粉末平铺至升降粉床机构上，所述铺粉槽的两侧分别设有透光挡粉机构和铲粉机构，所述透光挡粉机构可平移至铺粉槽顶部的槽口以供升降粉床机构上升压粉，所述铲粉机构用于将升降粉床机构上多余的粉末铲除，所述铺粉机构上设有振动机构。
14.作为上述技术方案的进一步改进：
15.所述升降粉床机构包括放置在铺粉槽内并与铺粉槽适配的粉床和设于粉床下方用于驱动粉床升降的升降驱动件。
16.所述透光挡粉机构包括水平的透光板和设于机架上用于驱动透光板水平移动的第一水平驱动组件。
17.所述铺粉槽与透光板运动方向对应的两侧顶部均设有供透光板穿行的限位槽。
18.所述铲粉机构包括推粉铲和推粉驱动件，所述推粉驱动件设于机架上用于驱动推粉铲运动以将升降粉床机构上多余的粉末铲除。
19.所述推粉驱动件为伸缩驱动件，所述推粉铲设于推粉驱动件的驱动端。
20.所述铺粉机构包括移动设置在机架上的铺粉箱和设于铺粉箱内的落粉盒，所述机架上设有用于驱动铺粉箱水平移动的第二平移驱动组件，所述落粉盒的底部设有倾斜的导流面、顶部设有进粉口，所述落粉盒于导流面的底端设有落粉口，所述铺粉箱于落粉口的下方设有铺粉口、于进粉口的上方设有加粉口，所述落粉盒于落粉口处设有放粉阀体机构，所述振动机构设于落粉盒与铺粉箱之间，用于驱动落粉盒振动。
21.所述放粉阀体机构包括滑设于落粉口处的阀板和用于驱动阀板滑动以开闭落粉口的开闭驱动组件。
22.所述第二平移驱动组件包括至少两根平行设置在机架上的丝杆和用于驱动各丝杆同步旋转的旋转驱动件，各所述丝杆均穿设于铺粉箱上并与铺粉箱螺纹连接。
23.所述振动机构包括设于铺粉箱上的振动电机和设于振动电机驱动端的振动器，所述振动器的驱动端与落粉盒连接，所述落粉盒与铺粉箱之间垫设有弹性件。
24.与现有技术相比，本实用新型的优点在于：
25.本实用新型的振动铺粉装置，将铺粉和压粉集成在一个装置上，缩短了加工时长，提高了生产效率；粉末在压实后进行激光烧结，成形工件尺寸精度和致密度高，质量好；通过铺粉机构水平移动并且在振动机构振动作用下进行铺粉，铺粉均匀性好，粉末浪费少。本振动铺粉装置结构设计合理，能够提高生产效率、铺粉均匀性和产品质量，能够减少粉末浪费和加工成本。
附图说明
26.图1是本实用新型振动铺粉装置的立体结构示意图。
27.图2是本实用新型振动铺粉装置的铺粉槽的结构示意图。
28.图3是本实用新型振动铺粉装置的透光挡粉机构的结构示意图。
29.图4是本实用新型振动铺粉装置的铲粉机构的结构示意图。
30.图5是本实用新型振动铺粉装置的铺粉机构的结构示意图。
31.图中各标号表示：
32.1、机架；2、铺粉槽；21、限位槽；3、铲粉机构；31、推粉铲；32、推粉驱动件；4、升降粉床机构；41、粉床；42、升降驱动件；5、透光挡粉机构；51、透光板；52、第一水平驱动组件；6、铺粉机构；61、铺粉箱；611、铺粉口；612、加粉口；62、落粉盒；621、导流面；622、进粉口；623、落粉口；63、放粉阀体机构；631、阀板；632、开闭驱动组件；7、振动机构；71、振动电机；72、振动器；8、第二平移驱动组件；81、丝杆；82、旋转驱动件；9、弹性件。
具体实施方式
33.以下将结合说明书附图和具体实施例对本实用新型做进一步详细说明。
34.如本公开和权利要求书中所示，除非上下文明确提示例外情形，“一”、“一个”、“一种”和/或“该”等词并非特指单数，也可包括复数。本公开中使用的“第一”、“第二”以及类似
的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现该词前面的元件或者物件涵盖出现在该词后面列举的元件或者物件及其等同，而不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。
35.图1至图5示出了本实用新型振动铺粉装置的一种实施例，本振动铺粉装置包括机架1和设于机架1下部且槽口朝上的铺粉槽2，铺粉槽2内设有用于放置粉末并可升降的升降粉床机构4，机架1于铺粉槽2的上方设有多个并排布置且可水平移动的铺粉机构6，铺粉机构6用于将混合的粉末平铺至升降粉床机构4上，铺粉槽2的两侧分别设有透光挡粉机构5和铲粉机构3，透光挡粉机构5可平移至铺粉槽2顶部的槽口以供升降粉床机构4上升压粉，铲粉机构3用于将升降粉床机构4上多余的粉末铲除，铺粉机构6上设有振动机构7。
36.本振动铺粉装置的铺粉过程：
37.第一步、放粉与复原：在不同的铺粉机构6中放入不同的粉末，并使多个铺粉机构6排列整齐，升降粉床机构4处于最低状态，透光挡粉机构5和铲粉机构3处于铺粉槽2之外；
38.第二步、铺粉：振动机构7开启，根据需要的粉末数量和厚度，各铺粉机构6按顺序依平移，在升降粉床机构4上依次铺设一层粉末，前铺粉机构6完成下层粉末铺粉结束后，升降粉床机构4上升到需要的厚度高度，铲粉机构3将升降粉床机构4上多余的粉末铲去，当升降粉床机构4上的粉末平整且均匀后，铲粉机构3回到原位，透光挡粉机构5平移至铺粉槽2顶部的槽口，然后升降粉床机构4进一步上升，通过透光挡粉机构5和升降粉床机构4的双重挤压达到压粉的目的，再进一步通过后铺粉机构6进行上层粉末铺粉。
39.铺粉完成后，可采用激光烧结设备在透光挡粉机构5的上方发射激光，激光通过透光挡粉机构5将升降粉床机构4上的粉末烧结成实体。
40.本振动铺粉装置，将铺粉和压粉集成在一个装置上，缩短了加工时长，提高了生产效率；粉末在压实后进行激光烧结，成形工件尺寸精度和致密度高，质量好；通过铺粉机构6水平移动并且在振动机构7振动作用下进行铺粉，铺粉均匀性好，粉末浪费少。本振动铺粉装置结构设计合理，能够提高生产效率、铺粉均匀性和产品质量，能够减少粉末浪费和加工成本。
41.本实施例中，如图1和图2所示，升降粉床机构4包括放置在铺粉槽2内并与铺粉槽2适配的粉床41和设于粉床41下方用于驱动粉床41升降的升降驱动件42。具体地，粉床41的四周与铺粉槽2的内侧壁适配接触，避免粉床41与铺粉槽2的内侧壁之间形成较大间隙而使粉末落下。透光挡粉机构5与粉床41相对面为平面，这样，能够使粉末在粉床41与透光挡粉机构5之间压实平整。
42.本实施例中，如图1和图3所示，透光挡粉机构5包括水平的透光板51和设于机架1上用于驱动透光板51水平移动的第一水平驱动组件52。透光板51采用透光材料制成，如玻璃。第一水平驱动组件52为伸缩驱动件，如气缸、油缸或者电缸。透光板51的底面为与粉床41平行的水平面。
43.本实施例中，铺粉槽2与透光板51运动方向对应的两侧顶部均设有供透光板51穿行的限位槽21。当粉末落在粉床41上后，升降驱动件42驱动粉床41上升到需要的厚度高度，铲粉机构3将升降粉床机构4上多余的粉末铲去，进一步进行铺粉，当升降粉床机构4上的粉末平整且均匀后，铲粉机构3回到原位，透光板51通过第一水平驱动组件52带动到铺粉槽2
上同时穿设于铺粉槽2两侧的限位槽21中，限位槽21对透光板51进行上下限位，提高透光板51的抗挤压能力。
44.本实施例中，如图1和图4所示，铲粉机构3包括推粉铲31和推粉驱动件32，推粉驱动件32设于机架1上用于驱动推粉铲31运动以将升降粉床机构4上多余的粉末铲除。推粉驱动件32为伸缩驱动件，推粉铲31设于推粉驱动件32的驱动端。当粉末落在粉床41上后，升降驱动件42驱动粉床41上升到需要的厚度高度，推粉铲31通过推粉驱动件32驱动将升降粉床机构4上多余的粉末铲除。
45.具体地，推粉铲31包括水平底壁和竖直侧壁，水平底壁和竖直侧壁固定连接呈l形，竖直侧壁固定在推粉驱动件32的驱动端，水平底壁的底面为水平面，与透光板51的底面平高。
46.本实施例中，如图1和图5所示，铺粉机构6包括移动设置在机架1上的铺粉箱61和设于铺粉箱61内的落粉盒62，机架1上设有用于驱动铺粉箱61水平移动的第二平移驱动组件8，落粉盒62的底部设有倾斜的导流面621、顶部设有进粉口622，落粉盒62于导流面621的底端设有落粉口623，铺粉箱61于落粉口623的下方设有铺粉口611、于进粉口622的上方设有加粉口612，落粉盒62于落粉口623处设有放粉阀体机构63，振动机构7设于落粉盒62与铺粉箱61之间，用于驱动落粉盒62振动。
47.铺粉时，根据需要的粉末数量和厚度，放粉阀体机构63控制落粉口623的打开大小，同时振动机构7带动落粉盒62进行上下水平振动，使粉末均匀下落。同时第二平移驱动组件8带动铺粉箱61匀速运动，粉末均匀下落到粉床41上。
48.本实施例中，放粉阀体机构63包括滑设于落粉口623处的阀板631和用于驱动阀板631滑动以开闭落粉口623的开闭驱动组件632。开闭驱动组件632用于驱动阀板631滑动，调节落粉口623的打开大小，以控制落粉口623的放粉量和放粉速度。
49.本实施例中，第二平移驱动组件8包括至少两根平行设置在机架1上的丝杆81和用于驱动各丝杆81同步旋转的旋转驱动件82，各丝杆81均穿设于铺粉箱61上并与铺粉箱61螺纹连接。旋转驱动件82驱动各丝杆81同步旋转，带动各铺粉箱61水平移动，可实现均速铺粉，提高铺粉的均匀性。当然，可只采用一根丝杆81带动铺粉箱61，其他丝杆81用导杆来代替，导杆与铺粉箱61滑动套接。
50.本实施例中，振动机构7包括设于铺粉箱61上的振动电机71和设于振动电机71驱动端的振动器72，振动器72的驱动端与落粉盒62连接，落粉盒62与铺粉箱61之间垫设有弹性件9。振动电机71驱动振动器72振动，以带动落粉盒62振动，既可实现对落粉盒62内的粉末振动混合，又可防止落粉口623堵粉。
51.虽然本实用新型已以较佳实施例揭示如上，然而并非用以限定本实用新型。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本实用新型技术方案范围的情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均应落在本实用新型技术方案保护的范围内。