用于激光選區(qū)燒結(jié)設(shè)備的主動清洗型鋪粉刮刀裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種激光選區(qū)燒結(jié)技術(shù)，更具體地說，它涉及一種激光選區(qū)燒結(jié)技術(shù)中應用的鋪粉裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]金屬增材制造，也稱為3D打印技術(shù)或者激光選區(qū)燒結(jié)技術(shù)，是目前新興的一種快速制造工藝，其工作原理為利用現(xiàn)有的CAD/CAM軟件對激光束的路徑進行設(shè)計，并在充滿惰性保護氣體的密閉的成型艙內(nèi)按層鋪設(shè)金屬粉末，控制激光束按照設(shè)計路徑掃描按層分布的金屬粉末得到成型件的單層形狀;緊接著，控制成型缸下降一層厚的距離，鋪粉裝置重新鋪粉并重復上述成型過程，如此往復最終堆疊成具有特定幾何形狀的金屬零件。
[0003]在金屬增材制造過程中，評價成品質(zhì)量的幾個關(guān)鍵指標分別為致密度、精度以及表面粗糙度等，而成品的致密度和表面粗糙度主要受到鋪粉質(zhì)量的影響。一般而言，對于鋪粉的要求為將金屬粉末均勻、平整的鋪設(shè)于成型臺面上，常見的鋪粉裝置包括刮刀式和輥子式兩種，其中棍子式鋪粉裝置多用于石蠟材料等燒結(jié)成型，對于金屬粉末燒結(jié)成型的，刮刀式鋪粉裝置更為適用。但是，在刮刀鋪粉正向移動表面會有金屬粉末殘留。特別是奧氏體不銹鋼類金屬粉，因鋪粉過程中微小的、不規(guī)則的、不可控的運動因素，使奧氏體不銹鋼產(chǎn)生弱磁化現(xiàn)象，在刮刀表面產(chǎn)生聚團現(xiàn)象。刮刀鋪粉過程中的不規(guī)則震動使聚團粉末隨機脫落，破壞了層疊制造的鋪粉參數(shù)。這樣，增材制造的分層組織結(jié)構(gòu)不一致，組織物化參數(shù)也隨之波動，隨機產(chǎn)生不良產(chǎn)品。
[0004]申請日為2009.12.30、申請?zhí)枮?00920295730.3的實用新型專利(以下稱為對比文件1)中公開了一種金屬粉末鋪粉裝置，其技術(shù)方案中采用的技術(shù)方案是:在刮刀所在的箱體內(nèi)設(shè)置一個彈簧，使得刮刀在碰到成型件表面的凸起部位時，可以利用彈簧的彈力防止刮刀卡死或者彎折。
[0005]對比文件1中的技術(shù)方案解決了刮刀卡死的問題，但是，這些凸起不僅存在于成型物品表面，當刮刀表面存在殘留的金屬粉末并聚團后，對比文件1中的方案則只能解決刮刀卡死的問題，而難以避免后期鋪粉過程中這些凝結(jié)的金屬塊在刮刀的微震中落入鋪好的粉末中，因此，究其根源，現(xiàn)有技術(shù)中缺少一種可以對刮刀表面的殘余粉末進行及時處理的裝置。
【實用新型內(nèi)容】
[0006]針對現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實用新型的目的在于提供一種利用脈沖氣體對刮刀表面進行間歇式?jīng)_洗的一種用于激光選區(qū)燒結(jié)設(shè)備的主動清洗型鋪粉刮刀裝置。
[0007]為實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了如下技術(shù)方案:一種用于激光選區(qū)燒結(jié)設(shè)備的主動清洗型鋪粉刮刀裝置，包括刮刀單元，所述刮刀單元包括有用于鋪粉的刮刀，其特征是:刮刀的鋪粉面上設(shè)置有外接氣源的主動清洗裝置，所述主動清洗裝置上設(shè)置有出氣口，所述出氣口對準刮刀的鋪粉面。
[0008]通過采用上述技術(shù)方案，由于刮刀上的鋪粉面是金屬粉末最易殘留的區(qū)域，并且，刮刀運動的過程中，鋪粉面一側(cè)的刀刃直接接觸成型件表面，因此，這個區(qū)域上的金屬粉末殘留對于成型工件的質(zhì)量影響極大，因此，在這個區(qū)域上設(shè)置主動清洗裝置，對于刮刀的鋪粉面進行定期的清理去除發(fā)生聚團的金屬粉末，可以有效的提高刮刀單元的鋪粉質(zhì)量。
[0009]本實用新型進一步設(shè)置為:所述刮刀與外接氣源之間設(shè)置有氣體控制單元，當所述刮刀完成一次鋪粉后，所述氣體控制單元控制外接的壓力氣體自所述出氣口噴出。
[0010]通過采用上述技術(shù)方案，由于主動清洗裝置的清洗時間歇性的，且其工作時間應當設(shè)置為每次鋪粉完成與下次鋪粉開始的時間間隔內(nèi)，因此，設(shè)置氣體控制單元的好處是可以通過設(shè)置氣體控制單元的啟動時間，從而實現(xiàn)主動清洗裝置的完全自動。
[0011]本實用新型進一步設(shè)置為:所述氣體控制單元包括有脈沖電磁閥，所述脈沖電磁閥響應于外接的控制信號，當所述刮刀完成一次鋪粉后，所述脈沖電磁閥控制外接的壓力氣體自所述出氣口噴出。
[0012]通過采用上述技術(shù)方案，脈沖電磁閥的工作原理是通過導線，將電磁閥體內(nèi)的線圈輸入脈沖信號，當脈沖信號為正向時，線圈產(chǎn)生工作磁通，使磁芯吸和打開閥門，向主動清洗裝置內(nèi)通入氣體對刮刀的鋪粉面進行清洗；當脈沖信號復位時，電磁閥芯釋放，此時，閥芯復位并斷開外接氣源與主動清洗裝置。這樣的過程中，只需對脈沖電磁閥的每次正向脈沖信號的間隔時間進行設(shè)定，即可精準的實現(xiàn)對主動清洗裝置的動作控制;并且，由于脈沖電磁閥本身利用的為橡膠膜片的撓曲變形實現(xiàn)閥口的啟閉，因而，其控制精度很高。
[0013]本實用新型進一步設(shè)置為:所述氣體控制單元還包括有單向閥，所述單向閥設(shè)置于所述脈沖電磁閥與出氣口之間的輸氣路徑上。
[0014]通過采用上述技術(shù)方案，配合脈沖電磁閥的工作原理，單向閥的設(shè)置可以防止脈沖電磁閥的閥口兩次開啟之間通入的氣體倒流回脈沖電磁閥內(nèi)，從而起到對脈沖電磁閥的結(jié)構(gòu)的保護，防止由于氣體倒流導致的閥芯結(jié)構(gòu)的損壞。
[0015]本實用新型進一步設(shè)置為:所述主動清洗裝置包括有清洗氣室，所述清洗氣室的布置方向與所述刮刀的延伸方向一致，所述出氣口設(shè)置于所述清洗氣室面上靠近刮刀的鋪粉面的位置處。
[0016]通過采用上述技術(shù)方案，清洗氣室可以作為外接氣源導入的壓力氣體的一個緩存腔室，由于清洗氣室的內(nèi)墻體積是固定的，因而當其內(nèi)充滿氣體時，通過出氣口排出至鋪粉面上的氣體的壓力基本穩(wěn)定，這樣可以使清洗刮刀的氣體壓力均勻吹至刮刀上，去除聚團的金屬粉末。
【附圖說明】
[0017]圖1為本實用新型的工作原理示意圖；
[0018]圖2為本實用新型的左視圖；
[0019]圖3為本實用新型的俯視圖；
[0020]圖4為本實用新型實施例的立體圖。
[0021]附圖標注:1、刮刀單元;2、主動清洗裝置;3、氣體控制單元;4、工作基面；11、刮刀；111、鋪粉面；12、刮刀架；13、刀架安裝板；14、調(diào)整螺釘；15、連接螺釘;21、出氣口； 22、清洗氣室;23、清洗室安裝螺釘;24、脈沖氣體入口； 31、脈沖電磁閥；32、單向閥；33、氣源。
【具體實施方式】
[0022]參照圖1至圖4對本實用新型實施例做進一步說明。
[0023]—種用于激光選區(qū)燒結(jié)設(shè)備的主動清洗型鋪粉刮刀裝置，如圖1所示，包括有刮刀單元1、主動清洗裝置2以及氣體控制單元3。其中，刮刀單元1是直接與金屬粉末接觸的部分，主動清洗裝置2用于定期清理刮刀裝置1上粘結(jié)或者聚團的金屬粉末，氣體控制單元3與