專利名稱：用于選區(qū)激光熔化成型的金屬粉末鋪粉裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于激光快速成型領(lǐng)域，具體涉及用于選區(qū)激光熔化成型金屬 粉末鋪粉裝置。
技術(shù)背景選區(qū)激光熔化(SLM -Selective Laser Melting)是一種金屬零件直接成 型方法，是快速成型(RP - Rapid Prototyping)技術(shù)的最新發(fā)展。該技術(shù)基 于快速成型的最基本思想，用逐層添加方式根據(jù)CAD數(shù)據(jù)直接成型具有特定幾 何形狀的零件，成型過(guò)程中金屬粉末完全熔化，產(chǎn)生冶金結(jié)合。成型過(guò)程不受 零件復(fù)雜程度的限制，因而具有很大的柔性，特別適合于單件小批量產(chǎn)品的制 造。選區(qū)激光熔化成型可以方便地調(diào)整成型材料的成分，比如在原始粉末中加 入新的合金元素可以在成型的同時(shí)制造新型合金，適用于新型材料的制造和成 型和梯度材料的制造，是新型結(jié)構(gòu)材料制造與成型的具有挑戰(zhàn)性的新技術(shù)。選區(qū)激光熔化的工作過(guò)程如下首先在工作臺(tái)上鋪上一層粉末材料，然后 激光束在計(jì)算機(jī)的控制下，按照截面輪廓的信息，對(duì)粉末進(jìn)行選擇性的掃描， 使掃描區(qū)域內(nèi)的粉末熔化，得到產(chǎn)品的一層輪廓。 一層成型完成后，工作臺(tái)下 降一截面層的厚度，再進(jìn)行下一層的鋪粉和掃描，如此循環(huán)，最終形成三維工 件。成型系統(tǒng)中一般采用雙缸結(jié)構(gòu)，零件加工在成型缸中完成，料缸提供成型 所需的粉末材料。鋪粉采用鋪粉輥及其驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，其作用是把粉末均勻地鋪平 在成型缸上。由于金屬粉末在熔化時(shí)容易發(fā)生氧化，所以成型時(shí)常采用惰性氣體保護(hù)。雙缸結(jié)構(gòu)的成型系統(tǒng)，成型室體積較大，給密封和氣體保護(hù)帶來(lái)不便。料缸的 作用僅限于提供一定量的粉末材料，因此可以用其它鋪粉裝置來(lái)代替。另一方 面，采用料缸供粉，不能在成型中同時(shí)采用兩種或兩種以上粉末，限制了成型 工藝的應(yīng)用范圍。 實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有激光快速成型系統(tǒng)中雙缸結(jié)構(gòu)帶來(lái)的密 封和氣體保護(hù)不便等缺陷，提供一種用于選區(qū)激光熔化成型的金屬粉末鋪粉裝 置，該裝置為螺桿式金屬粉末鋪粉裝置，不僅能按成型需要提供一定量的粉末， 而且能方便地懸掛于成型室中，有效地減少成型室體積。采用左右布置的結(jié)構(gòu)， 可以方便地提供兩種成型粉末。本實(shí)用新型所采用的技術(shù)方案是該裝置包括螺桿、料斗和端蓋，螺桿的上端通過(guò)聯(lián)軸器與電機(jī)相連，螺桿 另一端的螺旋部分與料斗下端采用間隙公差配合，端蓋通過(guò)螺紋與料斗相連， 并支撐螺桿。料斗下端設(shè)有漏嘴，漏嘴通過(guò)螺紋與料斗連接，漏嘴的開(kāi)口直徑 小于螺桿直徑，漏嘴的開(kāi)口處與料斗底部之間留有間隙。上述裝置中，所述螺桿還套有上下兩滾動(dòng)軸承，上下兩滾動(dòng)軸承通過(guò)套筒 隔開(kāi)。將粉末儲(chǔ)存于料斗之中，料斗側(cè)面開(kāi)一口，用于添加粉末或者觀察粉末剩 余量。螺桿螺旋部分與料斗下端形成間隙配合，金屬粉末在螺桿強(qiáng)制作用下送 出。螺桿上端通過(guò)聯(lián)軸器與步進(jìn)電機(jī)相連，通過(guò)控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)來(lái)達(dá)到控 制每次送出的粉末量。螺桿對(duì)粉末的作用是動(dòng)態(tài)強(qiáng)制性的，所以在螺旋段很少 發(fā)生堵塞問(wèn)題；在料斗下端設(shè)置漏嘴，其厚度很薄，使粉末離開(kāi)螺桿后用很短的時(shí)間通過(guò)漏嘴。螺桿的螺旋采用單頭矩形截面螺旋，螺桿旋轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性通過(guò) 兩個(gè)滾動(dòng)軸承來(lái)保證。整個(gè)鋪粉裝置體積較小，將其懸掛于成型室工作面上方， 粉末自上而下流出，再由鋪粉輥完成鋪粉過(guò)程。當(dāng)成型過(guò)程需要兩種粉末時(shí)， 可于左右各布置一個(gè)該鋪粉裝置。本實(shí)用新型的有益效果是，可以采用簡(jiǎn)便的控制方式提供一定量的金屬粉 末，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，整個(gè)鋪粉裝置占用空間小。本發(fā)明裝置密封性能良好；采 用左右兩側(cè)布置的結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)兩種不同粉末的鋪粉，滿足梯度材料成型的 需要。


以下結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步說(shuō)明。圖1是本實(shí)用新型的激光快速成型金屬粉末鋪粉裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型的金屬粉末鋪粉裝置工藝原理圖。圖3是本實(shí)用新型的金屬粉末鋪粉裝置工藝原理圖。圖中l(wèi).螺桿，2.端蓋，3.套筒，4.滾動(dòng)軸承，5.料斗，6.漏嘴，7.鋪粉裝置， 8.鋪粉輥，9.成型室工作面，IO.工作臺(tái)，ll.成型缸，12.鋪粉裝置。
具體實(shí)施方式
在圖1金屬粉末鋪粉裝置結(jié)構(gòu)示意圖中，螺桿1的一側(cè)通過(guò)聯(lián)軸器與電機(jī) 相連，另一端帶有螺旋部分與料斗5形成間隙公差配合。漏嘴6通過(guò)螺紋與料 斗5連接，漏嘴6開(kāi)口處與料斗5底部留一定的間隙，且漏嘴6開(kāi)口的直徑小 于螺桿1的直徑，螺桿旋轉(zhuǎn)的穩(wěn)定性通過(guò)其套有的兩個(gè)滾動(dòng)軸承4來(lái)保證，兩 個(gè)滾動(dòng)軸承4由套筒3隔開(kāi)，端蓋2通過(guò)螺紋與料斗5相連，并支撐螺桿l。 螺桿1通過(guò)旋轉(zhuǎn)將金屬粉末強(qiáng)制送出。螺桿1上端通過(guò)聯(lián)軸器與步進(jìn)電機(jī)相連，通過(guò)控制步進(jìn)電機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)來(lái)達(dá)到控制每次送出的粉末量。螺桿1還套有上下兩滾動(dòng)軸承4，上下兩滾動(dòng)軸承4通過(guò)套筒3隔開(kāi)。圖2鋪粉裝置工藝原理圖中，將圖1整個(gè)裝置作為一個(gè)整體，即鋪粉裝置 7，置于成型室工作面9上方。粉末經(jīng)由鋪粉裝置7送出后，由鋪粉輥8完成 鋪粉操作。成型室內(nèi)只需要一個(gè)缸即成型缸ll。圖3鋪粉裝置工藝原理圖中，將圖1整個(gè)裝置作為一個(gè)整體，左右各一 個(gè)置于成型室工作面上方，即鋪粉裝置12和鋪粉裝置7。鋪粉裝置7和鋪粉 裝置12中儲(chǔ)存不同類(lèi)型的粉末，可根據(jù)需要選擇該層所需粉末進(jìn)行鋪粉。
權(quán)利要求1、用于選區(qū)激光熔化成型的金屬粉末鋪粉裝置，其特征在于該裝置包括螺桿(1)、料斗(5)和端蓋(2)，螺桿(1)的上端通過(guò)聯(lián)軸器與電機(jī)相連，螺桿(1)另一端的螺旋部分與料斗(5)下端采用間隙公差配合，端蓋(2)通過(guò)螺紋與料斗(5)相連，并支撐螺桿(1)。
2、 如權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，所述料斗(5)側(cè)面設(shè)有一開(kāi)□。
3、 如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，料斗(5)下端設(shè)有漏嘴(6)， 漏嘴(6)通過(guò)螺紋與料斗(5)連接，漏嘴(6)的開(kāi)口直徑小于螺桿(1)直 徑，漏嘴的開(kāi)口處與料斗底部之間留有間隙。
4、 如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述螺桿(1)還套有上下兩 滾動(dòng)軸承(4)，上下兩滾動(dòng)軸承(4)通過(guò)套筒(3)隔開(kāi)。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種用于選區(qū)激光熔化成型的金屬粉末鋪粉裝置，其包括螺桿、料斗和端蓋，螺桿的上端通過(guò)聯(lián)軸器與電機(jī)相連，螺桿另一端的螺旋部分與料斗下端采用間隙公差配合，端蓋通過(guò)螺紋與料斗相連，并支撐螺桿。料斗下端設(shè)有漏嘴，漏嘴通過(guò)螺紋與料斗連接，漏嘴的開(kāi)口直徑小于螺桿直徑。通過(guò)螺桿旋轉(zhuǎn)，將料斗中的金屬粉末經(jīng)由漏嘴送出，然后由鋪粉棍完成鋪粉操作。螺桿通過(guò)聯(lián)軸器與電機(jī)相連，并通過(guò)控制電機(jī)的旋轉(zhuǎn)次數(shù)來(lái)保證每次送出粉末的數(shù)量。本實(shí)用新型不需要專門(mén)的料缸，可大大減小激光快速成型中成型室的體積，密封性能良好；采用左右兩側(cè)布置的結(jié)構(gòu)，可以實(shí)現(xiàn)兩種不同粉末的鋪粉，滿足梯度材料成型的需要。
文檔編號(hào)B65G47/34GK201109649SQ20072006155
公開(kāi)日2008年9月3日 申請(qǐng)日期2007年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2007年12月14日
發(fā)明者楊永強(qiáng), 程大偉, 黃延祿 申請(qǐng)人:華南理工大學(xué)