一种铺粉装置及3D金属打印机的制作方法

本技术涉及3d打印，特别涉及一种铺粉装置及3d金属打印机。

背景技术：

1、3d打印技术也被称为增材制造技术，它通过把材料逐层累加起来制造实体零件，相比传统的切削加工方式，3d打印技术可以加工形状复杂的零件，制造周期短，材料利用率高，制作的零件精密度高，在航空航天、汽车、军工及生物医疗等领域有着广阔的应用前景。

2、3d金属打印机金属使用的材料为金属粉末材料，在激光熔化每一层的金属粉末之前，铺粉装置需要把金属粉末铺平。根据铺粉方式现有的3d金属打印机可分为上送粉式3d金属打印机和下送粉式3d金属打印机，上送粉式3d金属打印机在成型缸的基板上方设置铺粉装置，铺粉装置连接着粉末管道，在铺粉装置与基板之间设有刮刀，刮刀连接在铺粉装置上，工作时铺粉装置与刮刀一同由基板的第一端向其另一端直线移动，实现边漏粉边刮粉。而下送粉式3d金属打印机在激光束开始扫描前，铺粉装置通常先利用刮刀先把金属粉末平推到成型缸的基板上，激光束再按当前层的填充轮廓线选区熔化基板上的粉末，加工出当前层，然后成型缸下降一个层厚的距离，粉料缸上升一定厚度的距离，铺粉装置再次利用刮刀把金属粉末平推到成型缸的基板上已加工好的当前层上，设备调入下一层轮廓的数据进行加工，如此层层加工直至整个零件加工完毕。

3、但是，由于刮刀铺粉时会带走部分金属粉末，因此会比较浪费金属粉末材料，增加了生产成本。同时，由于刮刀往往制作得很薄，在遇到外力碰撞后容易出现弯曲，进而影响铺粉的质量，而且这种薄刮刀长时间使用后，即使在没有外力碰撞时也会渐渐出现弯曲变形的现象。尽管刮刀可以采用刚度较强的金属材料，以保证在使用时不易变形，但容易损伤打印的零件。此外，下送粉式3d金属打印机在铺粉时，粉料缸位于成型缸一侧，刮刀从该侧进行铺粉完后需要返程，但是在返程过程中是无法进行铺粉操作的，导致铺粉效率较低，另外由于粉料缸的存在，导致成型缸的基板区域面积有限，如果需要打印大型零件，只能扩大原有设备的尺寸，进而增加了生产成本。

技术实现思路

1、基于此，本实用新型的目的是提供一种铺粉装置，可以实现连续加粉打印，同等容积的作业腔室下可以打印较大尺寸的零件，同时用铺辊代替刮刀，避免了使用刮刀时出现上述问题；

2、一方面，本实用新型提供了一种铺粉装置，应用于3d金属打印机中，3d金属打印机设有作业腔室，作业腔室内设有打印作业台，打印作业台上设有成型区域，铺粉装置包括：作业腔室、上料仓、铺粉组件、水平移动件，作业腔室内设有打印作业台，打印作业台上设有成型区域，铺粉组件位于作业腔室内，铺粉组件包括下料仓、铺辊、驱动机构，下料仓的高度低于上料仓，下料仓的进料口与上料仓底部的出料口之间能够启闭式连通，铺辊的长度与成型区域的尺寸对应，铺辊悬空在成型区域上方且其辊面贴近下料仓的出料口处，驱动机构用于驱动铺辊旋转，水平移动件用于将铺粉组件在成型区域相对的两侧之间进行往复移动。

3、本实用新型上述的铺粉装置具有以下有益效果：上料仓可以盛装大量的金属粉末，并可以进行预处理以避免因金属粉末质量问题而影响激光打印的质量，例如去除氧气含量，高含量的氧气会导致金属粉末氧化，导致层之间的焊接强度降低，直接影响打印的零件的质量；下料仓则可以盛装满足激光打印要求的金属粉末；同时，下料仓的进料口与上料仓底部的出料口之间能够启闭式连通，方便控制从上料仓向下料仓内进行卸料的进程，例如在水平移动件将下料仓在成型区域相对的两侧之间进行往复移动时，通过关闭下料仓的进料口与上料仓底部的出料口之间的连通，可以避免位置固定的上料仓内的金属粉末泄漏；此外，由于将铺辊悬空在成型区域的上方，以及通过水平移动件在成型区域相对的两侧之间往复移动铺粉组件，相比现有技术，不需要考虑刮刀损坏的情况发生。而且相比下送粉式3d金属打印机的铺粉方式，本申请可以通过滚动铺辊精确控制铺粉面积以及将金属粉末均匀铺满成型区域，以及相比使用刮刀的方式，可以减小金属粉末的浪费，同时在返程时铺辊也可以对成型区域进行铺粉，进而提高了铺粉效率；另外由于此时作业腔室内无需设置粉料缸，可以将成型区域设置得相对较大，达到在同等容积的作业腔室下打印较大尺寸的零件的效果。

4、另外，根据本实用新型上述的铺粉装置，还可以具有如下附加的技术特征：

5、进一步地，水平移动件为同步带直线传动模组，同步带直线传动模组上的滑块与下料仓固接。

6、进一步地，上料仓位于作业腔室的外侧，或者设于作业腔室顶壁上，或者设于作业腔室的侧壁上。

7、进一步地，下料仓的截面为楔形。

8、进一步地，下料仓上设有部分包围铺辊的第一挡风罩和第二挡风罩。

9、进一步地，下料仓沿铺辊长度方向的两侧设有支架，支架固接于滑块上。

10、进一步地，铺辊转动设置在支架上，驱动机构包括电机、转轮、挠性传动件，电机固接于其中一个支架上，电机的转轴和铺辊上均固接有转轮，两个转轮通过挠性传动件传动连接。

11、进一步地，支架上设有保护罩，转轮和挠性传动件位于保护罩内。

12、进一步地，下料仓的进料口处设有能够启闭的盖板。

13、另一方面，基于同一发明构思，本实用新型还提供了一种3d金属打印机，应用了前述的铺粉装置。

技术特征：

1.一种铺粉装置，应用于3d金属打印机中，所述3d金属打印机设有作业腔室，所述作业腔室内设有打印作业台，所述打印作业台上设有成型区域，其特征在于，所述铺粉装置包括：

2.根据权利要求1所述的铺粉装置，其特征在于，所述水平移动件为同步带直线传动模组，所述同步带直线传动模组上的滑块与所述下料仓固接。

3.根据权利要求1所述的铺粉装置，其特征在于，所述上料仓位于所述作业腔室的外侧，或者设于所述作业腔室顶壁上，或者设于所述作业腔室的侧壁上。

4.根据权利要求1所述的铺粉装置，其特征在于，所述成型区域相对两侧的所述打印作业台上分别设有风机和收集器。

5.根据权利要求1所述的铺粉装置，其特征在于，所述下料仓上设有部分包围所述铺辊的第一挡风罩和第二挡风罩。

6.根据权利要求2所述的铺粉装置，其特征在于，所述下料仓沿所述铺辊长度方向的两侧设有支架，所述支架固接于所述滑块上。

7.根据权利要求6所述的铺粉装置，其特征在于，所述铺辊转动设置在所述支架上，所述驱动机构包括电机、转轮、挠性传动件，所述电机固接于其中一个所述支架上，所述电机的转轴和所述铺辊上均固接有所述转轮，两个所述转轮通过所述挠性传动件传动连接。

8.根据权利要求7所述的铺粉装置，其特征在于，所述支架上设有保护罩，所述转轮和所述挠性传动件位于所述保护罩内。

9.根据权利要求1所述的铺粉装置，其特征在于，所述下料仓的进料口处设有能够启闭的盖板。

10.一种3d金属打印机，其特征在于，应用了如权利要求1至9任一项所述的铺粉装置。

技术总结本技术提供了一种铺粉装置及3D金属打印机，3D金属打印机设有作业腔室，作业腔室内设有打印作业台，打印作业台上设有成型区域，铺粉装置包括：上料仓、铺粉组件、水平移动件，铺粉组件包括下料仓、铺辊、驱动机构，下料仓的高度低于上料仓，下料仓的进料口与上料仓底部的出料口之间能够启闭式连通，铺辊悬空在成型区域上方且其辊面贴近下料仓的出料口处，驱动机构用于驱动铺辊旋转，水平移动件用于将铺粉组件在成型区域相对的两侧之间进行往复移动。本技术可以实现连续加粉打印，同等容积的作业腔室下可以打印较大尺寸的零件，同时用铺辊代替刮刀，避免了使用刮刀时出现浪费打印材料、打印效率低、易变性、损坏打印零件等问题。技术研发人员：胡万谦,李振民,张志辉,赵春禄,王联波,曾宪海受保护的技术使用者：江西宝航新材料有限公司技术研发日：20231110技术公布日：2024/6/5