一种增材制造的双向铺粉装置及其使用方法与流程

1.本发明涉及增材制造技术领域，尤其涉及一种增材制造的双向铺粉装置及其使用方法。


背景技术：

2.目前的增材制造设备在每次铺粉时，粉末从储粉箱落入成型台上，铺粉装置从成型台一端移动到另一端，铺粉装置下端装设的刮刀在移动过程中将粉末铺展成单层粉末，粉末平铺后刮刀退回至起始位置，然后由激光发生器对单层粉末进行烧结成型，在此过程中，刮刀退回起始位置的过程造成了位移浪费。为此双向刮粉装置应运而生，铺粉装置一次来回位移可以完成两次铺粉，因而大幅提高了工作效率。
3.中国专利cn108723370a公开了一种定量落粉的双向铺粉装置，其在转筒上设有左右两个储粉槽，通过转动左转或者右转来实现定量双向铺粉。中国专利cn109550955a则公开了双向定量铺粉装置，其在落粉口底部设置用于封闭或打开落粉口来切换落粉口的粉末挡板，从而实现定量双向铺粉的目的。
4.技术人员发现，上述两种双向铺粉的方式均通过主动驱动机构来带动转筒转动或者粉末挡板移动来切换落粉的出口，主动驱动机构则根据铺粉装置的位移方向改变被驱动部件的移动方向。随着增材制造技术的单次铺粉打印速度大幅提升，主动驱动机构也需要大幅提高工作速度，不仅造成主动驱动机构作业负担增大而容易导致损坏，而且还大幅提高了工作成本及能耗。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本发明提出了一种增材制造的双向铺粉装置及其使用方法，用于解决目前的铺粉装置通过主动驱动机构来切换落粉的出口，随着增材制造技术的单次铺粉打印速度大幅提升，主动驱动机构也需要大幅提高工作速度，不仅造成主动驱动机构作业负担增大而容易导致损坏的问题。
6.本发明的技术方案是这样实现的：本发明提供了一种增材制造的双向铺粉装置，设置在成型台上并沿铺粉方向来回移动，包括装置主体，其内装有材料粉末且朝向成型台的端面上沿铺粉方向间隔开设有用于落粉的第一窗口及第二窗口；活动板，设置在装置主体朝向成型台的端面上；第一抵持部及第二抵持部，分别设置在装置移动轨迹两端；其中，活动板上开设有至少一个通孔，活动板随装置主体同步移动至抵持第一抵持部或者第二抵持部时，使活动板相对于装置主体反向移动并使通孔连通第一窗口或者第二窗口落粉到成型台上。
7.在以上技术方案的基础上，优选的，第一窗口位于第二抵持部与第二窗口之间，且第二窗口位于第一抵持部与第一窗口之间。
8.更进一步优选的，还包括刮刀，设置在装置主体朝向成型台的端面上并用于刮粉铺粉；其中，刮刀设置在第一窗口与第二窗口之间。
9.在以上技术方案的基础上，优选的，还包括分布机构，设置在装置主体内并用于将粉末均匀引导至第一窗口或第二窗口落粉；其中，分布机构沿其轴向开设有若干通道，分布机构的轴向为铺粉方向的垂直方向且为成型台表面的平行方向，若干通孔分为两组并依次交替布设在分布机构轴向两侧，两组通孔分别与第一窗口及第二窗口相连通。
10.更进一步优选的，通道沿分布机构径向的断面形状为三角形或者梯形，通道连通第一窗口或者第二窗口的一端为三角形顶点或者梯形的顶边。
11.更进一步优选的，通道远离成型台一端的断面边长大于分布机构径向断面宽度的二分之一。
12.更进一步优选的，装置主体远离成型台的端面上开设有进料口，进料口同时与若干通道远离成型台一端相连通。
13.在以上技术方案的基础上，优选的，还包括限位部，设置在装置移动轨迹的端部；弹性件，具有弹性缓冲的能力；其中，限位部与装置主体之间设置第一抵持部或者第二抵持部；弹性件设置在限位部与第一抵持部或者第二抵持部之间，且弹性件两端分别连接在限位部上及第一抵持部或者第二抵持部上；第一抵持部或者第二抵持部抵接活动板时，第一抵持部或者第二抵持部朝向限位部沿铺粉方向移动并受到弹性件缓冲。
14.在以上技术方案的基础上，优选的，活动板上沿铺粉方向间隔开设有两个通孔，两个通孔的间距小于第一窗口与第二窗口的间距。
15.另一方面，本发明还提供了一种增材制造的双向铺粉装置的使用方法，采用上述的铺粉装置，包括以下步骤，步骤一，初始状态下装置主体位于成型台上靠近第一抵持部的一端，且通孔与第一窗口相连通；步骤二，材料粉末经过第一窗口落至成型台上并位于刮刀远离第一抵持部的一侧，装置主体带动刮刀朝向第二抵持部移动并刮粉铺粉，直至装置主体抵近第二抵持部并使活动部抵持第二抵持部，活动部相对于装置主体反向移动并使通孔与第二窗口相连通；步骤三，材料粉末经过第二窗口落至成型台上并位于刮刀远离第二抵持部的一侧，装置主体带动刮刀朝向第一抵持部移动并刮粉铺粉，直至装置主体抵近第一抵持部并使活动部抵持第一抵持部，活动部相对于装置主体反向移动并使通孔再次与第一窗口相连通，重复步骤一。
16.本发明的一种增材制造的双向铺粉装置及其使用方法相对于现有技术具有以下有益效果：
17.(1)本发明在铺粉装置内设置能够左右移动的活动板作为切换落粉口的机关，同时设计铺粉装置主体在移动到移动轨迹两端时，会使活动板抵持抵持部而迫使活动板移动并切换落粉口，因此不通过主动驱动机构也能实现随铺粉方向的改变切换落粉口。
18.(2)本发明在装置整体内设置分布机构相刮刀两侧均匀分配粉末，粉末通过分布机构两侧交替布设的通道斜面滑落到成型台上，使铺粉装置一次来回进行的两次铺粉情况能够保持较高的一致性。
19.(3)本发明在抵持部与限位部之间设置弹性件进行缓冲，避免了铺粉装置移动到轨迹端部使活动板与抵持部之间发生硬性碰撞容易造成损伤的问题，同时还能够降低铺粉装置受到撞击产生的机械振动可能对铺粉装置的铺粉效果造成不良影响的问题。
附图说明
20.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
21.图1为本发明的铺粉装置的立体图；
22.图2为本发明的铺粉装置的主视图；
23.图3为本发明的铺粉装置的部分正剖图；
24.图4为本发明的装置主体的立体爆炸图；
25.图5为本发明的装置主体的仰视图；
26.图6为本发明的分布机构的俯视图；
27.图7为本发明的分布机构的仰视图；
28.图8为本发明的分布机构的径向断面图。
29.图中：1、成型台；2、装置主体；201、第一窗口；202、第二窗口；203、进料口；3、活动板；301、通孔；4、第一抵持部；5、第二抵持部；6、刮刀；7、分布机构；701、通道；8、限位部；9、弹性件。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施方式，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本发明保护的范围。
31.实施例一
32.如图1所示，结合图2及图5，本发明的一种增材制造的双向铺粉装置，包括装置主体2、活动板3、第一抵持部4、第二抵持部5及刮刀6。
33.其中，铺粉装置设置在成型台1上并沿铺粉方向来回移动。成型台1上一般会开设有成型腔和两个回收口，铺粉装置来回经过成型腔时会在成型腔内的升降托板上铺粉进行增材制造过程，同时铺粉装置来回移动会将多余的粉末刮回到回收口内。
34.装置主体2的顶部会安装有一个储粉罐，储粉罐将材料粉末定量输送至装置主体2内，由于需要来回进行两次铺粉，因此储粉罐单次定量送料会输送两层粉末的需求量。装置主体2朝向成型台1的端面上沿铺粉方向间隔开设有用于落粉的第一窗口201及第二窗口202，粉末会均分为两份分别从第一窗口201及第二窗口202落粉。一般会在成型台1上设置导轨滑块机构驱动装置主体2沿成型台1表面来回移动。
35.刮刀6设置在装置主体2朝向成型台1的端面上并用于刮粉铺粉。刮刀6设置在第一窗口201与第二窗口202之间；在铺粉装置来回两次直线移动时，粉末会分别通过第一窗口201与第二窗口202落在刮刀6两侧，从而使刮刀6能够随铺粉装置来回两次直线移动而进行两次铺粉。
36.第一抵持部4及第二抵持部5分别设置在装置移动轨迹两端。由于活动板3一般较长，因此第一抵持部4及第二抵持部5都至少两两一组，两个第一抵持部4或者第二抵持部5
对称设置在活动板3的两端。
37.活动板3设置在装置主体2朝向成型台1的端面上。活动板3上开设有至少一个通孔301。另外，活动板3上沿铺粉方向间隔开设有两个通孔301，两个通孔301的间距小于第一窗口201与第二窗口202的间距，从而避免使活动板3切换开放第一窗口201或者第二窗口202时需要移动较大的距离。
38.采用上述技术方案时，活动板3随装置主体2同步移动至抵持第一抵持部4或者第二抵持部5时，使活动板3相对于装置主体2反向移动并使通孔301连通第一窗口201或者第二窗口202落粉到成型台1上；因此，第一窗口201位于第二抵持部5与第二窗口202之间，且第二窗口202位于第一抵持部4与第一窗口201之间。
39.本发明的一种增材制造的双向铺粉装置的使用方法，采用本实施例的铺粉装置，包括以下步骤：
40.步骤一，初始状态下装置主体2位于成型台1上靠近第一抵持部4的一端，且通孔301与第一窗口201相连通。
41.步骤二，材料粉末经过第一窗口201落至成型台1上并位于刮刀6远离第一抵持部4的一侧，装置主体2带动刮刀6朝向第二抵持部5移动并刮粉铺粉，直至装置主体2抵近第二抵持部5并使活动部抵持第二抵持部5，活动部相对于装置主体2反向移动并使通孔301与第二窗口202相连通，完成一次铺粉。
42.步骤三，材料粉末经过第二窗口202落至成型台1上并位于刮刀6远离第二抵持部5的一侧，装置主体2带动刮刀6朝向第一抵持部4移动并刮粉铺粉，直至装置主体2抵近第一抵持部4并使活动部抵持第一抵持部4，活动部相对于装置主体2反向移动并使通孔301再次与第一窗口201相连通，完成第二次铺粉；此时铺粉装置回位到初始状态，能够重复步骤一进行下一次来回双向铺粉作业。
43.实施例二
44.在实施例一的基础上，尽管落粉的定量由安装在装置主体2顶部的储粉罐决定，但为了能够使装置来回移动进行双向两次铺粉具有较好的一致性，如图1所示，结合图4、图6、图7及图8，还包括分布机构7。
45.其中，装置主体2远离成型台1的端面上开设有进料口203。
46.分布机构7设置在装置主体2内并用于将粉末均匀引导至第一窗口201或第二窗口202落粉；分布机构7沿其轴向开设有若干通道701，分布机构7的轴向为铺粉方向的垂直方向且为成型台1表面的平行方向，若干通道701远离成型台1一端同时与进料口203相连通。
47.采用上述技术方案，若干通孔301分为两组并依次交替布设在分布机构7轴向两侧，两组通孔301分别与第一窗口201及第二窗口202相连通，因此粉末通过进料口203进入分布机构7后，粉末均匀的进入在分布机构7两侧布设的两列通道701，实现粉末均匀且均等的落在刮刀6两侧。
48.具体来说，通道701沿分布机构7径向的断面形状为三角形或者梯形，通道701连通第一窗口201或者第二窗口202的一端为三角形顶点或者梯形的顶边。通道701远离成型台1一端的断面边长大于分布机构7径向断面宽度的二分之一，从而使分布机构7两侧的两列通道701交替交叉层叠设置。
49.实施例三
50.在实施例一的基础上，避免了铺粉装置移动到轨迹端部使活动板3与抵持部之间发生硬性碰撞容易造成损伤，如图1所示，结合图3，还包括限位部8及弹性件9。
51.限位部8设置在装置移动轨迹的端部。限位部8与装置主体2之间设置第一抵持部4或者第二抵持部5。
52.弹性件9具有弹性缓冲的能力，弹性件9可以是弹簧或者伸缩阻尼器。弹性件9设置在限位部8与第一抵持部4或者第二抵持部5之间，且弹性件9两端分别连接在限位部8上及第一抵持部4或者第二抵持部5上。
53.采用上述技术方案，第一抵持部4或者第二抵持部5抵接活动板3时，第一抵持部4或者第二抵持部5朝向限位部8沿铺粉方向移动并受到弹性件9缓冲。
54.以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种增材制造的双向铺粉装置，设置在成型台(1)上并沿铺粉方向来回移动，其特征在于，包括：装置主体(2)，其内装有材料粉末且朝向所述成型台(1)的端面上沿铺粉方向间隔开设有用于落粉的第一窗口(201)及第二窗口(202)；活动板(3)，设置在所述装置主体(2)朝向成型台(1)的端面上；第一抵持部(4)及第二抵持部(5)，分别设置在所述装置移动轨迹两端；其中，所述活动板(3)上开设有至少一个通孔(301)，所述活动板(3)随装置主体(2)同步移动至抵持第一抵持部(4)或者第二抵持部(5)时，使所述活动板(3)相对于装置主体(2)反向移动并使通孔(301)连通第一窗口(201)或者第二窗口(202)落粉到成型台(1)上。2.根据权利要求1所述的一种增材制造的双向铺粉装置，其特征在于：所述第一窗口(201)位于第二抵持部(5)与第二窗口(202)之间，且所述第二窗口(202)位于第一抵持部(4)与第一窗口(201)之间。3.根据权利要求2所述的一种增材制造的双向铺粉装置，其特征在于，还包括：刮刀(6)，设置在所述装置主体(2)朝向成型台(1)的端面上并用于刮粉铺粉；其中，所述刮刀(6)设置在第一窗口(201)与第二窗口(202)之间。4.根据权利要求1所述的一种增材制造的双向铺粉装置，其特征在于，还包括：分布机构(7)，设置在所述装置主体(2)内并用于将粉末均匀引导至第一窗口(201)或第二窗口(202)落粉；其中，所述分布机构(7)沿其轴向开设有若干通道(701)，所述分布机构(7)的轴向为铺粉方向的垂直方向且为成型台(1)表面的平行方向，若干所述通孔(301)分为两组并依次交替布设在分布机构(7)轴向两侧，两组所述通孔(301)分别与第一窗口(201)及第二窗口(202)相连通。5.根据权利要求4所述的一种增材制造的双向铺粉装置，其特征在于：所述通道(701)沿分布机构(7)径向的断面形状为三角形或者梯形，所述通道(701)连通第一窗口(201)或者第二窗口(202)的一端为三角形顶点或者梯形的顶边。6.根据权利要求5所述的一种增材制造的双向铺粉装置，其特征在于：所述通道(701)远离成型台(1)一端的断面边长大于分布机构(7)径向断面宽度的二分之一。7.根据权利要求6所述的一种增材制造的双向铺粉装置，其特征在于：所述装置主体(2)远离成型台(1)的端面上开设有进料口(203)，所述进料口(203)同时与若干通道(701)远离成型台(1)一端相连通。8.根据权利要求1所述的一种增材制造的双向铺粉装置，其特征在于，还包括：限位部(8)，设置在所述装置移动轨迹的端部；弹性件(9)，具有弹性缓冲的能力；其中，所述限位部(8)与装置主体(2)之间设置第一抵持部(4)或者第二抵持部(5)；所述弹性件(9)设置在限位部(8)与第一抵持部(4)或者第二抵持部(5)之间，且所述弹性件(9)两端分别连接在限位部(8)上及第一抵持部(4)或者第二抵持部(5)上；所述第一抵持部(4)或者第二抵持部(5)抵接活动板(3)时，所述第一抵持部(4)或者第二抵持部(5)朝向限位部(8)沿铺粉方向移动并受到弹性件(9)缓冲。9.根据权利要求1所述的一种增材制造的双向铺粉装置，其特征在于：所述活动板(3)
上沿铺粉方向间隔开设有两个通孔(301)，两个所述通孔(301)的间距小于第一窗口(201)与第二窗口(202)的间距。10.一种增材制造的双向铺粉装置的使用方法，采用权利要求1至9任意一项所述的铺粉装置，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，初始状态下所述装置主体(2)位于成型台(1)上靠近第一抵持部(4)的一端，且所述通孔(301)与第一窗口(201)相连通；步骤二，材料粉末经过所述第一窗口(201)落至成型台(1)上并位于刮刀(6)远离第一抵持部(4)的一侧，所述装置主体(2)带动刮刀(6)朝向第二抵持部(5)移动并刮粉铺粉，直至所述装置主体(2)抵近第二抵持部(5)并使活动部抵持第二抵持部(5)，所述活动部相对于装置主体(2)反向移动并使通孔(301)与第二窗口(202)相连通；步骤三，材料粉末经过所述第二窗口(202)落至成型台(1)上并位于刮刀(6)远离第二抵持部(5)的一侧，所述装置主体(2)带动刮刀(6)朝向第一抵持部(4)移动并刮粉铺粉，直至所述装置主体(2)抵近第一抵持部(4)并使活动部抵持第一抵持部(4)，所述活动部相对于装置主体(2)反向移动并使通孔(301)再次与第一窗口(201)相连通，重复所述步骤一。

技术总结
本发明提出了一种增材制造的双向铺粉装置及其使用方法，包括装置主体，其内装有材料粉末且朝向成型台的端面上沿铺粉方向间隔开设有用于落粉的第一窗口及第二窗口；活动板，设置在装置主体朝向成型台的端面上；第一抵持部及第二抵持部，分别设置在装置移动轨迹两端；活动板上开设有通孔，活动板随装置主体同步移动至抵持第一抵持部或者第二抵持部时，使活动板相对于装置主体反向移动并使通孔连通第一窗口或者第二窗口落粉到成型台上；在铺粉装置内设置能够左右移动的活动板作为切换落粉口的机关，铺粉装置主体在移动到移动轨迹两端时，会使活动板抵持抵持部而迫使活动板移动并切换落粉口，不通过主动驱动机构实现随铺粉方向的改变切换落粉口。方向的改变切换落粉口。方向的改变切换落粉口。


技术研发人员：谢恒畅 东芳 张国庆 程坦 刘胜
受保护的技术使用者：湖南珞佳智能科技有限公司
技术研发日：2023.07.27
技术公布日：2023/9/20