用於金屬熔化增材製造送粉與鋪粉的集成裝置及方法

《用於金屬熔化增材製造送粉與鋪粉的集成裝置及方法》是上海航天設備製造總廠於2015年3月18日申請的專利，該專利的公布號為CN104841936A，授權公布日為2015年8月19日，發明人是朱小剛、王聯鳳、侯春傑、劉明芳。

《用於金屬熔化增材製造送粉與鋪粉的集成裝置及方法》涉及一種送粉與鋪粉集成裝置，其包括用於零件增材製造成形的成形腔，還包括位於成形腔內的如下裝置：與成形腔連線且位於刮刀組件運動路徑後端上方的粉倉，用於金屬粉末貯存與撒粉；與成形腔連線的直線導軌及安裝於直線導軌的滑塊，用於引導刮刀組件的運動路徑；安裝於滑塊的刮刀支架組件，用於連線刮刀組件；刮刀組件，用於增材製造過程的鋪粉，將粉倉撒出在運動路徑後端的金屬粉末推到位於運動路徑前端的成形區域，形成粉層。

2017年12月11日，《用於金屬熔化增材製造送粉與鋪粉的集成裝置及方法》獲得第十九屆中國專利優秀獎。

（概述圖為《用於金屬熔化增材製造送粉與鋪粉的集成裝置及方法》摘要附圖）

基本介紹

• 中文名：用於金屬熔化增材製造送粉與鋪粉的集成裝置及方法
• 申請人：上海航天設備製造總廠
• 申請日：2015年3月18日
• 申請號：2015101195853
• 公布號：CN104841936A
• 公布日：2015年8月19日
• 發明人：朱小剛、王聯鳳、侯春傑、劉明芳
• 地址：上海市閔行區華寧路100號
• Int.Cl.：B22F3/105(2006.01)I、B33Y30/00(2015.01)I、B33Y40/00(2015.01)I
• 代理機構：上海漢聲智慧財產權代理有限公司
• 代理人：郭國中
• 類別：發明專利

專利背景

金屬熔化增材製造零件的關鍵指標主要包括緻密度、精度與表面粗糙度，而鋪粉質量和成形氣氛將會對緻密度和表面粗糙度產生非常重要的影響，尤其是鈦合金、高溫合金與鋁合金等材料。所以說，送粉和鋪粉裝置是金屬熔化增材製造的核心部件。

發明內容

專利目的

針對2015年3月之前技術中的缺陷，《用於金屬熔化增材製造送粉與鋪粉的集成裝置及方法》的目的是提供一種金屬熔化增材製造送粉與鋪粉集成裝置及方法，以解決金屬熔化增材製造的技術問題。

技術方案

根據《用於金屬熔化增材製造送粉與鋪粉的集成裝置及方法》提供的一種用於金屬熔化增材製造送粉與鋪粉的集成裝置，包括用於零件增材製造成形的成形腔，還包括位於成形腔內的如下裝置：與成形腔連線且位於刮刀組件運動路徑後端上方的粉倉，用於金屬粉末貯存與撒粉；與成形腔連線的直線導軌及安裝於直線導軌的滑塊，用於引導刮刀組件的運動路徑；安裝於滑塊的刮刀支架組件，用於連線刮刀組件；刮刀組件，用於增材製造過程的鋪粉，將粉倉撒出在運動路徑後端的金屬粉末推到位於運動路徑前端的成形區域，形成粉層。

優選地，所述成形腔內的左右兩側分別設定有一組依次連線的直線導軌、滑塊、刮刀支架組件；兩組中的刮刀支架組件之間連線有所述刮刀組件。

優選地，所述刮刀支架組件包括：連線於滑塊的支架；設定於支架的垂直孔內的螺柱；安裝於螺柱以調整螺柱高度的旋鈕；安裝於支架的通孔內且旋緊時鎖定螺柱高度的內六角螺釘；所述刮刀組件包括：連線在所述兩組中的刮刀支架組件的螺柱底端之間的前刮板；安裝於前刮板後側的後刮板；緊密夾持於前刮板與後刮板的相對面之間所形成凹槽內的橡膠條。

根據該發明提供的一種用於金屬熔化增材製造送粉與鋪粉的集成方法，包括如下步驟：利用權利要求1所述的用於金屬熔化增材製造送粉與鋪粉的集成裝置，執行送粉與鋪粉動作。

有益效果

與2015年3月之前的技術相比，《用於金屬熔化增材製造送粉與鋪粉的集成裝置及方法》具有如下有益效果：

1、該發明結合金屬增材製造技術，採用送粉與鋪粉集成處理金屬粉末，大大縮小了設備所需空間，易於成形氣氛的控制，從而提高金屬熔化增材製造成形構件的成形質量；

2、採用刮刀鋪粉，可以使粉層更為均勻，實現金屬粉末對雷射的穩定吸收，降低粉末熔化效果的差異性，在提高增材製造零件成形質量的同時，大大降低經濟成本。

附圖說明

圖1為《用於金屬熔化增材製造送粉與鋪粉的集成裝置及方法》提供的用於金屬增材製造送粉與鋪粉的集成裝置的AA向剖視圖；

圖2為該發明提供的用於金屬增材製造送粉與鋪粉的集成裝置的前視圖；

圖3為該發明中刮刀支架組件的側面結構示意圖；

圖4為該發明中刮刀支架組件的前面結構示意圖；

圖5為該發明中刮刀組件的前面結構示意圖；

圖6為該發明中刮刀組件的後面結構示意圖；

圖7為該發明中刮刀組件的側面結構示意圖。

1成形腔、2粉倉、3直線導軌、4滑塊、5刮刀支架組件、6刮刀組件、7內六角螺釘M12×45、8內六角螺釘M6×25、9支架、10旋鈕、11螺柱、12內六角螺釘M4×20、13前鋁板、14後鋁板、15橡膠條、16內六角螺釘M4×20。

權利要求

1.一種用於金屬熔化增材製造送粉與鋪粉的集成裝置，其特徵在於，包括用於零件增材製造成形的成形腔，還包括位於成形腔內的如下裝置：與成形腔連線且位於刮刀組件運動路徑後端上方的粉倉，用於金屬粉末貯存與撒粉；與成形腔連線的直線導軌及安裝於直線導軌的滑塊，用於引導刮刀組件的運動路徑；安裝於滑塊的刮刀支架組件，用於連線刮刀組件；刮刀組件，用於增材製造過程的鋪粉，將粉倉撒出在運動路徑後端的金屬粉末推到位於運動路徑前端的成形區域，形成粉層。

2.根據權利要求1所述的用於金屬熔化增材製造送粉與鋪粉的集成裝置，其特徵在於，所述成形腔內的左右兩側分別設定有一組依次連線的直線導軌、滑塊、刮刀支架組件；兩組中的刮刀支架組件之間連線有所述刮刀組件。

3.根據權利要求1所述的用於金屬熔化增材製造送粉與鋪粉的集成裝置，其特徵在於，所述刮刀支架組件包括：連線於滑塊的支架；設定於支架的垂直孔內的螺柱；安裝於螺柱以調整螺柱高度的旋鈕；安裝於支架的通孔內且旋緊時鎖定螺柱高度的內六角螺釘；所述刮刀組件包括：連線在所述兩組中的刮刀支架組件的螺柱底端之間的前刮板；安裝於前刮板後側的後刮板；緊密夾持於前刮板與後刮板的相對面之間所形成凹槽內的橡膠條。

4.一種用於金屬熔化增材製造送粉與鋪粉的集成方法，其特徵在於，包括如下步驟：利用權利要求1所述的用於金屬熔化增材製造送粉與鋪粉的集成裝置，執行送粉與鋪粉動作。

實施方式

《用於金屬熔化增材製造送粉與鋪粉的集成裝置及方法》公開的用於金屬熔化增材製造送粉與鋪粉的集成裝置包括：成形腔、連線成形腔的粉倉、與成形腔連線的導軌和滑塊、與滑塊連線的刮刀支架組件、與刮刀支架連線的刮刀組件。該發明在一套裝置上實現了金屬增材製造送粉與鋪粉的高度集成，採用上端送粉再鋪粉的方式，使得設備更加小型化，此外，採用可拆卸式刮刀大大降低了經濟成本的同時，提高了鋪粉的均勻性。

具體地，該發明實現了在一套裝置上實現了金屬增材製造送粉與鋪粉的緊湊集成，避免了在增材製造過程中鋪粉不均勻，大大縮小了設備空間從而有利於控制成形氣氛，從而提高增材製造零件成形質量。以下結合附圖，具體說明該發明。

請參閱附圖1至圖4（圖1為圖2中A-A向剖視圖），所述金屬熔化增材製造送粉與鋪粉的集成裝置，包括成形腔1，還包括位於成形腔1內的粉倉2、直線導軌3、滑塊4、刮刀支架組件5、刮刀組件6。

粉倉2安裝於成形腔1的後側，所述成形腔1的左側和右側均安裝有直線導軌3和滑塊4，位於成形腔1的左側、右側的兩個直線導軌3構成平行水平導軌，直線導軌3上安裝有滑塊4；滑塊4上通過內六角螺釘M12×45安裝有刮刀支架組件5，兩個刮刀支架組件5的底端之間通過內六角螺釘M6×25安裝有一刮刀組件6。

所述刮刀支架組件5主要由支架9、旋鈕10、螺柱11以及內六角螺釘M4×20構成，螺柱11安裝於支架9的垂直孔內，旋鈕10安裝於螺柱11上並與螺柱11配合使用，用於調節螺柱11下端伸出垂直孔的距離，從而調整安裝於螺柱11下端的刮刀組件6的高度；內六角螺釘M4×20安裝於支架前側孔內，用於刮刀組件6高度調整後的自鎖，以確保刮刀組件不會上下竄動。

所述刮刀組件主要由前鋁板13、後鋁板14、橡膠條15以及內六角螺釘M4×20構成。橡膠條15置於前鋁板13和後鋁板14共同組成的凹槽內，通過內六角螺釘M4×20將橡膠條15夾緊於凹槽內，並起到前、後鋁板連線固定的作用。

所述刮刀組件6沿著直線導軌3運動至成形腔1後側時，粉倉2從其底部撒粉孔撒出金屬粉末，然後，刮刀組件6推著金屬粉末至成形腔的成形區域，從而在成形區域形成規定厚度的粉層，接下來，便可以進行金屬熔化增材製造。

榮譽表彰

2017年12月11日，《用於金屬熔化增材製造送粉與鋪粉的集成裝置及方法》獲得第十九屆中國專利優秀獎。