一种粉末床熔融铺粉用三夹板铺粉装置
本发明涉及激光熔融，具体为一种粉末床熔融铺粉用三夹板铺粉装置。
背景技术：
1、粉末床熔融(powder bed fus ion，bpf)技术是激光增材制造中比较成熟的技术，根据光源不同，主要分为激光粉末床熔融和电子束粉末床熔融两种工艺。bpf增材制造在强度、精度、致密性方面表现出色，潜力巨大，成为金属增材制造体系中最具发展潜力的技术之一。粉床熔融增材制造基于逐层堆积的原理，采用铺粉机构逐层铺粉，并通过高能量光源逐层扫描熔化金属粉末。因此，铺粉形成的粉末床的特性影响bpf成形件的尺寸精度、质量稳定性和结构完整性，获得均匀的粉末床是实现高质量lbpf制造的基础性要求。
2、请参阅说明书附图11所示的现有技术铺粉装置的结构示意图，左工作平台1和右工作平台101之间设有可上下移动的基板2，铺粉过程中，首先基板2下降一个层厚t，接着漏斗4开始落粉至工作平台的刮刀1前端一侧，落粉完成后，刮刀1开始从左到右开始第一次铺粉，紧接着从右到左完成第二次运动(空行程或者带粉)。完成本层铺粉后，激光扫描粉末完成熔化和凝固，接着基板2下降一个层厚t，此时打印件上表面与工作台距离为h，进入下一个循环铺粉。其中，t：基板每次往下移动的高度，即激光工艺参数的层厚，与粉末粒径有关；h：打印件上表面与工作台的距离；η：刮刀与工作平台的距离。
3、从上述现有技术中的铺粉装置结构可以看出，现有技术中一般使用单刮刀进行铺粉，粉末的一侧是开放形态，无遮挡，因此粉末容易飞溅，且单刮刀铺粉时刮刀往复运动一次才能实现一层铺粉，铺粉效率低。
4、另外，刮刀在多次往复推动粉末运动的过程中，刮刀与粉末颗粒以及与已经熔融的粉层之间的摩擦会导致刮刀磨损，或者粉末粘结在刮刀表面的情况，都会导致在铺粉中粉层表面会留下一条条轨迹线，影响铺粉效果。
技术实现思路
1、本申请提出了一种粉末床熔融铺粉用三夹板铺粉装置，具备双向铺粉、铺粉效率高、遮挡粉末飞溅以及粉层平整均匀的优点，用以解决上述背景技术提出的问题。
2、为达到上述目的，本申请采用如下技术方案：一种粉末床熔融铺粉用三夹板铺粉装置，包括：左工作平台、右工作平台、基板和铺粉刮刀，所述左工作平台与右工作平台结构相同，所述基板位于左工作平台和右工作平台之间，所述铺粉刮刀在左工作平台、基板、右工作平台上往复移动，所述铺粉刮刀上方设有漏斗，所述漏斗的上方设置有粉末仓库，所述铺粉刮刀包括依次设置于漏斗下方的左刮刀、中刮刀和右刮刀，所述左刮刀与中刮刀形成左粉腔，所述中刮刀、右刮刀形成右粉腔。
3、进一步，所述左刮刀和右刮刀上均设置有左轻扫装置和右轻扫装置，所述左轻扫装置、右轻扫装置的结构相同，所述左轻扫装置包括气囊，所述气囊的底部为平整的平面，所述气囊的顶面连接有平板，所述平板的顶面连接有支撑杆，所述支撑杆远离平板的一端转动连接有转动支座，所述转动支座的一端固定在左刮刀的外壁上，所述转动支座上安装有驱动电机，所述驱动电机的驱动轴与转动支座的转轴相连接，所述支撑杆通过转轴与转动支座铰接，所述气囊的内腔连通有进气管，通过进气管向所述气囊的内部充入空气。
4、进一步，所述进气管通过支撑杆、左刮刀延伸至外部，所述进气管连接有气泵的出口端，所述进气管上连接有进气阀。
5、进一步，所述左轻扫装置、右轻扫装置上均设有挡粉板，所述挡粉板的外壁上连接有挂板，所述挂板远离挡粉板的一端连接在平板上，所述挡粉板包括弧形挡壁、竖直挡壁和倾斜壁，所述弧形挡壁呈弧形且位于气囊底面端点的后上，所述竖直挡壁呈竖直状且所述竖直挡壁在气囊底面端点的竖直延长线上，所述倾斜壁呈倾斜状且贴近气囊的后端侧面。
6、进一步，所述挡粉板的内侧面连接有位于弧形挡壁、竖直挡壁处的膜袋，所述膜袋与挡粉板的外壁围合形成有脉冲气腔，所述脉冲气腔连通有脉冲气管，所述平板上开设有内径小于脉冲气管内径的出气孔，所述出气孔与脉冲气管连通，通过所述脉冲气管向脉冲气腔充入脉冲气流。
7、进一步，所述脉冲气管通过挂板、平板、支撑杆、左刮刀延伸至铺粉刮刀外侧，所述脉冲气管位于铺粉刮刀外侧的部分连接有气泵的出口端，所述脉冲气管上安装有脉冲电磁阀，所述气泵的出口端连接有三口转换头的一个端口，通过三口转换头的另外两个端口分别连接进气管和脉冲气管。
8、本发明具备以下有益效果：
9、1、本申请提供的一种粉末床熔融铺粉用三夹板铺粉装置，通过左刮刀、中刮刀与漏斗围合形成左粉腔，中刮刀、右刮刀与漏斗围合形成右粉腔，漏斗将粉末下落在左粉腔或者右粉腔中，从而使得粉末的四周呈现包围状态，减少粉末飞溅的情况，且粉末交替落在左粉腔、右粉腔中，配合交替利用左刮刀、中刮刀或者中刮刀、右刮刀进行铺粉，实现了双向铺粉的功能，提高铺粉的效率，每次铺粉过程中均有两个刮刀进行铺粉，大大降低粉层空斑的情况，提高铺粉的均匀性和平整性。
10、2、本申请提供的一种粉末床熔融铺粉用三夹板铺粉装置，通过在左刮刀、右刮刀上设置左轻扫装置、右轻扫装置，利用气囊软性平整的底面对粉层表面进行平整，减少了由于刮刀磨损或粉末粘结在刮刀上导致的粉层表面留有轨迹线的情况，提高粉层的平整度和均匀性。
11、3、本申请提供的一种粉末床熔融铺粉用三夹板铺粉装置，通过在左轻扫装置、右轻扫装置的端部设置挡粉板，利用挡粉板遮挡粉末，减少粉末的飞散，并间歇向脉冲气腔内充入脉冲气流，利用气流的冲击实现膜袋的振动，从而将膜袋上遮挡的粉末抖落至粉层上，防止粉末积聚在膜袋上，进一步提高防止粉末飞溅的效果。
技术特征：
1.一种粉末床熔融铺粉用三夹板铺粉装置，其特征在于，包括：左工作平台(1)、右工作平台(101)、基板(2)和铺粉刮刀(3)，所述左工作平台(1)与右工作平台(101)结构相同，所述基板(2)位于左工作平台(1)和右工作平台(101)之间，所述铺粉刮刀(3)在左工作平台(1)、基板(2)、右工作平台(101)上往复移动，所述铺粉刮刀(3)上方设有漏斗(4)，所述漏斗(4)的上方设置有粉末仓库(5)，所述铺粉刮刀(3)包括依次设置于漏斗(4)下方的左刮刀(301)、中刮刀(302)和右刮刀(303)，所述左刮刀(301)与中刮刀(302)形成左粉腔(312)，所述中刮刀(302)、右刮刀(303)形成右粉腔(323)。
2.根据权利要求1所述的粉末床熔融铺粉用三夹板铺粉装置，其特征在于，所述左刮刀(301)和右刮刀(303)上均设置有左轻扫装置(6)和右轻扫装置(600)，所述左轻扫装置(6)、右轻扫装置(600)的结构相同，所述左轻扫装置(6)包括气囊(601)，所述气囊(601)的底部为平整的平面，所述气囊(601)的顶面连接有平板(602)，所述平板(602)的顶面连接有支撑杆(603)，所述支撑杆(603)远离平板(602)的一端转动连接有转动支座(605)，所述转动支座(605)的一端固定在左刮刀(301)的外壁上，所述转动支座(605)上安装有驱动电机(606)，所述驱动电机(606)的驱动轴与转动支座(605)的转轴相连接，所述支撑杆(603)通过转轴与转动支座(605)铰接，所述气囊(601)的内腔连通有进气管(604)，通过进气管(604)向所述气囊(601)的内部充入空气。
3.根据权利要求2所述的粉末床熔融铺粉用三夹板铺粉装置，其特征在于，所述进气管(604)通过支撑杆(603)、左刮刀(301)延伸至外部，所述进气管(604)连接有气泵(7)的出口端，所述进气管(604)上连接有进气阀(701)。
4.根据权利要求3所述的粉末床熔融铺粉用三夹板铺粉装置，其特征在于，所述左轻扫装置(6)、右轻扫装置(600)上均设有挡粉板(8)，所述挡粉板(8)的外壁上连接有挂板(801)，所述挂板(801)远离挡粉板(8)的一端连接在平板(602)上，所述挡粉板(8)包括弧形挡壁(810)、竖直挡壁(811)和倾斜壁(812)，所述弧形挡壁(810)呈弧形且位于气囊(601)底面端点的后上方，所述竖直挡壁(811)呈竖直状且所述竖直挡壁(811)在气囊(601)底面端点的竖直延长线上，所述倾斜壁(812)呈倾斜状且贴近气囊(601)的后端侧面。
5.根据权利要求4所述的粉末床熔融铺粉用三夹板铺粉装置，其特征在于，所述挡粉板(8)的内侧面连接有位于弧形挡壁(810)、竖直挡壁(811)处的膜袋(802)，所述膜袋(802)与挡粉板(8)的外壁围合形成有脉冲气腔(803)，所述脉冲气腔(803)连通有脉冲气管(804)，所述平板(602)上开设有内径小于脉冲气管(804)内径的出气孔(805)，所述出气孔(805)与脉冲气管(804)连通，通过所述脉冲气管(804)向脉冲气腔(803)充入脉冲气流。
6.根据权利要求5所述的粉末床熔融铺粉用三夹板铺粉装置，其特征在于，所述脉冲气管(804)通过挂板(801)、平板(602)、支撑杆(603)、左刮刀(301)延伸至铺粉刮刀(3)外侧，所述脉冲气管(804)位于铺粉刮刀(3)外侧的部分连接有气泵(7)的出口端，所述脉冲气管(804)上安装有脉冲电磁阀(703)，所述气泵(7)的出口端连接有三口转换头(702)的一个端口，通过三口转换头(702)的另外两个端口分别连接进气管(604)和脉冲气管(804)。
技术总结
本申请公开了一种粉末床熔融铺粉用三夹板铺粉装置，包括：左工作平台、右工作平台、基板和铺粉刮刀，所述左工作平台与右工作平台结构相同。本申请提供的一种粉末床熔融铺粉用三夹板铺粉装置，通过左刮刀、中刮刀与漏斗围合形成左粉腔，中刮刀、右刮刀与漏斗围合形成右粉腔，漏斗将粉末下落在左粉腔或者右粉腔中，从而使得粉末的四周呈现包围状态，减少粉末飞溅的情况，且粉末交替落在左粉腔、右粉腔中，配合交替利用左刮刀、中刮刀或者中刮刀、右刮刀进行铺粉，实现了双向铺粉的功能，提高铺粉的效率，每次铺粉过程中均有两个刮刀进行铺粉，大大降低粉层空斑的情况，提高铺粉的均匀性和平整性。
技术研发人员：潘露,张恒华,张梅,从华,何文嵩
受保护的技术使用者：安徽机电职业技术学院
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23