[发明专利]增材制造设备复合压实铺粉装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于快速成型制造领域，具体涉及一种增材制造设备复合压实铺粉装置及方法。

背景技术

快速成型技术（Rapid Prototyping，简称RP）是一项具有数字化制造、高度柔性和适应性、直接CAD模型驱动、快速、材料类型丰富多样等鲜明特点的先进制造技术，自二十世纪八十年代末发展至今，己成为现代先进制造技术中的一项支柱技术。选择性激光烧结（Selective Laser Sintering，简称SLS）是近年来发展最为迅速的快速成型技术之一，其以粉末材料为原料，采用激光对三维实体的截面进行逐层扫描完成原型制造，不受零件形状复杂程度的限制，不需要任何的工装模具，应用范围广。选择性激光烧结工艺的基本过程是：送粉装置将一定量粉末送至工作台面，铺粉装置将一层粉末材料平铺在成型缸已成型零件的上表面，加热装置将粉末加热至设定的粉末烧结温度，振镜控制激光器按照该层的截面轮廓对实心部分粉末层进行扫描，使粉末的温度升至熔化点，粉末熔化烧结并与下面已成型的部分实现粘接；当一层截面烧结完后，工作台下降一个层的厚度，铺粉装置又在上面铺上一层均匀密实的粉末，进行新一层截面的扫描烧结，经若干层扫描叠加，直至完成整个原型制造。

在上述现有技术中，铺粉装置一般采用的是铺粉辊筒或刮板，虽然现有铺粉装置也能够实现送粉铺粉的功能，但由于铺设的粉末呈疏松特性，即粉末颗粒与颗粒之间的间隙较大，因此由该疏松特性的粉末制造得到的三维成型产品致密性差，最终影响了三维成型产品的机械性能。

发明内容

本发明的目的在于，针对现有技术存在的问题，提供一种能够提高三维成型产品致密性，即提高其机械性能的增材制造设备复合压实铺粉装置及方法。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：

一种增材制造设备复合压实铺粉装置，包括：

压力铺粉器，所述压力铺粉器具有一定倾斜角度的涂敷面，用于铺设粉末；以及

振动系统，所述振动系统用于对铺设的粉末进行振动压实。

进一步优选地，所述铺粉装置还包括导轨，所述导轨设置在工作台面的两侧；所述压力铺粉器设置在导轨上，并可在导轨上移动。

进一步优选地，所述压力铺粉器为铺粉板，所述铺粉板的底部包括第一区域和第二区域，所述第一区域内沿垂直于铺粉板运动的方向开有一条形槽，所述第二区域与铺粉平面呈一定角度倾斜。

进一步优选地，所述第二区域与铺粉平面呈0.1°~5°倾斜。

进一步优选地，所述压力铺粉器为铺粉板，所述铺粉板的底部包括第一区域、第二区域和第三区域，所述第一区域内沿垂直于铺粉板运动的方向开有一条形槽，所述第二区域和第三区域设置在第一区域的两侧，且所述第二区域与铺粉平面呈一定角度倾斜，所述第三区域与铺粉平面呈一定角度倾斜。

进一步优选地，所述第三区域与铺粉平面呈0.1°~5°倾斜。

进一步优选地，所述第三区域与第二区域对称设置在第一区域的两侧。

进一步优选地，所述振动系统包括振动板和超声波发生器，所述振动板设置在条形槽内，且振动板的长度大于或等于铺粉平面的宽度，所述超声波发生器与振动板相连，用于驱动振动板振动。

进一步优选地，所述铺粉装置还包括减震垫，所述减震垫设置在振动板与铺粉板之间。

进一步优选地，所述铺粉板的用于推动粉末的侧下部为弧面。

一种增材制造设备，包括用于对铺设粉末材料进行加热的加热器以及上述任一实施例的铺粉装置。

一种增材制造方法，包括以下步骤：

步骤一：采用具有一定倾斜角度的压力铺粉器将粉末材料涂敷在载体的表面上或者最后固化的层上，并采用振动系统对涂敷好的粉末材料进行振动压实，加热器在粉末材料的铺设中进行加热；

步骤二：当粉末材料的温度达到烧结温度时，通过激光或其它能量源将铺好的粉末材料在与三维物体的横截面相应的层部位上进行固化；

重复步骤一和步骤二，直到三维物体完成。

进一步优选地，步骤一中可采用上述任一实施例的铺粉装置将粉末材料涂敷在载体的表面上或者最后固化的层上。

进一步优选地，通过振动系统对涂敷好的粉末材料进行振动压实，使得粉末材料塑性变形。