[实用新型]用于激光选区烧结设备的主动清洗型铺粉刮刀装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种激光选区烧结技术,更具体地说，它涉及一种激光选区烧结技术中应用的铺粉装置。

背景技术

金属增材制造，也称为3D打印技术或者激光选区烧结技术，是目前新兴的一种快速制造工艺，其工作原理为利用现有的CAD/CAM软件对激光束的路径进行设计，并在充满惰性保护气体的密闭的成型舱内按层铺设金属粉末，控制激光束按照设计路径扫描按层分布的金属粉末得到成型件的单层形状；紧接着，控制成型缸下降一层厚的距离，铺粉装置重新铺粉并重复上述成型过程，如此往复最终堆叠成具有特定几何形状的金属零件。

在金属增材制造过程中，评价成品质量的几个关键指标分别为致密度、精度以及表面粗糙度等，而成品的致密度和表面粗糙度主要受到铺粉质量的影响。一般而言，对于铺粉的要求为将金属粉末均匀、平整的铺设于成型台面上，常见的铺粉装置包括刮刀式和辊子式两种，其中棍子式铺粉装置多用于石蜡材料等烧结成型，对于金属粉末烧结成型的，刮刀式铺粉装置更为适用。但是，在刮刀铺粉正向移动表面会有金属粉末残留。特别是奥氏体不锈钢类金属粉，因铺粉过程中微小的、不规则的、不可控的运动因素，使奥氏体不锈钢产生弱磁化现象，在刮刀表面产生聚团现象。刮刀铺粉过程中的不规则震动使聚团粉末随机脱落，破坏了层叠制造的铺粉参数。这样，增材制造的分层组织结构不一致，组织物化参数也随之波动，随机产生不良产品。

申请日为2009.12.30、申请号为200920295730.3的实用新型专利（以下称为对比文件1）中公开了一种金属粉末铺粉装置，其技术方案中采用的技术方案是：在刮刀所在的箱体内设置一个弹簧，使得刮刀在碰到成型件表面的凸起部位时，可以利用弹簧的弹力防止刮刀卡死或者弯折。

对比文件1中的技术方案解决了刮刀卡死的问题，但是，这些凸起不仅存在于成型物品表面，当刮刀表面存在残留的金属粉末并聚团后，对比文件1中的方案则只能解决刮刀卡死的问题，而难以避免后期铺粉过程中这些凝结的金属块在刮刀的微震中落入铺好的粉末中，因此，究其根源，现有技术中缺少一种可以对刮刀表面的残余粉末进行及时处理的装置。

实用新型内容

针对现有技术存在的不足，本实用新型的目的在于提供一种利用脉冲气体对刮刀表面进行间歇式冲洗的一种用于激光选区烧结设备的主动清洗型铺粉刮刀装置。

为实现上述目的，本实用新型提供了如下技术方案：一种用于激光选区烧结设备的主动清洗型铺粉刮刀装置，包括刮刀单元，所述刮刀单元包括有用于铺粉的刮刀，其特征是：刮刀的铺粉面上设置有外接气源的主动清洗装置，所述主动清洗装置上设置有出气口，所述出气口对准刮刀的铺粉面。

通过采用上述技术方案，由于刮刀上的铺粉面是金属粉末最易残留的区域，并且，刮刀运动的过程中，铺粉面一侧的刀刃直接接触成型件表面，因此，这个区域上的金属粉末残留对于成型工件的质量影响极大，因此，在这个区域上设置主动清洗装置，对于刮刀的铺粉面进行定期的清理去除发生聚团的金属粉末，可以有效的提高刮刀单元的铺粉质量。

本实用新型进一步设置为：所述刮刀与外接气源之间设置有气体控制单元，当所述刮刀完成一次铺粉后，所述气体控制单元控制外接的压力气体自所述出气口喷出。

通过采用上述技术方案，由于主动清洗装置的清洗时间歇性的，且其工作时间应当设置为每次铺粉完成与下次铺粉开始的时间间隔内，因此，设置气体控制单元的好处是可以通过设置气体控制单元的启动时间，从而实现主动清洗装置的完全自动。

本实用新型进一步设置为：所述气体控制单元包括有脉冲电磁阀，所述脉冲电磁阀响应于外接的控制信号，当所述刮刀完成一次铺粉后，所述脉冲电磁阀控制外接的压力气体自所述出气口喷出。

通过采用上述技术方案，脉冲电磁阀的工作原理是通过导线，将电磁阀体内的线圈输入脉冲信号，当脉冲信号为正向时，线圈产生工作磁通，使磁芯吸和打开阀门，向主动清洗装置内通入气体对刮刀的铺粉面进行清洗；当脉冲信号复位时，电磁阀芯释放，此时，阀芯复位并断开外接气源与主动清洗装置。这样的过程中，只需对脉冲电磁阀的每次正向脉冲信号的间隔时间进行设定，即可精准的实现对主动清洗装置的动作控制；并且，由于脉冲电磁阀本身利用的为橡胶膜片的挠曲变形实现阀口的启闭，因而，其控制精度很高。

本实用新型进一步设置为：所述气体控制单元还包括有单向阀，所述单向阀设置于所述脉冲电磁阀与出气口之间的输气路径上。