[发明专利]一种用于金属激光选区融化成型设备铺粉的自动调平装置

说明书

技术领域

本发明属增材制造技术领域，具体涉及一种用于金属激光选区融化成型设备铺粉的自动调平装置。

背景技术

金属激光选区熔化快速成型是增材制造技术的重要内容之一。因其制作原理是分层叠加，所以铺粉装置是SLM设备中的关键结构，铺出平整均匀、无缺陷的粉层是顺利成型的前提条件，铺粉层厚、铺粉的平整性和致密性直接影响着成型质量。

目前铺粉装置无论是辊子铺粉结构还是刮板铺粉结构都是用手动调节的方法来调节刮刀与基板间的距离，因此很难保证铺粉层的质量，并且需多次试铺既浪费时间又浪费金属粉。

综上所述，目前使用的铺粉装置都存在一定的缺点，不能满足科学研究和现代化快速生产的需要，从而提出了一种用于金属激光选区融化成型设备铺粉的自动调平装置。

发明内容

本发明为解决现有铺粉装置的问题，提供了一种用于金属激光选区融化成型设备铺粉的自动调平装置，它可靠性高，综合功能更强，能够实现刮刀的快速调平。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

本发明一种用于金属激光选区融化成型设备铺粉的自动调平装置，它包括左调平组件、右调平组件、刮刀组件和转动组件四个部分。所述左调平组件与右调平组件的结构及连接方式完全相同，作用是自动调节刮刀组件的高度。所述刮刀组件的作用是检测刮刀当前的高度并将高度信号传出。所述转动组件的作用将左调平组件及右调平组件和刮刀组件相连，并且保证在自动调平的过程中相互之间能够灵活转动。刮刀组件输出的信号经处理后传递给左调平组件和右调平组件，控制其自动调节刮刀组件两端的高度，最终实现调平动作。

所述左调平组件或右调平组件包括步进电机、电机固定板、小带轮、同步带、大带轮、滚珠丝杠螺母副、套筒、推力轴承一、推力轴承二、上支撑、下支撑、锁紧螺母。所述步进电机通过螺钉连接固定在电机固定板上。所述电机固定板通过螺钉连接固定在上支撑上。所述步进电机的输出轴与小带轮通过键连接在一起，大带轮与滚珠丝杠螺母副中的螺母通过螺钉连接在一起，小带轮和大带轮通过同步带连接在一起，将电机的转动转换为丝杠的上下运动。所述滚珠丝杠螺母副中的螺母其上端通过推力轴承二顶在上支撑上,下端通过套筒和推力轴承一顶在下支撑上，上支撑与下支撑通过螺栓连接在一起。当高度调好后可通过锁紧螺母来锁紧滚珠丝杠螺母副中的丝杠从而保证所调高度不变。

所述刮刀组件包括刮刀板一、刮刀板二、铺粉胶条、2×2 3dB光纤耦合器、光纤对接头。所述刮刀板二通过螺钉连接固定在刮刀板一上，并将铺粉胶条夹在中间。所述铺粉胶条的两端连接结构一样都是通过光纤对接头实现和2×2 3dB光纤耦合器的对接，从而实现信号的传输。所述2×2 3dB光纤耦合器和铺粉胶条的对接端做成端子状，并且保证对接端子的端面绝对的平整，将他们插入光纤对接头后可实现光纤的精准对接。所述光纤对接头(305)的两端有卡扣可将2×2 3dB光纤耦合器和铺粉胶条扣住，使其固定不动，并可方便的实现插拔功能，在光纤对接头上有安装法兰，通过螺钉连接将其固定在刮刀板一上。

所述转动组件包括固定螺钉、连接块、垫片和连接螺钉。所述连接块通过固定螺钉固定在滚珠丝杠螺母副中丝杠的下端，将刮刀板一套在连接块上，通过连接螺钉将垫片固定在连接块上，从而刮刀板一被限制在连接块上，所述刮刀板一的连接孔做成槽型孔从而满足在刮刀调平过程中两端连接孔距离上的变化。

所述铺粉胶条由对接端子、卡圈一、传感臂光纤、参考臂光纤、传感臂光纤反射镜和参考臂光纤反射镜等组成。所述铺粉胶条两端的结构相同，在其内部的圆周方向均匀埋藏有4根传感臂光纤，在中间埋藏有1根参考臂光纤，所述传感臂光纤的作用是检测铺粉胶条的变形信号，所述参考臂光纤固定不动起到对比的作用，并且在它们的端部分别固定了传感臂光纤反射镜和参考臂光纤反射镜，其作用是反射光纤中传输的激光。所述对接端子的作用是方便插拔及对接，卡圈一的作用是锁紧铺粉胶条。L为铺粉胶条的检测区间。

所述2×2 3dB光纤耦合器由激光入射端、激光接收端、卡圈二和对接端子等组成。所述激光入射端外接激光发射器，所述激光接收端外接激光探测器，将光信号转换成电信号经放大后传出。所述对接端子可插入光纤对接头内与铺粉胶条上的对接端子对接实现信号的传输，卡圈二的作用是锁紧2×2 3dB光纤耦合器。

所述铺粉胶条可以使用四次，每做完一次转90度插入后可继续使用，并且每次插入后动能保证其中的一根传感臂光纤在最下端作为检测光纤使用。

优选的，所述刮刀板一中间均匀分布5个圆孔。