[实用新型]一种适用于激光先进制造的铺粉装置及其系统

说明书

本实用新型属于激光先进制造领域，并公开了一种适用于激光先进制造的铺粉装置及其系统。该装置包括落粉主机、落粉槽、连接板和刮刀，落粉主机将粉末输送至落粉槽；落粉槽将粉末铺放在待铺粉区域；刮刀铺平落粉槽铺放的粉末；落粉主机和落粉槽通过连接板与传动装置连接，从而在待铺粉区域上方移动；落粉主机分为粉末存储舱、过渡舱、驱动舱和限位舱，驱动舱驱动设置在粉末存储舱中的堵头上下运动，从而封闭或打开粉末存储舱，限位舱限定堵头的最大行程，以此控制落粉量，过渡舱将驱动舱与粉末存储舱隔离，避免粉末进入驱动舱。通过本实用新型，实现在工艺稳定和成本低廉的条件下激光先进制造技术中金属粉末层铺置幅面的灵活可调。

技术领域

本实用新型属于激光先进制造领域，更具体地，涉及一种适用于激光先进制造的铺粉装置及其系统和方法。

背景技术

激光先进制造技术，因产品性能优良、材料普适性强，已成为金属零件成形、加工与修复领域的研究热点，其中，以激光增材成形和激光表面工程为代表的激光先进制造技术更是金属零件加工领域的研究热点，如激光选区熔化和如激光熔覆。

利用激光增材成形和激光表面工程技术成形/加工/修复金属零部件时，常需在基材/待加工区域/待修复区域的表面铺置一层具有一定厚度、供激光束熔化的金属粉末层，在激光增材成形和激光表面工程技术发展初期，金属粉末层的铺置幅面通常在同一成形/加工/修复过程中保持恒定。然而，随着激光增材制造和激光表面工程技术应用领域的迅速扩展，在同一成形/加工/修复过程中实现金属粉末层铺置幅面的灵活可调已成为迫切需求。

为突破上述技术难点，CN201611194738.1的实用新型提出了一种应用于激光增材制造的铺粉装置，该专利首先利用储粉组件为选区铺粉组件提供金属粉末，然后选区铺粉组件在辅助移动组件带动下选择性地在特定位置铺置金属粉末，可根据金属零件的切片截面在激光增材成形过程中调整粉末床的形状与位置。但是，该专利仍存在诸多技术缺陷：(1)粉末供应量与粉末供应速度无法精确控制，导致铺置精度差、粉末利用率低；(2) 无法避免核心驱动部件与粉末的直接接触，导致铺粉装置的稳定性降低； (3)核心驱动部件选用电动伸缩杆，成本较高、响应速度较慢，导致装备扩展能力较差。由于这些技术缺陷的存在，该专利无法在工艺稳定、成本低廉的条件下，真正实现金属粉末层铺置幅面的灵活、精确可调。综上所述，开发一种适用于激光增材成形和激光表面工程的柔性化粉末铺置装置及方法，并在工艺稳定和成本低廉的条件下实现金属粉末层铺置幅面的灵活可调具有重要意义。

实用新型内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本实用新型提供了一种适用于激光先进制造的铺粉装置及其系统和方法，通过对其关键组件粉末存储舱、过渡舱、驱动舱、限位舱和落粉主机等的布局和设置，使得在粉末存储舱中的堵头一一对应设置有连接机构、驱动机构、限位机构，实现每个堵头的单独控制，通过驱动不同的堵头的向下打开和向上封闭，实现铺粉的区域和形状的调整，通过调节限位机构中限位螺栓的位置、堵头向下打开的时间、落粉槽开口宽度及落粉槽水平移动轨迹，实现对每个堵头对应的单次落粉量、落粉速度及落粉位置的精确控制，由此大幅度提升粉末床铺置精度，增加粉末利用率，另外，落粉主机中过渡舱将驱动舱和粉末存储舱隔离，避免驱动组件暴露在粉尘环境中，提高了工艺的稳定性。

为实现上述目的，按照本实用新型，提供了一种适用于激光先进制造的铺粉装置，该铺粉装置包括落粉主机和落粉槽，其特征在于，

所述落粉槽设置在所述落粉主机的下方，用于将由该落粉主机下落的待铺粉末输送至待铺粉区域，其中，该落粉槽中设置有多个挡板以将整个落粉槽分割为多个临时储粉舱，并且每个所述临时储粉舱的下端均设置有可调节开口，由此彼此独立地实现落粉操作，并且可通过所述可调节开口的宽度来执行落粉速度的自由调整；