[发明专利]一种用于高温打印系统的刮粉装置

说明书

本发明提供一种用于高温打印系统的刮粉装置，解决现有刮粉装置在高温环境中存在不能均匀刮粉、存在热变形以及刮粉精度较低的问题。该刮粉装置，包括支撑架和刮刀组件；支撑架的内部设置有冷却腔，用于对刮刀组件进行冷却；刮刀组件设置在支撑架的底端，包括刮刀座、压实刀和n个刮刀；刮刀座设置在支撑架的底端，设定刮刀座的长度方向为X方向，宽度方向为Y方向，高度方向为Z方向；刮刀和压实刀沿Y方向依次设置在刮刀座的底端；刮刀为梳齿形结构，包括沿X方向设置的多个刮条；压实刀为U形板结构，U形板上设置有沿X方向排布的多个U形狭缝，使得压实刀形成U形梳齿结构；压实刀的压粉弧面在Z方向低于刮刀的刮粉端面。

技术领域

本发明属于增材制造领域，具体涉及一种用于高温打印系统的刮粉装置。

背景技术

电子束选区熔化(EBSM)金属3D打印采用电子束作为能量源，在高真空环境下通过逐层熔化金属粉末的方式制造实体部件。由于电子束的功率高、材料对电子束能量吸收率高，EBSM技术具有制件致密度高、氧含量少、热应力低、不易变形开裂、粉末耗材价格低、未成型的粉末可回收利用、打印效率高等特点，在金属材料特别是难熔难加工金属材料的3D打印方面具备独特优势和应用价值，在骨科医疗、航空航天等领域应用广泛。

电子束选区熔化(EBSM)金属增材制造的工艺过程为：首先，在粉床表面铺展一层粉末，电子束对粉末进行预热保温，使其满足打印工艺参数需求；其次，电子束在计算机的控制下按照截面轮廓信息进行有选择的熔化，金属粉末在电子束的轰击下熔化，并与下面已成形部分粘接，实现层层堆积，直至整个零件全部熔化完成；最后，去除多余的粉末即可得到所需的三维产品。

在金属3D打印过程中，粉末的致密度和是否铺展平整直接决定了成型件的致密度、强度、精度和质量，所以，提高粉末的致密度是急需解决的问题。但是，现有的刮粉装置存在以下缺陷：(1)采用硬刮板刮粉，此种方式效率较低；(2)铺粉辊将粉末材料铺展到成型缸的过程中，会在铺粉辊前端造成大量粉末堆积，当堆积量较大时，粉末会溢满到铺粉辊后方，造成已铺粉末的破坏，增加铺粉阻力，使得刮粉精度较低；(3)只采用硬刮板刮粉时，由于未对已铺平粉末进行压实，降低了粉末密度，从而降低了成型件的致密度，提高了成型的孔隙率；(4)采用平行往复方式刮粉压实时，存在刮粉不连续、不能实现均匀刮粉的问题，使得刮粉精度较低；(5)现有螺旋刮粉压实方式只设置有一套刮粉装置，刮粉效率较低，且仅用于激光打印中；(6)现有螺旋刮粉压实机构需上下移动，使得刮粉装置结构复杂，占用空间较大；7)EBSM设备时打印时，EBSM设备需保持持续高温环境，现有刮粉压实装置在高温环境中存在热变形问题，导致刮粉精度较低。

发明内容

本发明的目的是解决现有刮粉装置在高温环境中存在不能均匀刮粉、存在热变形以及刮粉精度较低的问题，从而提供一种用于高温打印系统的刮粉装置。

为实现以上目的，本发明所采用的技术方案是：

一种用于高温打印系统的刮粉装置，包括支撑架和刮刀组件；所述支撑架的内部设置有冷却腔，用于对刮刀组件进行冷却；所述刮刀组件设置在支撑架的底端，包括刮刀座、压实刀和n个刮刀，n为大于等于2的整数；所述刮刀座设置在支撑架的底端，设定刮刀座的长度方向为X方向，宽度方向为Y方向，高度方向为Z方向；所述n个刮刀和压实刀沿Y方向依次设置在刮刀座的底端；所述刮刀为梳齿形结构，包括沿X方向设置的多个刮条；所述压实刀为U形板结构，U形板上设置有沿X方向排布的多个U形狭缝，使得压实刀形成U形梳齿结构；所述压实刀的压粉弧面在Z方向低于刮刀的刮粉端面。

进一步地，所述U形板包括两块立板和设置在两块立板之间的弧形板；所述刮刀组件还包括第一夹板和第二夹板，所述第一夹板设置在刮刀座的底端，且位于刮刀两侧，用于对刮刀进行支撑；所述第二夹板设置在刮刀座的底端，且位于立板两侧，用于对立板进行支撑。

进一步地，所述第一夹板、第二夹板上设置有沿X方向排布沿Z方向延伸的多个条形孔，同时，所述第一夹板、第二夹板的底端设置有沿X方向排布沿Z方向延伸，且与条形孔连通的多个凹槽，使得第一夹板、第二夹板形成柔性变形区域。