[发明专利]用于大尺寸激光选区熔化设备的补粉与铺粉系统及其控制方法

说明书

本发明提供一种用于大尺寸激光选区熔化设备的补粉与铺粉系统及其控制方法，包括具有补粉缸的补粉系统、成型仓室、粉末限制装置、第一供粉系统和铺粉系统、具有基板的成型控制系统以及至少一个粉末回收系统。其中第一供粉系统与成型控制系统之间还设置有第二供粉系统，第一供粉系统处于置换气体或者补粉状态下，第二供粉系统被设置运行在送粉状态，向成型仓室送粉并由铺粉系统铺粉；第二供粉系统还被设置成在第一供粉系统处于送粉状态下，通过铺粉系统的铺粉与粉末回收进行补粉。本发明通过主、辅供粉系统的设置以及配合，解决大尺寸激光选区熔化设备在打印零件过程中既可均匀铺置金属粉末，又满足不暂停打印也可在供粉缸中补充粉末问题。

技术领域

本发明涉及激光熔覆增材制造技术领域，尤其是用于大尺寸激光选区熔化设备的补粉与铺粉系统及其控制方法。

背景技术

激光选区熔化技术作为增材制造的一种常见的技术手段，在诸如航空航天、汽车、模具、医疗等领域受到广泛的关注，并逐渐开始应用该技术，推动各增材制造设备厂商对大尺寸激光选区熔化设备的开发。

对于大尺寸激光选区熔化设备而言，其打印大尺寸零件时需要在设备中加入大量的金属粉末，因此，打印过程中如何补充金属粉末和实现均匀铺粉成为设备能维持稳定工作的关键因素之一。

发明内容

为实现上述目的，本发明旨在提出一种用于大尺寸激光选区熔化设备的补粉与铺粉系统和控制方法，当主供粉缸内的金属粉末的量不足时，可利用第二供粉系统辅助供粉，在不暂停打印的前提下，实现自动补粉的功能，从而保障大尺寸零件的打印质量并提高打印效率。

根据本发明目的的第一方面提出一种用于大尺寸激光选区熔化设备的补粉与铺粉系统，包括：

具有补粉缸的补粉系统，所述补粉系统设置有一与所述补粉缸连通、并具有一定向下倾斜方向的补粉缸落粉通道，以及一与所述补粉缸连通的保护气体进入通道；

与所述补粉系统连接的成型仓室；

设置在所述成型仓室内、并从成型仓室的顶部与所述补粉系统连通的粉末限制装置，所述粉末限制装置被设置用于限制从补粉系统落入到所述成型仓室内的粉末的掉落路径；

设置在成型仓室底部的第一供粉系统和铺粉系统，所述第一供粉系统被设置用于以设定的供粉量向成型仓室内供粉并由所述铺粉系统进行铺粉；

具有基板的成型控制系统，设置在成型仓室内，并可被驱动在竖直方向以设定的高度步进运动，使得所述铺粉系统得以逐层在所述基板上铺粉；以及

至少一个粉末回收系统，设置在成型仓室内；

其中，第一供粉系统与所述成型控制系统之间还设置有第二供粉系统，在所述第一供粉系统处于置换气体或者补粉状态下，所述第二供粉系统被设置运行在送粉状态，即通过竖直方向的运动而向成型仓室送粉，并由所述铺粉系统铺粉；并且

所述第二供粉系统还被设置成在所述第一供粉系统处于送粉状态下，通过铺粉系统的铺粉与粉末回收进行补粉。

优选地，以铺粉系统从第一供粉系统朝向成型控制系统的基板铺粉运动的方向设定为第一方向，在所述成型仓室内沿着第一方向在所述成型控制系统的边缘、和/或在第一供粉系统的与第一方向反向的边缘设置粉末回收系统。

优选地，所述第一供粉系统位于所述粉末限制装置的正下方位置。

优选地，所述粉末限制装置被设置可沿着竖直方向运动以使其下方与第一供粉系统形成连接，并在粉末限制装置的内腔与第一供粉系统形成密闭连通空间。

优选地，所述粉末限制装置的至少一个侧壁上设置有排压口。

优选地，所述粉末限制装置的底面设置有可供粉末通过的筛网。

优选地，所述粉末限制装置的底部外周设置有密封条。