[发明专利]一种提高增材制造中粉床性能和铺粉效率的刮板形状设计

权利要求书

1.一种提高增材制造中粉床性能和铺粉效率的刮板形状设计，其特征在于向直角形刮板底部引入平面及半弧面相结合的设计，板型设计包括如下步骤：

S1、三维建模：构建刮板器的3D模型；对刮板器进行网格划分，平滑边界；并使用DEM离散元数值模拟的方法模拟刮板的实际铺粉过程；

S2、生成粉末：在铺粉前生成一定量的粒径分布为13～86μm的3D打印专用粉末，使粉堆静置于基板表面；

S3、工艺参数设置：根据实际增材制造铺粉过程中的参数要求和相关文献资料，设置合理的工艺参数范围，保证设置的工艺参数范围包括低间隙高度和高铺粉速度；

S4、铺粉：在氩气环境保护中，根据S3的工艺参数，设置设计刮板的铺粉速度和间隙高度，使用设计刮板在不同的操作工况下进行铺粉；

S5、工艺参数的适应性：如权利要求书S1所述的方法建模直角刮板，直角刮板和设计刮板在相同的工作参数范围内相比较，通过计算机仿真模拟明确设计刮板的粉床性能和铺粉效率，以及对大范围区间工艺条件的适应性。

2.如权利要求1所述的刮板设计，其特征在于，在步骤S1中设计刮板高度为8mm，刮板下端由半弧段及平面段组成，其中平面部分的长度是0.25mm，圆弧的角度为15°。

3.如权利要求1所述的刮板设计，其特征在于，在步骤S2中所选用粉末为SLM增材制造激光打印机用粉，球形度良好，平均粒径分布为13～86μm，其中D₁₀、D₅₀、D₉₀分别为24μm、38μm和60μm。

4.如权利要求1所述的刮板设计，其特征在于，在步骤S3中的参数设置中，所使用刮板的铺粉速度为0.04～0.16m/s，铺粉高度为1.50～3.00D₉₀。

5.如权利要求1所述的刮板设计，其特征在于，在步骤S4中所述设计刮板的间隙高度和铺粉速度根据S3中的参数设置做调整。

6.如权利要求1所述的刮板设计，其特征在于，在步骤S5中使用的直角刮板与设计刮板应用于相同的工艺参数范围。

7.如权利要求1-6任一项所述的刮板设计，其特征在于粉末为实际增材制造打印过程中使用的粉体。