[发明专利]一种送粉装置、3D打印系统及3D打印方法

说明书

本发明涉及3D打印技术领域，公开一种送粉装置、3D打印系统及3D打印方法,送粉装3D包括：第一基台、滑动组件、顶粉组件和弹性限位组件；第一基台形成有送粉仓，第一基台具有第一台面，送粉仓的开口位于第一台面；滑动组件覆盖送粉仓的部分开口，并与送粉仓的内壁配合以限定形成有效送粉出口，滑动组件可相对于第一基台滑动，以调节有效送粉出口的大小；顶粉组件沿送粉仓的深度方向滑动配合于送粉仓的内壁，弹性限位组件填充于滑动组件与顶粉组件之间，以与送粉仓的内壁围成与有效送粉出口对应的有效送粉仓。无需利用送粉仓的整个横截面积都进行送粉，有效送粉仓的横截面积小于送粉仓的横截面积，可以有效提高金属粉的利用率。

技术领域

本发明涉及3D打印技术领域，特别涉及一种送粉装置、3D打印系统及3D打印方法。

背景技术

相比传统加工制造技术，目前3D打印技术是智能制造主推热点技术之一，此因无模具、柔性化加工等特点已逐步得到更多的应用。激光选区熔化技术(Selective LaserMelting，SLM)是金属3D打印领域主流的制备技术，在航空航天及军工已得到较为广泛的应用，但在民用领域还是遇到了加工成本高、加工效率低等问题。

常规SLM技术加工过程是将微米级金属粉末均匀的铺展在成型基板上，然后采用激光对特定区域熔化形成二维轮廓图像，然后重复铺粉、激光熔化、二维轮廓堆叠过程，最终实现三维实体。对于供粉方式，目前市面上有“上送粉式”与“下送分式”，前者粉末储存在成型平面上方，每一层通过装置控制释放一定粉末进行铺粉；后者粉末储存成型平面下方，每一层通过粉仓上移实现“顶出”一定粉末进行铺粉。相对而言，因为是机床位置控制，每层粉末供应量较为准确，“下送粉式”被较多厂家所选用，但市面主流的“下送粉式”SLM设备主流生产型设备尺寸最小为250型(长宽高250mm-250mm-250mm)。从成本角度考虑，新材料的打印工艺探索大多数情况下，金属粉末的量都是有限，而采用常规250型设备打印50mm力学性能试验样棒计算，少则需要30kg金属粉末。理论上，新材料的工艺探索是可用更小的打印机型号，如100型(φ100mm-100mm)。但因为100型机器与250型机器大多光路系统不一致，即使在小型号机器完成工艺开发，只能论证此新材料金属粉末是具有打印性能，在实际采用250型及以上生产时，还需要重新做一套工艺开发，此过程将增加研发成本。

在现有设备中，粉末需要铺展到整个平面，而工艺参数开发，一般仅在局部位置打印性能样棒即可，大多数粉末铺展实则是未利用状态，导致金属粉末利用率低。

发明内容

本发明公开了一种送粉装置、3D打印系统及3D打印方法，用于提高金属粉末利用率。

为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：

第一方面，提供一种送粉装置，该送粉装置应用于3D打印，且包括：第一基台、滑动组件、顶粉组件和弹性限位组件；所述第一基台形成有送粉仓，所述第一基台具有第一台面，所述送粉仓的开口位于所述第一台面；所述滑动组件覆盖所述送粉仓的部分开口，并与所述送粉仓的内壁配合以限定形成有效送粉出口，所述滑动组件可相对于所述第一基台滑动，以调节所述有效送粉出口的大小；所述顶粉组件沿所述送粉仓的深度方向滑动配合于所述送粉仓的内壁，所述弹性限位组件填充于所述滑动组件与顶粉组件之间，以与所述送粉仓的内壁围成与所述有效送粉出口对应的有效送粉仓。

在上述送粉装置中，通过对上述滑动组件进行滑动，可以调节有效送粉出口的大小；而弹性限位组件填充于滑动组件与顶粉组件之间，从而，通过对弹性限位组件随着滑动组件进行位置调节，可以形成与有效送粉出口对应的有效送粉仓；顶粉组件在向上顶粉的过程中，弹性限位组件被压缩，金属粉被从有效送粉出口顶出；根据所需打印的零件的大小，来计算所需金属粉体积，再调节出适当大小的有效送粉仓，而无需利用送粉仓的整个横截面积都进行送粉，有效送粉仓的横截面积小于送粉仓的横截面积，可以有效提高金属粉的利用率。