[发明专利]一种适用于大幅面金属打印设备的刮刀结构

说明书

本发明公开了一种适用于大幅面金属打印设备的刮刀结构，包括连接机构、落粉机构和刮刀机构，刮刀机构包括刮刀架、正向落粉槽、反向落粉槽、反向落粉架，刮刀架位于整个刮刀机构中部，刮刀架两端设有微分调节机构，正向落粉槽和反向落粉槽分别位于刮刀架两侧，反向落粉架两端通过轴承可转动安装在反向落粉槽上，反向落粉架用于储存反向铺粉粉末，刮刀机构运动到反向铺粉落粉位时，反向落粉架与刮刀换向机构碰撞，使反向落粉架旋转完成落粉。本发明可在正向铺粉前存储足够用于反向铺粉的粉末量，正向铺粉结束后，在特定位置通过机械碰撞调整刮刀机构状态，对储存粉末进行释放，开始返程铺粉；且避免了双刮刀调节产生相对误差的问题。

技术领域

本发明属于激光选区熔化设备技术领域，特别是涉及一种适用于大幅面金属打印设备的刮刀结构。

背景技术

激光选区熔化(又称作增材制造或金属3D打印)技术，是近些年来出现的一种新型加工方法，该技术采用的原材料均为几十到几百微米的粉末，在成形过程中，通过供粉机构与铺粉机构将粉末均匀平摊在成形基板上，再利用激光等能量源将表面特定几何形状区域的粉末熔化，产生冶金结合，最终使零件逐层长出从而实现立体成型的过程。

该设备一般由成形腔体、成型仓、送粉仓、铺粉装置和光学系统装置等机构组成。较为先进的设备尤其是大幅面激光选区熔化设备，为了提高铺粉效率，通常会采用双向铺粉。目前市场上主流采用双刮刀双向铺粉，然而双刮刀双向铺粉在实际操作过程中，需要一边反复使用塞尺去测量两侧刮刀与标准工作平面的缝隙，一边调节刮刀调平架上的四个顶丝，不仅过程繁琐，而且两边刮刀同时调平容易造成相对误差，不易实现一次调好的目的，调平时间长。双刮刀结构带来两侧刮刀高度难以调节到同一成形平面的问题，而且也无法保证两把刮刀能够完全水平一致，从而导致从左往右刮粉与从右往左刮粉的高度不同，造成所铺粉末厚度的均匀性不一致，最终导致成形零件精度受到较大影响，情况严重的甚至造成刮刀与零件发生剐蹭，导致成形失败。

对于双刮刀单向铺粉，由于打印设备幅面过大导致刮刀行程过长，进而导致铺粉时间过长，返程浪费了大量打印时间等问题。

此外，中国专利公开号CN114226762A公开了一种用于增材制造设备的单刮刀双向铺粉装置，其虽然采用单刮刀双向铺粉的结构来避免了上述问题，但由于其是通过采用兜粉板储存反向铺粉的粉末，在刮刀运行至换向位进行换向时，需要通过换向机构直接撞击兜粉板，此种结构在撞击时对刮刀架的冲击较大，影响刮刀架的精度。

发明内容

本发明针对现有技术中所存在的问题，提供了一种适用于大幅面金属打印设备的刮刀结构，该刮刀结构为单刮刀双向铺粉的结构，可在刮刀机构正向铺粉前存储足够用于反向铺粉的粉末量，正向铺粉结束后，在特定位置通过机械碰撞调整刮刀机构状态，对储存金属粉末进行释放，开始返程铺粉，以完成双向铺粉；同时仅有一把刮刀，且具有调平功能，避免了双边刮刀调节产生相对误差的问题，且保证了每次铺粉量相同。

本发明是这样实现的，一种适用于大幅面金属打印设备的刮刀结构，包括连接机构、落粉机构和刮刀机构三部分，所述连接机构用于将刮刀机构同直线模组连接固定，所述落粉机构用于将落进其内部的粉末均分为两等份，并通过重力流动到位于其下方的刮刀机构两侧的落粉槽中；

所述刮刀机构包括刮刀架、正向落粉槽、反向落粉槽、反向落粉架，所述刮刀架位于整个刮刀机构的中部，所述刮刀架两端设有同于调节刮刀状态的微分调节机构，所述正向落粉槽和反向落粉槽分别位于刮刀架两侧，所述反向落粉架两端通过轴承可转动的安装在反向落粉槽上，所述反向落粉架用于储存反向铺粉的粉末，所述刮刀机构运动到反向铺粉的落粉位时，所述反向落粉架与刮刀换向机构碰撞，使反向落粉架旋转完成落粉。

在上述技术方案中，优选的，所述反向落粉架包括储粉槽、转轴和落粉碰撞块，所述储粉槽两端均固定安装有转轴，且两根转轴同轴布设，每根所述转轴的外端均固定安装有落粉碰撞块；当所述反向落粉架处于关闭状态下时，所述落粉碰撞块处于竖直状态，用于维持反向落粉架平分线沿重力方向，使储存的反向铺粉的粉末不会落下。