一種送粉式激光3D打印載氣式送粉器的制作方法

本發明屬于送粉式激光3d打印技術領域，具體來說是一種送粉式激光3d打印載氣式送粉器。

技術背景

3d打印技術，又稱增材制造(additivemanufacturing，am)技術，是一項涉及物理、化學、材料科學與工程、計算機科學與技術、控制科學與工程、機械工程、生物醫學與工程等多學科交叉領域的前沿性先進制造技術。送粉式激光3d打印技術是在由快速原型制造技術和同步送料激光熔覆技術結合而發展起來的一項新的先進制造技術，它利用高能激光束局部熔化金屬表面形成熔池，同時將金屬原材料同步送入熔池而形成與基體金屬冶金結合且稀釋率很低的新金屬層，加工過程中采用數控系統控制工作臺根據cad模型給定的路徑往復掃描，便可在沉積基板上逐線、逐層熔覆堆積出任意形狀的功能性三維金屬實體零件或僅需少量精加工的近形件。

3d打印技術具有非常廣泛的應用前景，被歐美發達國家譽為第三次工業革命的載體之一，將帶動工業生產、新材料、精益制造等多個領域顛覆性的改變。如何提高送粉效率、精度及穩定性是當前送粉式激光3d打印技術面臨的瓶頸性難題。當前常用送粉器主要有以下幾種形式：螺桿式、刮板式、鼓輪式和流化式。其中刮板式送粉原理簡單，結構穩定，應用范圍比較廣泛。但目前刮板式送粉器要求粉末具有良好的球形和流動性，且對于超細粉末(325目以上)的粉末輸送難度較大。

技術實現要素：

針對上述問題，本發明的目的在于提供一種送粉式激光3d打印載氣式送粉器。該送粉器解決當前激光3d打印送粉器粉末輸送效率低、無法輸送低流動性和超細粉末的難題。

為了實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種送粉式激光3d打印載氣式送粉器，包括攪拌電機、送粉桶、攪拌器、粉盤、吸粉裝置、粉盤密閉腔及旋轉電機，其中粉盤可轉動地設置于粉盤密閉腔內、并與位于粉盤密閉腔下方的旋轉電機的輸出軸連接，所述粉盤上設有環形凹槽，所述粉盤密閉腔上設有均與所述環形凹槽相對應的吸粉口和落粉口，所述吸粉裝置和送粉桶分別設置于所述吸粉口和落粉口上，所述攪拌器設置于送粉桶內、并且與設置于送粉桶外部的攪拌電機的輸出軸連接。

所述送粉桶為密閉腔體，所述密閉腔體的下端為便于粉末順利下落的錐形結構，該錐形結構的底部設有出粉口。

所述送粉桶進一步與儲粉桶連接，所述儲粉桶與抽真空裝置的連接、并且連接處設有防止所述儲粉桶內的粉末被抽走的過濾裝置。

所述送粉桶的下端通過落粉塊與所述粉盤密閉腔上的送粉口連接，所述吸粉裝置通過吸粉塊與所述粉盤密閉腔上的吸粉口連接。

所述落粉塊和吸粉塊結構相同，均為上部設有與所述吸粉裝置或送粉桶配合連接的凹孔，下部設有與所述粉盤上的環形凹槽配合接觸的凸出臺。

所述送粉桶與底部的錐形結構為可拆卸連接。

所述粉盤密閉腔上的吸粉口和落粉口對稱設置。

所述送粉桶和粉盤密閉腔上均設有氣壓平衡口，兩個氣壓平衡口通過通氣管連接。

所述吸粉裝置為吸粉嘴，所述攪拌器為多節桿結構。

所述送粉桶采用有機玻璃制成。

本發明的優點及有益效果是：

1.本發明提出一種送粉式激光3d打印載氣式送粉器，具有穩定輸送效率，可適用于低流動性和超細粉末輸送。整套裝置具有低送粉率、高送粉精度和穩定性；可進行單一金屬粉末或者多種粉末的混合輸送；可以進行較遠距離的輸送；粉末補給過程不間斷成形加工等優勢。

2.本發明中的攪拌器通過外接攪拌電機，使用多節桿攪拌結構，打散粉末團聚情況，使得低流動性粉末可以順利輸送，提高粉末的輸送效率。

3.本發明中送粉桶的底部采用錐形設計，便于粉末順利下落。

附圖說明

圖1為本發明的結構示意圖；

圖2為本發明落粉塊的結構示意圖；

圖3為圖2中a-a剖視圖。

其中，1為攪拌電機，2為送粉桶，3為攪拌器，4為粉盤，5為落粉塊，51為凸出臺，52為中空空間，53為凹孔，6為吸粉塊，7為氣壓平衡口，8為吸粉裝置，9為粉盤密閉腔，10為旋轉電機。

具體實施方式

為了使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細描述。

圖1為本發明的結構示意圖。如圖1所示，本發明提供的一種送粉式激光3d打印載氣式送粉器，包括攪拌電機1、送粉桶2、攪拌器3、粉盤4、吸粉裝置8、粉盤密閉腔9及旋轉電機10，其中粉盤4可轉動地設置于粉盤密閉腔9內，粉盤4通過聯軸器與位于粉盤密閉腔9下方的旋轉電機10的輸出軸連接。所述粉盤4上設有環形凹槽，所述粉盤密閉腔9上設有均與所述環形凹槽相對應的吸粉口和落粉口，所述吸粉裝置8和送粉桶2分別設置于所述吸粉口和落粉口上，所述攪拌器3設置于送粉桶2內、并且與設置于送粉桶2外部的攪拌電機1的輸出軸連接。

所述送粉桶2為密閉腔體，所述密閉腔體的下端為便于粉末順利下落的錐形結構，該錐形結構的底部設有出粉口。所述送粉桶2與底部的錐形結構為可拆卸連接。

所述送粉桶2進一步與儲粉桶連接，所述儲粉桶與抽真空裝置的連接、并且連接處設有防止所述儲粉桶內的粉末被抽走的過濾裝置，該過濾裝置采用常規濾網結構。所述送粉桶2采用全密封設計，與儲粉桶之間設置粉末傳遞通道，便于無氧條件下隨時向送粉桶2內添加粉材。所述儲粉桶通過先抽真空再補充氬氣的方式，保持儲粉桶內無氧環境，并通過粉末傳遞通道實現向送粉桶2在線添加粉末。通過設置儲粉桶，可實現加工過程粉末自動補給。

所述儲粉桶采用密封圈密封，粉末加入儲粉桶后利用真空泵將加粉時帶入的空氣抽出，為防止粉末被抽走，在儲粉桶與真空泵的連接處配備專用過濾裝置。為平衡儲粉桶與送粉桶2的氣壓，以便粉末順利流下，待儲粉桶空氣排凈，充入氬氣。本實施例中，儲粉桶桶徑100mm，桶高300mm。

為便于觀察送粉桶2內粉末量，送粉桶2采用有機玻璃制成。本實施例中，送粉桶2的桶徑100mm，桶高300mm。

所述送粉桶2的下端通過落粉塊5與所述粉盤密閉腔9上的送粉口連接，所述吸粉裝置8通過吸粉塊6與所述粉盤密閉腔9上的吸粉口連接。

如圖2、圖3所示，所述落粉塊5的上部設有與所述吸粉裝置8或送粉桶2配合連接的凹孔53，下部設有與所述粉盤4上的環形凹槽配合接觸的凸出臺51，所述落粉塊5的中間部分設有中空空間52。

為了避免落粉塊5和吸粉塊6對粉盤4的壓覆力所造成的粉盤4轉動偏心，所述粉盤密閉腔9上的吸粉口和落粉口對稱設置，使落粉塊5和吸粉塊6在粉盤4上對稱分布，使得粉盤4受力均勻，提高轉動的穩定性和平穩性。

所述送粉桶2和粉盤密閉腔9上均設有氣壓平衡口7，兩個氣壓平衡口7通過通氣管連接，該通氣管為平衡送粉桶2內與粉盤密閉腔的壓強，以便于粉末的連續穩定落下。同時，氣壓平衡通氣管也起到了防止送粉桶2與粉盤密閉腔產生負壓差而降低粉末的流動或阻止粉末落粉的作用。

所述吸粉裝置8為吸粉嘴，吸粉嘴的作用是將粉末穩定吸出，通過與吸粉塊6的有效配合，將粉盤4的環形凹槽內的粉末順利吸出。

所述攪拌器3為多節桿結構，所述攪拌器3用來防止粉末出現團聚現象，保證送粉的穩定性和精度。超細粉末和低流動性粉末易出現團聚和搭橋現象，很難保證粉末均勻連續的落入環形槽內，所以常用的送粉器往往無法輸送這類粉末，本發明通過設計攪拌器解決了這一難題，該攪拌器通過外接攪拌電機，使用多節桿攪拌結構，打散粉末團聚情況，使得那些低流動性粉末可以順利輸送，提高粉末的輸送效率。

所述粉盤4是粉末傳遞裝置，粉盤4上的環形凹槽的深度是送粉量的重要決定因素之一，粉末由送粉桶2在自身重力作用下落入環形凹槽中，粉末由送粉桶2落入環形凹槽中，在旋轉電機10(精密直流電機)帶動下粉盤4將落下的粉末由落粉口傳遞到出粉口。粉盤4選用45#鋼材料，表面需進行抗氧化處理。

所述落粉塊5上部的凹孔53與送粉桶2底部的出粉口配合連接，下部凸出臺51與粉盤4的環形凹槽配合接觸。凸出臺51的內、外圓弧分別與粉盤4的環形凹槽內、外圓配合接觸，起到導向作用。內外圓弧之間中空，粉末由落粉口通過落粉塊5落入環形凹槽內的限定體積空間。吸粉塊6的結構與落粉塊5的結構相似。

本發明具有低送粉率、高送粉精度和穩定性；可進行單一金屬粉末或者多種粉末的混合輸送；可以進行較遠距離的輸送；粉末補給過程不間斷成形加工等優勢。

以上所述僅為本發明的實施方式，并非用于限定本發明的保護范圍。凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換、改進、擴展等，均包含在本發明的保護范圍內。