一种铺粉装置、3D打印设备以及铺粉方法与流程

本申请涉及3d打印，尤其涉及一种高效的铺粉装置、3d打印设备以及铺粉方法。

背景技术：

1、目前市场上主流的用于3d打印的激光3d打印设备分为：选择性激光烧结(selective laser sintering，sls)激光3d打印设备和选择性激光熔融(selective lasermelting，slm)激光3d打印设备。以上两种3d打印设备均基于粉末床的3d打印技术，且都需要预先铺好粉末，再通过激光扫描，熔化材料，让松散的粉末凝固在一起，通过一层一层的扫描再一层一层的铺上粉末，可伸缩的平台下沉，最后得到由粉末包裹的实体。

2、在采用3d打印设备进行3d打印构建零件时，通常使用电脑程序将零部件刨分成若干二维平面结构，再通过逐层打印，最终成型工件215。尤其对铺粉烧结/熔融技术而言，通过逐层铺设一层金属粉/非金属粉，然后通过热源(通常是激光)对铺设的一层金属粉进行选取烧结/熔化，从而构造出零件在该层的结构，通过逐层铺粉再烧结/熔化，最终完成零件的构建。

3、当前铺粉3d打印技术领域，铺粉时间是影响打印成形效率的关键因素，如何经济且高效的提高铺粉效率，是3d打印领域的重要的研究内容之一。

4、为了提高粉末的铺粉效率，通常采用设置两个供粉仓进行双向铺粉。双供粉仓结构的设计虽然提高了铺粉的效率但是由于设置了两个供粉仓，两个供粉仓结构加剧了供粉仓结构的复杂性，增加了设备的成本。

5、为了降低设备成本和减轻供粉仓结构的复杂性，专利公开号为cn

6、116275136a的专利申请文件公开了一种基于单供粉仓的双向铺粉装置、方法以及3d打印设备。该铺粉装置可以在单个供粉仓的情况下实现了双向铺粉，提高了铺粉的效率，并且降低了多个供粉仓的机械结构。

7、如该专利申请文件的图4所示，当铺粉装置的刮刀将粉层从左往右平铺至工作台面的右侧时，在工作台面的右侧形成粉层的粉堆，此时刮刀在粉堆的左侧，即刮刀在运动至粉堆左侧即处于location1的位置时，需要使用升降装置控制刮刀上升至location2的位置，随机继续控制刮刀向右运动跨过粉堆至location3的位置，最后再控制刮刀下降至location4的位置，即原始高度，从而完成刮刀从粉堆左侧运动至右侧的控制过程。

8、然而，在这个过程中需要对刮刀进行多次升降，本身就需要一定的时间，对铺粉效率的提升作用有限，且在实际生产中，对刮刀的多次升降操控，将极易导致刮刀在对不同层的粉层进行铺粉时，刮刀所在的水平面位置出现偏移，进而影响不同层的粉层在被铺粉时所在的水平面位置，从而影响3d打印加工生成的产品质量。

9、基于此，有必要发明一种单个供粉仓的情况下实现了双向铺粉的高效铺粉装置，且该铺粉装置的刮刀不需要进行升降运动，在整个铺粉过程的不同时间所处于的水平面位置基本不会出现偏移，进而保证整个生产过程均可以进行高质量的3d打印加工作业。

技术实现思路

1、本申请要解决的技术问题在于，针对现有技术的不足，提供一种铺粉装置、3d打印设备以及铺粉方法。

2、该铺粉装置包括成型单元、供粉单元和变向单元，其中，供粉单元和变向单元分别设置在成型单元的不同侧。

3、所述供粉单元包括供粉仓、待加工粉末、平滑工具和第一升降机构。所述成型单元包括成型仓、工作台面和第二升降机构。所述改向单元包括改向平台和粉堆。

4、所述供粉仓用于储存供3d打印使用的待加工粉末，所述供粉仓的升降由第一升降机构驱动，通过第一升降机构驱动供粉单元上升从而促使供粉仓内的一部分待加工粉末从供粉单元中溢出。

5、所述平滑工具可移动地设置在供粉单元、成型单元和变向单元的上方，从而能够在供粉单元、成型单元和变向单元的上方来回循环移动。

6、在所述第二升降机构的驱动下可以使工作台面能够在成型仓的中间进行升降，所述工作台面的上方用于提供将待加工粉末加工为成型工件的制造场所。

7、本申请的铺粉装置与现有技术的区别在于本申请的铺粉装置在成型单元的远离供粉单元的一侧设有一改向单元，所述改向单元的改向平台的上表面具有半圆形结构。平滑工具在该半圆形结构上以其中心点为中心进行旋转，便可以改变铺粉装置进行铺粉的方向。进而，平滑工具即可再进行相反方向的铺粉工作。

8、本申请还提供一种3d打印设备，该3d打印设备包括上述铺粉装置，还包括激光单元。

9、本申请提供一种铺粉方法，该铺粉方法应用于以上描述的铺粉装置和3d打印设备上，该铺粉方法至少包括如下的s101～s106等步骤。

10、s101:控制第一升降机构向上运动使得供粉仓随之上升预设高度，以促使供粉仓内的一部分待加工粉末从供粉仓中溢出；

11、s102:驱动平滑工具带动从供粉仓内中溢出的待加工粉末在铺粉方向上运动，以将所述待加工粉末输送至工作台面的上方，以用于成型工件的粉末铺设；

12、s103:继续驱动所述平滑工具在该铺粉方向运动，将剩余的待加工粉末输送至具有半圆形结构的改向单元上，并形成粉堆；

13、s104:在改向单元上，平滑工具以其中心点为中心进行旋转，再向反方向运动；

14、s105:在所述铺粉方向的相反方向运动时，再次经过所述成型单元，并将所述粉堆输送至所述工作台面的上方，以再次用于成型工件的粉末铺设；

15、s106:平滑工具回到供粉单元的上方，平滑工具继续向铺粉方向上运动，以带动返回的多余的粉末和/或从供粉单元中溢出的待加工粉末再次向成型单元的上方输送。

16、再循环往复s101～s106的步骤。

17、本申请提供一种高效的铺粉装置、3d打印设备以及铺粉方法，该铺粉装置在仅提供单个供粉仓的情况下，即可实现双向的高效铺粉，且该铺粉装置的平滑工具不需要进行升降运动，在整个铺粉过程的不同时间平滑工具所处于的水平面位置基本不会出现偏移，进而保证整个生产过程均可以进行高质量的3d打印加工作业。

技术特征：

1.一种铺粉装置，其特征在于,包括：成型单元(21)、供粉单元(22)和变向单元(23)，其中，供粉单元(22)和变向单元(23)分别设置在成型单元(21)的不同侧；

2.根据权利要求1所述的铺粉装置，其特征在于,所述平滑工具(223)以中心点o点为中心进行旋转后，平滑工具(223)两端的a端点和b端点的位置进行了互换。

3.根据权利要求1所述的铺粉装置，其特征在于,所述平滑工具(223)为刮刀。

4.根据权利要求1所述的铺粉装置，其特征在于,所述成型仓(211)为一顶面开口的仓体形态，其能够预先贮存部分粉末于成型工件(215)的外围，以形成趋于固定形态的粉床(212)。

5.根据权利要求1所述的铺粉装置，其特征在于,所述待加工粉末(222)由金属或聚合物制成的材料组成。

6.根据权利要求1所述的铺粉装置，其特征在于,所述平滑工具(223)内还设有震动机构。

7.根据权利要求1所述的铺粉装置，其特征在于,成型单元(21)和改向单元(23)的内部还可以设置有加热机构。

8.根据权利要求1所述的铺粉装置，其特征在于,所述工作台面(213)每一次下降的距离即是铺粉的粉层层厚。

9.一种3d打印设备，其特征在于，包括权利要求1-7中的任一种铺粉装置，还包括激光单元(10)。

10.一种铺粉方法，该方法应用在至少包括权利要求1所述的铺粉装置上，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

技术总结
本申请提供一种铺粉装置、3D打印设备以及铺粉方法。该铺粉装置包括成型单元、供粉单元和变向单元，其中，供粉单元和变向单元分别设置在成型单元的不同侧。所述供粉单元包括供粉仓、待加工粉末、平滑工具和第一升降机构。所述成型单元包括成型仓、工作台面和第二升降机构。所述改向单元包括改向平台和粉堆。所述改向单元的改向平台的上表面具有一半圆形结构。平滑工具在该半圆形结构上以其中心点为中心进行旋转，便可以改变平滑工具进行铺粉的方向，在整个铺粉过程的不同时间平滑工具所处于的水平面位置基本不会出现偏移，进而保证整个生产过程均可以进行高质量的3D打印加工作业。

技术研发人员：周威云,周兴,和相荣
受保护的技术使用者：深圳希禾增材技术有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23