大傾斜角度零件3d打印裝置、電控多功能分粉器的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供一種大傾斜角度零件3D打印裝置、電控多功能分粉器，3D打印裝置包括用于供應(yīng)粉末的主送粉管、電控多功能分粉器、至少三個支路送粉管、多管送粉噴嘴和用于熔融粉末的聚焦鏡；多管送粉噴嘴包括與支路送粉管數(shù)量一致且一一對應(yīng)連通的多個傾斜的噴粉管；噴粉管的傾斜角度與零件的傾斜角度相匹配；電控多功能分粉器將主送粉管的粉末均勻送至所有的支路送粉管或者全部送至任一支路送粉管。本實用新型可以在成形傾斜零件邊界位置時選擇多管同軸噴嘴不同位置的噴管進行單獨噴粉，從而改變?nèi)鄢氐氖芰Ψ较颍瑴p小甚至消除傾斜件邊界位置成形時由于重力和粉末沖擊力造成的熔池流淌現(xiàn)象，最終增加在不加支撐條件下可成形零件的極限傾斜角。
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本實用新型涉及一種金屬零件3D打印裝置，尤其涉及一種在不加支撐條件下成 形大傾斜角度零件的3D打印裝置及打印時所用的分粉裝置。 大傾斜角度零件3D打印裝置、電控多功能分粉器

【背景技術(shù)】
[0002] 采用3D打印技術(shù)可以通過材料的層層疊加成形多種復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件，通常在成形 傾斜角度過大的零件時由于重力和粉末沖擊力的作用熔池會發(fā)生流淌，從而導(dǎo)致零件表面 出現(xiàn)結(jié)瘤和粘粉現(xiàn)象，而當(dāng)前采用同軸送粉的方法成形零件所能成形的最大傾斜角有限。 所以在成形傾斜度較大的零件和零件局部位置時往往需要添加支撐，然而零件成形后去除 支撐會導(dǎo)致工藝復(fù)雜化，甚至某些部位的支撐無法去除，或者支撐的去除導(dǎo)致應(yīng)力分布發(fā) 生變化而導(dǎo)致零件變形，所以如何在不加支撐的條件下成形傾斜角度較大的零件是當(dāng)前3D 打印技術(shù)面臨的一個問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 本實用新型目的是提供一種可在不加支撐條件下成形大傾斜角度零件的3D打印 工藝裝置，其解決了現(xiàn)有成形大傾斜角度零件的3D打印裝置有結(jié)瘤和粘粉現(xiàn)象、工藝復(fù) 雜、零件變形的技術(shù)問題。
[0004] 本實用新型的技術(shù)解決方案是：
[0005] -種大傾斜角度零件的3D打印裝置，其特殊之處在于：
[0006] 包括用于供應(yīng)粉末的主送粉管、電控多功能分粉器、至少三個支路送粉管、多管送 粉噴嘴和用于熔融粉末的聚焦鏡4 ;
[0007] 所述多管送粉噴嘴包括與支路送粉管數(shù)量一致且一一對應(yīng)連通的多個傾斜的噴 粉管；所述噴粉管的傾斜角度與零件的傾斜角度相匹配；
[0008] 所述電控多功能分粉器將主送粉管的粉末均勻送至所有的支路送粉管或者全部 送至任一支路送粉管。
[0009] 上述的大傾斜角度零件的3D打印裝置，其特征在于：
[0010] 所述電控多功能分粉器包括第一分流器、第二分流器、多路分粉器；
[0011] 所述第一分流器包括殼體、設(shè)置在殼體內(nèi)的第一分流轉(zhuǎn)盤和第一步進電機，所述 殼體底部為第一分流器底蓋，所述第一分流轉(zhuǎn)盤內(nèi)設(shè)置有第一分流管，所述第一分流管的 上開口與主送粉管相通，所述第一分流管的下開口在第一步進電機驅(qū)動下分別與第一分流 器底蓋上的兩個出口相通；所述第一分流器底蓋上的兩個出口分別接第二分流器以及多路 分粉器的入口；
[0012] 所述多路分粉器的多個出口分別接多個支路送粉管的入口；
[0013] 所述第二分流器包括殼體、設(shè)置在殼體內(nèi)的第二分流轉(zhuǎn)盤和第二步進電機，所述 殼體底部為第二分流器底蓋，所述第二分流轉(zhuǎn)盤內(nèi)設(shè)置有第二分流管，所述分流管的上開 口與第一分流器底蓋的其中一個出口相通，所述第二分流管的下開口在第二步進電機驅(qū)動 下分別與第二分流器底蓋上的多個出口相通；所述第二分流器底蓋上的多個出口分別接多 個支路送粉管的入口。
[0014] -種電控多功能分粉器，其特殊之處在于：
[0015] 包括第一分流器、第二分流器、多路分粉器；
[0016] 所述第一分流器包括殼體、設(shè)置在殼體內(nèi)的第一分流轉(zhuǎn)盤和第一步進電機，所述 殼體底部為第一分流器底蓋，所述第一分流轉(zhuǎn)盤內(nèi)設(shè)置有第一分流管，所述第一分流管的 上開口與主送粉管相通，所述第一分流管的下開口在第一步進電機驅(qū)動下分別與第一分流 器底蓋上的兩個出口相通；所述第一分流器底蓋上的兩個出口分別接第二分流器以及多路 分粉器的入口；
[0017] 所述多路分粉器的多個出口分別接多個支路送粉管的入口；
[0018] 所述第二分流器包括殼體、設(shè)置在殼體內(nèi)的第二分流轉(zhuǎn)盤和第二步進電機，所述 殼體底部為第二分流器底蓋，所述第二分流轉(zhuǎn)盤內(nèi)設(shè)置有第二分流管，所述分流管的上開 口與第一分流器底蓋的其中一個出口相通，所述第二分流管的下開口在第二步進電機驅(qū)動 下分別與第二分流器底蓋上的多個出口相通；所述第二分流器底蓋上的多個出口分別接多 個支路送粉管的入口。
[0019] 本實用新型的有益效果：
[0020] 采用本實用新型可以在成形傾斜零件邊界位置時選擇多管同軸噴嘴不同位置的 噴管進行單獨噴粉，從而改變?nèi)鄢氐氖芰Ψ较颍瑴p小甚至消除傾斜件邊界位置成形時由于 重力和粉末沖擊力造成的熔池流淌現(xiàn)象，最終增加在不加支撐條件下可成形零件的極限傾 斜角。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0021] 圖1是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖；圖中：1 -主送粉管，2-電控多功能分粉器，3-支路 送粉管，4-聚焦鏡，5-后噴粉管，6-右噴粉管，7-左噴粉管，8-前噴粉管，9-多管送粉噴嘴， 10-熔池，11-傾斜零件，12-基板，13-零件內(nèi)部區(qū)域，14-零件前邊界，15-零件前右界， 16-零件后邊界，17-零件左邊界；
[0022] 圖2是電控多功能分粉器結(jié)構(gòu)示意圖；圖中：1_主送粉管，18-第一分流器， 19-第一分流管，20-第一分流器底蓋，21-第一步進電機，22-第二分流器，23-第二分流管， 24-第二分流器底蓋，25-第二步進電機，26-前輸粉管，27-左輸粉管，28-后輸粉管，29-右 輸粉管，30-四路分粉器，31-第一分流器前輸粉口，32-第一分流器后輸粉口，33-第一分 流管流口，34-第二分流器前輸粉口，35-第二分流器右輸粉口，36-第二分流器后輸粉口， 37-第二分流器左輸粉口，38-第二分流管流口，39-第二分流器送粉管。

【具體實施方式】
[0023] 成形過程如下：
[0024] (1)零件區(qū)域劃分：
[0025] 首先將零件劃分為零件內(nèi)部區(qū)域13,零件前邊界14,零件前右界15,零件后邊界 16,零件左邊界17。
[0026] (2)不同區(qū)域成形時對應(yīng)噴管確定：
[0027] 成形零件內(nèi)部區(qū)域13時，通過電控多功能分粉器2將住送粉管1中的粉末均分為 4份，分布由4個噴管（5,6, 7,8)同時噴粉，每個噴管中的送粉量為主送粉管輸粉量的1/4 ;
[0028] 成形零件左邊界17時，通過電控多功能分粉器2將住送粉管1中的粉末全部輸送 到左送粉管7,由左送粉管7向熔池10輸送粉末，同理，其他邊界成形時由相應(yīng)位置的噴粉 管送粉。
[0029] (3)確定不同位置的成形順序：
[0030] 在同一層內(nèi)成形邊界位置時，按先前后邊界再左右邊界（或者相反）的順序進行。 相鄰兩層成形時，為了避免上下兩層的結(jié)構(gòu)重合邊界位置分區(qū)可在5-15°之間隨機波動。
[0031] ⑷零件成形：
[0032] 將分區(qū)方法，不同區(qū)域成形時噴管工作情況及成形路徑編制成控制程序，完成零 件成形。
[0033] 分粉器功能如下：
[0034] (1)四個支路送粉管同時噴粉：
[0035] 第一分流器18可通過第一步進電機21帶動第一分流管19旋轉(zhuǎn)選擇第二分流器 22或者四路分粉器30;
[0036] 從主送粉管1輸入的粉末可通過第一分流管19輸入到第一分流器前輸粉口 31或 者第一分流器后輸粉口 32 ;
[0037] 當(dāng)選擇四路分粉器30后，從主送粉管1輸入的粉末均勻的從支路送粉管3輸出；
[0038] (2)四個支路分別送粉：
[0039] 當(dāng)選擇第二分流器22后，從第二分流器送粉管39輸入的粉末通過第二分流管23 通過第二分流管流口選擇性輸入到第二分流器前后左右端輸粉口（34, 35, 36, 37)，第二分 流管23由第二分流管步進電機25驅(qū)動，輸入各端口（34,35,36,37)的粉末通過各輸粉管 (26, 27, 28, 29)輸送到支路送粉管3。
【權(quán)利要求】
1. 一種大傾斜角度零件的3D打印裝置，其特征在于： 包括用于供應(yīng)粉末的主送粉管、電控多功能分粉器、至少三個支路送粉管、多管送粉噴 嘴和用于熔融粉末的聚焦鏡； 所述多管送粉噴嘴包括與支路送粉管數(shù)量一致且一一對應(yīng)連通的多個傾斜的噴粉管； 所述噴粉管的傾斜角度與零件的傾斜角度相匹配； 所述電控多功能分粉器將主送粉管的粉末均勻送至所有的支路送粉管或者全部送至 任一支路送粉管。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的大傾斜角度零件的3D打印裝置，其特征在于： 所述電控多功能分粉器包括第一分流器、第二分流器、多路分粉器； 所述第一分流器包括殼體、設(shè)置在殼體內(nèi)的第一分流轉(zhuǎn)盤和第一步進電機，所述殼體 底部為第一分流器底蓋，所述第一分流轉(zhuǎn)盤內(nèi)設(shè)置有第一分流管，所述第一分流管的上開 口與主送粉管相通，所述第一分流管的下開口在第一步進電機驅(qū)動下分別與第一分流器底 蓋上的兩個出口相通；所述第一分流器底蓋上的兩個出口分別接第二分流器以及多路分粉 器的入口； 所述多路分粉器的多個出口分別接多個支路送粉管的入口； 所述第二分流器包括殼體、設(shè)置在殼體內(nèi)的第二分流轉(zhuǎn)盤和第二步進電機，所述殼體 底部為第二分流器底蓋，所述第二分流轉(zhuǎn)盤內(nèi)設(shè)置有第二分流管，所述分流管的上開口與 第一分流器底蓋的其中一個出口相通，所述第二分流管的下開口在第二步進電機驅(qū)動下分 別與第二分流器底蓋上的多個出口相通；所述第二分流器底蓋上的多個出口分別接多個支 路送粉管的入口。
3. -種電控多功能分粉器，其特征在于： 包括第一分流器、第二分流器、多路分粉器； 所述第一分流器包括殼體、設(shè)置在殼體內(nèi)的第一分流轉(zhuǎn)盤和第一步進電機，所述殼體 底部為第一分流器底蓋，所述第一分流轉(zhuǎn)盤內(nèi)設(shè)置有第一分流管，所述第一分流管的上開 口與主送粉管相通，所述第一分流管的下開口在第一步進電機驅(qū)動下分別與第一分流器底 蓋上的兩個出口相通；所述第一分流器底蓋上的兩個出口分別接第二分流器以及多路分粉 器的入口； 所述多路分粉器的多個出口分別接多個支路送粉管的入口； 所述第二分流器包括殼體、設(shè)置在殼體內(nèi)的第二分流轉(zhuǎn)盤和第二步進電機，所述殼體 底部為第二分流器底蓋，所述第二分流轉(zhuǎn)盤內(nèi)設(shè)置有第二分流管，所述分流管的上開口與 第一分流器底蓋的其中一個出口相通，所述第二分流管的下開口在第二步進電機驅(qū)動下分 別與第二分流器底蓋上的多個出口相通；所述第二分流器底蓋上的多個出口分別接多個支 路送粉管的入口。
【文檔編號】B22F3/105GK203875342SQ201420231746
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年5月7日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月7日
【發(fā)明者】賀斌, 楊小君, 趙衛(wèi), 李睿, 江浩 申請人:中國科學(xué)院西安光學(xué)精密機械研究所