3D打印金属选区激光熔化的铺粉系统主要由升降工作台、送粉装置和铺粉装置组成。升降工作台作为零件成形过程的工作区域,其上安装着成形缸、送粉缸、铺粉装置。成形缸是零件最终成形的地方,送粉缸负责将加工原材料运输到工作面上,再通过铺粉装置将其平整地铺在激光扫描区域上。
铺粉装置作为激光选区熔化设备中最重要的机械部件,应能铺出粉末均匀分布而且致密性好的粉层,这对最终的零件成形质量具有关键性的影响。如果说制备质量好的粉末是制造一个高精度成形件的前提,那么铺粉装置能否得到好的利于工艺加工的粉层则是决定最终零件成形质量的关键。
激光选区熔化设备的铺粉装置无外乎两种,一种是用圆筒进行滚动式铺粉的滚筒式铺粉裝置,另一种是利用一个类似于刀具一样的刮刀刮过粉末得到加工粉层的刮刀式铺粉装置。
电动机带动滚筒在工作平台上从左向右移动,同时滚筒自身也在不停地做着旋转运动。采用滚筒式铺粉方式能够通过滚筒的转动将这些松散的粉末压紧,尽量减少金属粉末间的间隙数量,从而能够最大限度地提高粉层的致密度。
刮刀式铺粉装置,这种刮刀式铺粉装置结构非常简单,只需要电动机带着刮刀沿着铺粉方向移动过去就可以了。整个过程中对速度和高度等的控制相较于滚筒式的要更为简单。刮刀式铺粉装置的基板与工作平面平行,需要铺粉时控制基板下降一个层厚的距离,形成下凹式的结构。当刮刀带着粉末移动时,粉末掉落至凹槽内,得到一个层厚的粉层,激光启动,完成扫描后继续下降一个层厚距离,刮刀继续刮粉,依此循环。
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