激光烧结设备及其防尘机构的制作方法

本发明属于增材制造技术领域，具体涉及一种激光烧结设备及其防尘机构。

背景技术：

增材制造技术（Additive Manufacturing，简称AM）是一项具有数字化制造、高度柔性和适应性、直接CAD模型驱动、快速、材料类型丰富多样等鲜明特点的先进制造技术，由于其不受零件形状复杂程度的限制，不需要任何的工装模具，因此应用范围非常广。作为增材制造技术之一的选区激光熔化技术（Selective Laser Melting，简称SLM），近年来的发展也是非常迅速，其主要工艺是：送粉装置将一定量粉末送至工作台面，铺粉装置将一层粉末材料平铺在活塞已成型零件的上表面，振镜控制激光器按照该层的截面轴廓对实心部分粉末层进行扫描，使粉末的温度升至熔化点，粉末熔化烧结并与下面已成型的部分实现粘接；当一层截面烧结完后，工作台下降一个层的厚度，铺粉装置又在上面铺上一层均匀密实的粉末，进行新一层截面的扫描烧结，经若干层扫描叠加，直至完成整个三维实体制造。

现有技术中的激光烧结设备如图1和图2所示，通过导轨08和滑块04的配合，由刮刀臂06的往复运动实现铺粉功能。为了将工作腔和铺粉装置隔离，腔体底板01上设有隔板02且位于工作腔的四周，且在工作腔和导轨08之间的隔板上设有支撑座03，且支撑座03的顶部安装有用于遮盖导轨08、滑块04的横板05。该铺粉装置虽然可以实现铺粉的目的，以及部分隔离作用，但由于刮刀臂06运动需要一定的空间，导致工作腔体与铺粉装置的导轨08、滑块04之间无法完全隔离，留有比刮刀臂06高度略高的一条长条缺口07，在激光烧结过程中，粉尘、烟雾等杂质会因为工作腔体内部气流而通过此长条缺口07落在导轨表面，并最终逐渐进入滑块04内部，从而影响设备的铺粉功能，甚至导致滑块04失效，铺粉工作无法实现。

技术实现要素：

针对现有技术存在的上述技术问题，本发明提供了一种避免杂质落入导轨和滑块之间，从而保证铺粉可靠工作的激光烧结设备及其防尘机构。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种激光烧结设备，包括遮挡装置，当设备处于激光烧结状态时，遮挡装置遮盖用于刮刀臂运动的长条缺口。

作为本发明的进一步优选方案，所述遮挡装置为具有挡板的防尘机构或者具有卷帘的卷帘机构，当设备处于激光烧结状态时，挡板或卷帘用于完全遮盖长条缺口，当设备处于铺粉状态时，挡板或卷帘未完全遮盖长条缺口。

作为本发明的进一步优选方案，所述防尘机构包括推杆、传动组件、弹性组件和挡板，所述推杆设置于铺粉完成极限位置的靠近工作区域一侧，以使当刮刀臂运动并接触到推杆时，刮刀臂的继续运动推动推杆运动，同时压缩弹性组件产生弹性形变，推杆的运动通过传动组件带动挡板运动，且当刮刀臂运动到铺粉完成极限位置时，挡板在传动组件的带动下完全遮盖长条缺口；而当刮刀臂从铺粉完成极限位置反向运动并失去对推杆的推动作用时，传动组件在弹性组件的弹性释放作用下，带动挡板运动以使长条缺口逐渐敞开直至完全未被遮盖。

作为本发明的进一步优选方案，包括推杆、压簧、安装座、传动单元、第一摇臂、第二摇臂和挡板，所述推杆设置于铺粉完成极限位置的靠近工作区域一侧，传动单元安装在安装座内，推杆在套装压簧后插入安装座内并与传动单元的输入端相连，传动单元的输出端与第一摇臂一端活动相连，第一摇臂另一端与挡板一侧连接，挡板另一侧与第二摇臂一端相连，第二摇臂另一端安装在腔体底座上，以使推杆的运动通过传动单元带动第一摇臂、第二摇臂进行旋转运动，进而带动挡板运动实现遮盖长条缺口。

作为本发明的进一步优选方案，所述防尘机构还包括第一拉簧和/或第二拉簧，所述第一拉簧两端分别安装在第一摇臂另一端、腔体底座上，所述第二拉簧两端分别安装在第二摇臂一端、腔体底座上。

作为本发明的进一步优选方案，所述防尘机构包括动力源、传动组件、挡板和控制系统，控制系统接收到铺粉完成指令时，控制动力源通过传动组件带动挡板运动，以完全遮盖长条缺口；控制系统接收到激光烧结完成指令时，控制动力源通过传动组件带动挡板运动，以使长条缺口完全未被遮盖。

作为本发明的进一步优选方案，所述卷帘机构包括可进行自由伸缩的卷帘以及容纳卷帘的固定座，所述固定座安装在靠近刮刀臂铺粉起始端的腔体上，且卷帘的一端固定在固定座内，卷帘的另一端与刮刀臂相连，以跟随刮刀臂的运动进行自由伸缩运动。

本发明还提供了一种激光烧结设备的防尘机构，包括推杆、传动组件、弹性组件和挡板，所述推杆设置于铺粉完成极限位置的靠近工作区域一侧，以使当刮刀臂运动并接触到推杆时，刮刀臂的继续运动推动推杆运动，同时压缩弹性组件产生弹性形变，推杆的运动通过传动组件带动挡板运动，且当刮刀臂运动到铺粉完成极限位置时，挡板在传动组件的带动下完全遮盖长条缺口；而当刮刀臂从铺粉完成极限位置反向运动并失去对推杆的推动作用时，传动组件在弹性组件的弹性释放作用下，带动挡板运动以使长条缺口逐渐敞开直至完全未被遮盖。

作为本发明的进一步优选方案，包括推杆、压簧、安装座、传动单元、第一摇臂、第二摇臂和挡板，所述推杆设置于铺粉完成极限位置的靠近工作区域一侧，传动单元安装在安装座内，推杆在套装压簧后插入安装座内并与传动单元的输入端相连，传动单元的输出端与第一摇臂一端活动相连，第一摇臂另一端与挡板一侧连接，挡板另一侧与第二摇臂一端相连，第二摇臂另一端安装在腔体底座上，以使推杆的运动通过传动单元带动第一摇臂、第二摇臂进行旋转运动，进而带动挡板运动实现遮盖长条缺口。

作为本发明的进一步优选方案，所述防尘机构还包括第一拉簧和/或第二拉簧，所述第一拉簧两端分别安装在第一摇臂另一端、腔体底座上，所述第二拉簧两端分别安装在第二摇臂一端、腔体底座上。

本发明的激光烧结设备，通过包括遮挡装置，当设备处于激光烧结状态时，遮挡装置遮盖用于刮刀臂运动的长条缺口，使得本发明避免了激光烧结过程产生的粉尘、烟雾等杂质通过长条缺口落在导轨表面，并最终逐渐进入滑块内部，从而影响设备的铺粉功能，甚至导致滑块失效的弊端，本发明很好地将工作腔和导轨、滑块之间进行隔离，从而保证了铺粉工作可靠运行。

本发明的激光烧结设备的防尘机构，通过包括推杆、传动组件、弹性组件和挡板，所述推杆设置于铺粉完成极限位置的靠近工作区域一侧，以使当刮刀臂运动并接触到推杆时，刮刀臂的继续运动推动推杆运动，同时压缩弹性组件产生弹性形变，推杆的运动通过传动组件带动挡板运动，且当刮刀臂运动到铺粉完成极限位置时，挡板在传动组件的带动下完全遮盖长条缺口；而当刮刀臂从铺粉完成极限位置反向运动并失去对推杆的推动作用时，传动组件在弹性组件的弹性释放作用下，带动挡板运动以使长条缺口逐渐敞开直至完全未被遮盖，使得本发明避免了激光烧结过程产生的粉尘、烟雾等杂质通过长条缺口落在导轨表面，并最终逐渐进入滑块内部，从而影响设备的铺粉功能，甚至导致滑块失效的弊端，本发明很好地将工作腔和导轨、滑块之间进行隔离，从而保证了铺粉工作可靠运行。

附图说明

图1为现有技术激光烧结设备提供的一实施例的结构示意图；

图2为图1的主视图；

图3为本发明激光烧结设备提供的一实施例的结构示意图；

图4为图3的主视图；

图5为激光烧结设备提供的另一实施例的结构示意图；

图6为图5的主视图。

图中部件标记如下：

01、腔体底板，02、隔板，03、支撑座，04、滑块，05、横板，06、刮刀臂，07、长条缺口，08、导轨，1、推杆，2、压簧， 3、传动单元， 4、安装座，5、挡板，6、第一摇臂，7、第二摇臂，8、第一拉簧，9、第二拉簧，10、卷帘，11、固定座，12、连接扣。

具体实施方式

为了让本领域的技术人员更好地理解并实现本发明的技术方案，以下将结合说明书附图和具体实施例做进一步详细说明。

现有技术的激光烧结设备，如图1和图2所示，为了解决其在激光烧结过程产生的粉尘、烟雾等杂质通过长条缺口07落在导轨08表面，并最终逐渐进入滑块04内部，从而影响设备的铺粉功能，甚至导致滑块04失效的技术问题，本发明提供了一种激光烧结设备，包括遮挡装置，当设备处于激光烧结状态时，遮挡装置遮盖用于刮刀臂运动的长条缺口07，这样可很好地将工作腔和导轨08、滑块04之间进行隔离，从而保证了铺粉工作可靠运行。可以理解的是，遮挡装置遮盖用于刮刀臂运动的长条缺口07包括完全遮盖和不完全遮盖长条缺口07，当然，为了更好地隔离效果，遮挡装置完全遮盖用于刮刀臂运动的长条缺口07。

具体实施中，所述遮挡装置为具有挡板5的防尘机构或者具有卷帘10的卷帘机构，当设备处于激光烧结状态时，挡板5或卷帘10用于完全遮盖长条缺口07，当设备处于铺粉状态时，挡板5或卷帘10未完全遮盖长条缺口07，以使刮刀臂06在长条缺口07中进行来回运动以实现铺粉工作。可以理解的是，此处的挡板5或卷帘10未完全遮盖长条缺口07也包括完全未遮盖和部分遮盖长条缺口07，其具体选择可根据具体需要和具体设计决定。

作为本发明的一种优选方案，所述防尘机构包括推杆1、传动组件、弹性组件和挡板5，所述推杆1设置于铺粉完成极限位置的靠近工作区域一侧，以使当刮刀臂06运动并接触到推杆1时，刮刀臂06的继续运动推动推杆1运动，同时压缩弹性组件产生弹性形变，推杆1的运动通过传动组件带动挡板5运动，且当刮刀臂06运动到铺粉完成极限位置时，挡板5在传动组件的带动下完全遮盖长条缺口07；而当刮刀臂06从铺粉完成极限位置反向运动并失去对推杆1的推动作用时，传动组件在弹性组件的弹性释放作用下，带动挡板5运动以使长条缺口07逐渐敞开直至完全未被遮盖。该实施例的挡板5由刮刀臂06的运动而带动运动，不仅节省了一个动力源，而且结构简单，布局紧凑，占据空间小。

作为上述防尘机构的一个具体实施例，如图3和图4所示，该防尘机构包括推杆1、压簧2、安装座4、传动单元3、第一摇臂6、第二摇臂7和挡板5，所述推杆1设置于铺粉完成极限位置的靠近工作区域一侧，传动单元3安装在安装座4内，推杆1在套装压簧2后插入安装座4内并与传动单元3的输入端相连，传动单元3的输出端与第一摇臂6一端活动相连，第一摇臂6另一端与挡板5一侧连接，挡板5另一侧与第二摇臂7一端相连，第二摇臂7另一端安装在腔体底座上，以使推杆1的运动通过传动单元3带动第一摇臂6、第二摇臂7进行旋转运动，进而带动挡板5运动实现遮盖长条缺口。

具体实施中，所述传动单元3可采用齿轮齿条或者连杆方式进行传动，以齿轮齿条传动为例，简述其工作原理，推杆1的运动带动齿条进行水平方向运动，齿条在水平方向的运动使得与齿条相配合的齿轮进行旋转运动，齿轮的旋转运动带动与齿轮转轴相连的第一摇臂6进行旋转运动，从而带动挡板5进行运动。可以理解的是，上述传动单元3还可以采用其它传动结构，在此不做一一例举。

在此需说明的是，上述第一摇臂6和第二摇臂7可采用相同结构，当然，为了符合具体设计需要，也可以分别做点结构变形，即第一摇臂6和第二摇臂7结构不完全相同也可以。

所述防尘机构还包括第一拉簧8和/或第二拉簧9，所述第一拉簧8两端分别安装在第一摇臂6另一端、腔体底座上，所述第二拉簧9两端分别安装在第二摇臂7一端、腔体底座上，目的是避免因压簧2形变不足或者失效的情况下，能够确保弹性组件的可靠工作。当然，具体实施中，除了在上述位置增加第一拉簧8和/或第二拉簧9外，还可以在其他位置增加弹簧，只能能够保证弹性组件的可靠工作即可，在此不做一一例举。

在此需说明的是，本发明的防尘机构适用于激光烧结设备的单向铺粉和双向铺粉，即当用于单向铺粉时，仅需在接近铺粉完成极限位置侧设有上述防尘机构即可；而当用于双向铺粉时，则需在刮刀臂06的两个极限运动位置附近分别安装上述防尘机构，也就是在双向铺粉中每次接近铺粉完成极限位置侧分别设有上述防尘机构。

作为本发明的另一种优选方案，所述防尘机构包括动力源、传动组件、挡板5和控制系统，控制系统接收到铺粉完成指令时，控制动力源通过传动组件带动挡板5运动，以完全遮盖长条缺口07；控制系统接收到激光烧结完成指令时，控制动力源通过传动组件带动挡板5运动，以使长条缺口未被遮盖07。所述动力源可为气动式或电动式，当然还可以为其它能源，在此不做一一例举。

作为本发明的又一种优选方案，如图5和图6所示，所述卷帘机构包括可进行自由伸缩的卷帘10以及容纳卷帘10的固定座11，所述固定座11安装在靠近刮刀臂06铺粉起始端的腔体上，且卷帘10的一端固定在固定座11内，卷帘10的另一端与刮刀臂06相连，以跟随刮刀臂06的运动进行自由伸缩运动。具体实施中，卷帘10的另一端通过连接扣12连接在刮刀臂06的一端。

在此需说明的是，上述虽然描述了遮挡装置的几种防尘机构和一种卷帘机构的具体实施例，但本发明保护的遮挡装置不限于上述实施例的防尘机构和卷帘机构，只要能够实现当设备处于激光烧结状态时，遮挡装置遮盖用于刮刀臂运动的长条缺口07的功能即可，在此不做一一介绍。

本发明还提供了一种激光烧结设备的防尘机构，包括推杆1、传动组件、弹性组件和挡板5，所述推杆1设置于铺粉完成极限位置的靠近工作区域一侧，以使当刮刀臂06运动并接触到推杆1时，刮刀臂06的继续运动推动推杆1运动，同时压缩弹性组件产生弹性形变，推杆1的运动通过传动组件带动挡板5运动，且当刮刀臂06运动到铺粉完成极限位置时，挡板5在传动组件的带动下完全遮盖长条缺口07；而当刮刀臂06从铺粉完成极限位置反向运动并失去对推杆1的推动作用时，传动组件在弹性组件的弹性释放作用下，带动挡板5运动以使长条缺口07逐渐敞开直至完全未被遮盖。

作为本发明防尘机构的一种具体实施例，如图3和图4所示，其包括推杆1、压簧2、安装座4、传动单元3、第一摇臂6、第二摇臂7和挡板5，所述推杆1设置于铺粉完成极限位置的靠近工作区域一侧，传动单元3安装在安装座4内，推杆1在套装压簧2后插入安装座4内并与传动单元3的输入端相连，传动单元3的输出端与第一摇臂6一端活动相连，第一摇臂6另一端与挡板5一侧连接，挡板5另一侧与第二摇臂7一端相连，第二摇臂7另一端安装在腔体底座上，以使推杆1的运动通过传动单元3带动第一摇臂6进行旋转运动，进而带动挡板5运动实现遮盖长条缺口。

优选地，所述防尘机构还包括第一拉簧8和/或第二拉簧9，所述第一拉簧8两端分别安装在第一摇臂6另一端、腔体底座上，所述第二拉簧9两端分别安装在第二摇臂7一端、腔体底座上，目的是避免因压簧2形变不足或者失效的情况下，能够确保弹性组件的可靠工作。当然，具体实施中，除了在上述位置增加第一拉簧8和/或第二拉簧9外，还可以在其他位置增加弹簧，只能能够保证弹性组件的可靠工作即可，在此不做一一例举。

以上实施例仅是本发明的优选实施方式，本发明的保护范围并不仅局限于上述实施例，凡属于本发明思路下的技术方案均应属于本发明的保护范围。应当指出，在不脱离本发明原理前提下的若干修改和修饰，应视为本发明的保护范围。