一种用于管状构件的打印装置

本申请涉及3d打印设备，具体涉及一种用于管状构件的打印装置。

背景技术：

1、管类零件在各种设备中均有广泛应用，航空燃油管路是航空设备中所需要的一种复杂精细构件，其具有空心内流道结构；钛合金具备高温力学性能好、相容性佳等特点，可以广泛应用于航空航天工业。

2、随着增材制造（additive manufacturing，简称am）技术的不断发展，为材料工艺提供了新的制造思路。选区激光熔化（selective laser melting，简称slm）技术作为一种针对金属材料的增材制造工艺，其成形方法是在密闭工作腔内利用激光对材料进行烧结，在此过程中通入保护气体阻断空气与钛合金的反应，防止钛合金的加工硬化，该工艺的选区激光加工方式也满足钛合金燃油管路内置流道结构件加工需要的的一次性成形要求。

3、虽然选区激光熔化成形技术拥有上述诸多优势，但是该技术直接制造出的航空燃油管路的精度及表面质量仍然有待提高，容易出现管道表面粗糙度不达标的现象。

技术实现思路

1、本申请的主要目的在于提供一种用于管状构件的打印装置，旨在解决现有技术中存在的成品质量差的缺陷。

2、本发明通过以下技术方案实现上述目的；

3、一种用于管状构件的打印装置，包括机箱，所述机箱内设置有成型台；

4、铺粉装置，所述铺粉装置滑动设置于所述机箱上，所述铺粉装置位于所述成型台上方，将粉末铺设于成型台上的铺粉装置；

5、刮料装置，所述刮料装置与所述铺粉装置滑动相连，将铺设的粉末刮平，并排出多余的粉末；

6、回收装置，所述回收装置设置于所述机箱内，其入口端位于所述刮料装置行程末端，回收刮料装置刮除的粉末；

7、输气装置，所述输气装置滑动设置于机箱上，在不同高度上向所述机箱内的打印工作区域输入保护气。

8、可选的，铺粉装置包括储粉箱，所述储粉箱与所述机箱滑动相连；所述储粉箱底部设置有出料口，储粉箱内滑动设置有漏料组件，漏料组件上设置有振动电机。

9、可选的，储粉箱上设置有支撑台阶，支撑台阶上设置有滑杆；所述漏料组件包括相互连接的安装板和筛网，所述安装板与滑杆滑动相连，所述滑杆上套置有缓冲弹簧和调节螺母。

10、可选的，储粉箱底部铰接有用于封堵所述出料口的挡板，所述储粉箱上还设置有用于控制所述挡板状态的调节电机。

11、可选的，刮料装置包括刮刀和驱动电机，所述刮刀与所述驱动电机相连，刮刀与所述储粉箱之间设置有相互配合的滑块和滑轨。

12、可选的，回收装置包括回收箱，所述回收箱内的上下两侧分别设置有相互贯通的第一回收室和第二回收室；所述第一回收室与所述第二回收室之间设置有用于控制其通断状态的调节阀。

13、可选的，第一回收室顶部设置有用于形成隔离保护气膜的进气嘴，各所述进气嘴分别与气源连通。

14、可选的，回收装置还包括承接盒，所述回收箱与机架固定相连；所述承接盒与所述回收箱相连，且与所述第二回收室连通，所述机箱内还设置有与所述承接盒相连的升降架。

15、可选的，承接盒与所述回收箱之间还设置有定位板，定位板的一侧一体连接有与所述承接盒侧壁贴合的限位板；所述定位板与所述回收箱之间设置有相互配合的定位柱和定位孔。

16、可选的，输气装置包括对称布置于成型台两侧的进气嘴和出气嘴，所述进气嘴和出气嘴均通过相互配合的滑轨和滑块与所述机箱滑动相连；所述机箱上还设置有用于驱动所述进气嘴和所述出气嘴滑动的直线电机。

17、与现有技术相比，本申请具有以下有益效果：

18、本申请包括机箱，所述机箱内设置有成型台，在所述成型台正上方设置有用于将打印用粉末铺设于所述成型台上的铺粉装置，同时在所述铺粉装置上还设置有用于刮除多余的粉末；同时在所述机箱内还设置有回收装置，所述回收装置的入口端位于所述刮刀行程末端；所述机箱内还滑动设置有输气装置，以在不同高度上向所述机箱内输入保护气。

19、使用时，通过铺粉装置将打印用粉末均匀的摊铺到成型台上，同时在摊铺的过程中通过刮刀将粉末层表面刮除；最后通过回收装置将刮除的多余粉末回收；

20、以低速通入惰性保护气，减少因惰性气体流动而漂浮的金属粉末，随着构件的逐步打印，则调整输气装置的高度，使惰性保护气流过的区域将整个熔融加工区域覆盖即可；

21、现有的管状构件打印过程中，由于管状构件为空心结构，因此加工过程中，只有部分金属粉末被融化，管状构件的内部与外部有大量的粉末残留，同时加工过程中需要引入惰性气体作为保护气，不断流动的保护气将导致金属粉末飞溅，进而导致激光熔融加工区域内的飞溅粉末也被融化并附着于器件表面，导致其粗糙度增大，加工质量降低；

22、采用本申请所述技术方案后，首先通过刮料装置将表层疏松的金属粉末刮除，降低箱体内的粉末量，即在保证加工质量的前提下，尽量减少加工区域内的金属粉末量，由于金属粉末量的减少，其不但能够降低因惰性气体而飞溅的金属粉末的量，同时通过刮除多余金属粉末还能够降低金属粉末层的厚度，提高待熔融金属粉末表层的平整度；在激光功率一定的情况下，金属粉末的熔融效果更好，熔融率更高，进一步降低了金属粉末的飞溅，有利于提高构件的加工质量。

23、在熔融过程中，由于输气装置随构件高度的增加而不断上移，因此随着加工的不断进行，输气装置将远离成型台，进而远离成型台表面的金属堆积层，上述技术方案的采用不但能够随着加工的进行不断降低惰性气体对金属堆积层的影响，进一步降低漂浮的金属粉末量；同时采用本申请所述技术方案只需要保证加工区域的惰性气体环境即可，不需要对整个机箱通入惰性气体，因此不但降低了惰性气体的用量，有利于降低加工成本，同时能够降低惰性气体的流速，降低惰性气体对金属粉末的影响，降低悬浮的金属粉末量，提高加工质量。

24、最后，本申请通过刮料的方式将多余的金属粉末回收，在提高材料成型效果的同时还提高了原料的利用率，避免材料浪费。

技术特征：

1.一种用于管状构件的打印装置，其特征在于，包括机箱(1)，所述机箱(1)内设置有成型台(2)；

2.根据权利要求1所述的一种用于管状构件的打印装置，其特征在于，所述铺粉装置包括储粉箱(3)，所述储粉箱(3)与所述机箱(1)滑动相连；所述储粉箱(3)底部设置有出料口内滑动设置有漏料组件，漏料组件上设置有振动电机(4)。

3.根据权利要求2所述的一种用于管状构件的打印装置，其特征在于，储粉箱(3)上设置有支撑台阶(5)，支撑台阶(5)上设置有滑杆(6)；所述漏料组件包括相互连接的安装板(7)和筛网(8)，所述安装板(7)与滑杆(6)滑动相连，所述滑杆(6)上套置有缓冲弹簧(9)和调节螺母(10)。

4.根据权利要求2所述的一种用于管状构件的打印装置，其特征在于，所述储粉箱(3)底部铰接有用于封堵所述出料口的挡板(11)，所述储粉箱(3)上还设置有用于控制所述挡板(11)状态的调节电机(12)。

5.根据权利要求2所述的一种用于管状构件的打印装置，其特征在于，所述刮料装置包括刮刀(13)和驱动电机(14)，所述刮刀(13)与所述驱动电机(14)相连，刮刀(13)与所述储粉箱(3)之间设置有相互配合的滑块(15)和滑轨(16)。

6.根据权利要求1所述的一种用于管状构件的打印装置，其特征在于，所述回收装置包括回收箱(17)，所述回收箱(17)内的上下两侧分别设置有相互贯通的第一回收室(18)和第二回收室(19)；所述第一回收室(18)与所述第二回收室(19)之间设置有用于控制其通断状态的调节阀(20)。

7.根据权利要求6所述的一种用于管状构件的打印装置，其特征在于，所述第一回收室(18)顶部设置有用于形成隔离保护气膜的进气管(21)，各所述进气管(21)分别与气源连通。

8.根据权利要求6或7所述的一种用于管状构件的打印装置，其特征在于，所述回收装置还包括承接盒(22)，所述回收箱(17)与机架固定相连；所述承接盒(22)与所述回收箱(17)相连，且与所述第二回收室(19)连通，所述机箱(1)内还设置有与所述承接盒(22)相连的升降架(23)。

9.根据权利要求8所述的一种用于管状构件的打印装置，其特征在于，所述承接盒(22)与所述回收箱(17)之间还设置有定位板(24)，定位板(24)的一侧一体连接有与所述承接盒(22)侧壁贴合的限位板；所述定位板(24)与所述回收箱(17)之间设置有相互配合的定位柱(25)和定位孔(26)。

10.根据权利要求1所述的一种用于管状构件的打印装置，其特征在于，所述输气装置包括对称布置于成型台(2)两侧的进气嘴(27)和出气嘴(28)，所述进气嘴(27)和出气嘴(28)均通过相互配合的滑轨(16)和滑块(15)与所述机箱(1)滑动相连；所述机箱(1)上还设置有用于驱动所述进气嘴(27)和所述出气嘴(28)滑动的直线电机(29)。

技术总结
本申请公开了一种用于管状构件的打印装置，包括机箱，所述机箱内设置有成型台，在所述成型台正上方设置有用于将打印用粉末铺设于所述成型台上的铺粉装置，同时在所述铺粉装置上还设置有用于刮除多余的粉末；同时在所述机箱内还设置有回收装置，所述回收装置的入口端位于所述刮刀行程末端；所述机箱内还滑动设置有输气装置，以在不同高度上向所述机箱内输入保护气；本申请在铺粉完成后将多余的金属粉末刮除，同时输气装置的高度可调，以始终仅在加工区域形成惰性气体保护，并将悬浮的金属粉末带离加工区域，从而尽最大可能降低待加工区域内的悬浮金属粉末，避免其在加工过程中附着于构件内壁和外壁，提高加工质量。

技术研发人员：胡津,李登万,胡雅清,杨保成,李小强,李小汝,杜东方,韩俊峰
受保护的技术使用者：四川工程职业技术学院
技术研发日：
技术公布日：2024/1/12