用于增材制造设备的成型平面调平装置的制作方法

本发明属于增材制造技术领域，特别涉及一种用于增材制造设备的成型平面调平装置。

背景技术：

增材制造设备的粉末通过刮刀铺设至成型基板上并通过激光烧结层层成型，烧结成型的零部件会粘附在成型基板上，在零部件烧结成型完成后需要将成型基板取下再通过切割工艺将零部件与成型基板分离，分离后成型基板表面上会残留一定量的零件残余，需要对成型基板进行打磨使其表面平整，该打磨操作会影响成型基板平面度，导致下次使用时成型基板与刮刀的装配精度发生改变，且刮刀的长时间磨损同样会影响刮刀的表面质量，影响刮刀与成型基板的装配精度，进而影响铺粉质量；

针对上述问题提出用于增材制造设备的成型平面调平装置，该装置可对成型基板和刮刀调平，提高二者的配合精度，改善铺粉质量和烧结质量。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明提供一种用于增材制造设备的成型平面调平装置，该装置可对成型基板和刮刀调平，提高二者的配合精度，改善铺粉质量和烧结质量；

本发明的用于增材制造设备的成型平面调平装置，包括操作台、连接于操作台上用于铺粉的成型基板、可往复滑动连接于操作台上的刮刀座以及转动配合于刮刀座底部用于对成型基板上的粉体进行刮粉的刮刀，所述成型基板底部转动配合于操作台上，所述成型基板与操作台之间设置有可使成型基板沿其旋转轴线旋转的平面调平组件，所述刮刀座上设置有可驱动刮刀延其旋转轴线转动的刮刀调平组件，所述刮刀旋转轴线垂直于刮刀的长度方向，所述刮刀旋转轴线与成型基板的旋转轴线水平延伸并互呈夹角。

进一步，所述平面调平组件包括安装于操作台上的转轴安装座、转动配合于转轴安装座上的转轴，所述转轴固定连接于成型基板底部，所述操作台上设置有用于驱动成型基板沿转轴转动的基板驱动组件。

进一步，所述刮刀调平组件包括连接于刮刀安装座上用于驱动刮刀转动的刮刀驱动装置，所述刮刀延其长度方向一端转动配合于刮刀安装座底部、另一端通过弹性支撑件ⅱ连接于刮刀底部。

进一步，所述基板驱动组件包括线性电机，所述线性电机输出端抵在成型基板底部，所述操作台与成型基板之间设置有若干个弹性支撑件ⅰ，所述弹性支撑件ⅰ和线性电机位于转轴两侧。

进一步，所述刮刀驱动组件为螺纹连接于刮刀安装座上的螺旋测位头，所述螺旋测位头一端抵在刮刀上方。

进一步，刮刀旋转轴线与成型基板的旋转轴线垂直。

进一步，所述成型基板底部与转轴之间设置有预热板，所述预热板固定连接于基板底部，所述转轴固定连接于预热板底部。

进一步，所述转轴上传动配合的套有连接套，所述连接套外有一水平连接板，所述水平连接板贴合于预热板底部并与其固定连接。

进一步，所述刮刀侧部连接有向外水平延伸的用于安装检测装置的检测板。

进一步，所述转轴安装座固定连接于安装板上方，所述安装板固定连接于操作台上，所述线性电机固定连接于安装板底部，所述线性电机的输出轴穿过安装板抵在预热板底部，所述安装板上有若干个用于安装弹性支撑件ⅰ并对其进行导向的安装槽。

本发明的有益效果：

本发明在安装成型基板时，只需要保证成型基板在旋转轴线方向水平度即可，垂直于旋转轴线方向的水平度可通过平面调平组驱动其转动调节，该结构降低了成型基板安装精度的要求，并可提高铺粉质量和烧结质量，配合成型基板的调整，刮刀可相应的调整，从而提高二者的装配精度，该结构可保证刮刀相对成型基板的安装精度，从而提高铺粉和烧结质量，刮刀旋转轴线与成型基板的旋转轴线互呈夹角，刮刀以及成型基板在两个自由度方向进行精度调节，可有效提高二者的装配精度；

本发明基板驱动组件驱动成型基板转动从而实现调平操作，其中转轴还为成型基板在旋转轴线方向提供可靠的支撑，提高成型基板在该方向上的结构强度，可防止成型基板在此方向发生形变，保证在该方向上成型基板的安装精度，通过驱动转轴转动并带动成型基板转动即可实现对成型基板垂直于其旋转轴线方向的精度调节，其调节精度高，调节方式简单可靠，且便于对调节精度检测；

本发明当刮刀底部长度方向的两侧磨损不均匀时，可驱动刮刀转动使其底部与成型基板重新平行，该结构可使得刮刀重复利用，减少刮刀的更换次数，提高刮刀的使用寿命，降低铺粉装置的使用成本，刮刀可配合成型基板的调整进行相应的调整，可保证二者的装配精度，提高铺粉质量和烧结质量；

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步描述。

图1为本发明立体结构示意图；

图2为本分发明平面结构示意图；

图3为图2的ⅰ-ⅰ剖视结构示意图；

图4为图2的ⅱ-ⅱ剖视结构示意图；

图5为预热板结构示意图；

具体实施方式

图1为本发明立体结构示意图；图2为本分发明平面结构示意图；图3为图2的ⅰ-ⅰ剖视结构示意图；图4为图2的ⅱ-ⅱ剖视结构示意图；图5为预热体结构示意图；

本实施例提供了一种用于增材制造设备的成型平面调平装置，包括操作台1、连接于操作台上用于铺粉的成型基板2、可往复滑动连接于操作台上的刮刀座3以及转动配合于刮刀座底部用于对成型基板上的粉体进行刮粉的刮刀4，所述成型基板底部转动配合于操作台上，所述成型基板与操作台之间设置有可使成型基板沿其旋转轴线旋转的平面调平组件，所述刮刀座上设置有可驱动刮刀延其旋转轴线转动的刮刀调平组件，所述刮刀旋转轴线垂直于刮刀的长度方向，所述刮刀旋转轴线与成型基板的旋转轴线水平延伸并互呈夹角；操作台不限于传统的开阔式平台，此处的操作台也可以为增材制造设备的外壳，该刮粉装置安装于增材制造设备的外壳内部，增材制造设备的粉末通过刮刀铺设至成型基板上，通过激光烧结形成所需要的形状，而刮刀以及成型基板的装配精度尤其影响着烧结质量，当成型基板向一侧轻微倾斜时，成型基板上铺粉的粉末会向低侧流动导致粉末薄厚不均，其影响铺粉质量，进而影响烧结质量，在安装成型基板时，只需要保证成型基板在旋转轴线方向水平度即可，垂直于旋转轴线方向的水平度可通过平面调平组驱动其转动调节，该结构降低了成型基板安装精度的要求，并可提高铺粉质量和烧结质量，配合成型基板的调整，刮刀可相应的调整，从而提高二者的装配精度，由于刮刀通常为条状结构，故使刮刀在垂直于其长度方向的旋转轴线为中心转动即可满足刮刀的精度调节要求，在刮刀的使用过程中，由于磨损或者受力不均，会导致刮刀底部与成型基板不平行，其影响铺粉质量，故通过该结构可保证刮刀相对成型基板的安装精度，从而提高铺粉和烧结质量，刮刀旋转轴线与成型基板的旋转轴线互呈夹角，刮刀以及成型基板在两个自由度方向进行精度调节，可有效提高二者的装配精度。

本实施例中，所述平面调平组件包括安装于操作台上的转轴安装座5、转动配合于转轴安装座上的转轴6，所述转轴固定连接于成型基板底部，所述操作台上设置有用于驱动成型基板沿转轴转动的基板驱动组件；基板驱动组件可直接驱动转轴，例如驱动组件为伺服电机，伺服电机的转子传动配合于转轴驱动转轴转动，通过伺服电机对转轴的转动实现成型基板的转动，从而进行调平操作；驱动组件也可驱动成型基板转动，此时驱动组件可以为线性电机、液压缸或者气缸等驱动结构对基板一侧实现线性驱动，该驱动组件的输出端抵在位于转轴一侧的成型基板上，通过对成型基板该侧施加转动力矩实现成型基板的转动，其中驱动组件的两端分别转动配合于操作台上方和成型基板下方，具体不在赘述；该结构可通过基板驱动组件驱动成型基板转动从而实现调平操作，其中转轴还为成型基板在旋转轴线方向提供可靠的支撑，提高成型基板在该方向上的结构强度，可防止成型基板在此方向发生形变，保证在该方向上成型基板的安装精度，通过驱动转轴转动并带动成型基板转动即可实现对成型基板垂直于其旋转轴线方向的精度调节，其调节精度高，调节方式简单可靠，且便于对调节精度检测。

本实施例中，所述刮刀调平组件包括连接于刮刀安装座上用于驱动刮刀转动的刮刀驱动装置，所述刮刀延其长度方向一端转动配合于刮刀安装座底部、另一端通过弹性支撑件ⅱ9连接于刮刀底部；该结构，如图3所示，刮刀的一端通过其旋转轴转动配合于刮刀安装座上，刮刀两端分别通过旋转轴以及弹性支撑件ⅱ提供支撑，提高了刮刀运行的稳定性，刮刀顶部一体成型的设置有水平延伸呈板状结构的连接座，弹性支撑件ⅱ支撑于该连接座底部，其受力均匀，稳定性好，弹性支撑件ⅱ可以为弹性套筒、圆柱螺旋弹簧或者碟片弹簧，本实施例中选用弹性系数较大的圆柱螺旋弹簧，通过较大的弹性力提供可靠的支撑；刮刀驱动组件同样可直接驱动刮刀的旋转轴实现转动，此时旋转轴与刮刀传动配合，当然也可通过线性驱动结构抵在刮刀上驱动刮刀沿其转轴转动，具体不在赘述；当刮刀底部长度方向的两侧磨损不均匀时，可驱动刮刀转动使其底部与成型基板重新平行，该结构可使刮刀重复利用，减少刮刀的更换次数，提高刮刀的使用寿命，降低铺粉装置的使用成本，刮刀可配合成型基板的调整进行相应的调整，可保证二者的装配精度，提高铺粉质量和烧结质量，本实施例中，刮刀呈直角三角形状的悬臂结构，刮刀一直角边竖向延伸并固定连接有滑块16，刮刀另一直角边水平延伸用于与刮刀连接，操作台的侧壁上连接有滑轨17，滑块嵌合于滑轨上并可沿滑轨单自由度水平滑动，为提高滑动稳定性，滑块和滑轨可设置多个，滑块和滑轨可选用工字型结构、燕尾型结构或其他结构，具体不在赘述；

本实施例中，所述基板驱动组件包括线性电机7，所述线性电机输出端抵在成型基板底部，所述操作台与成型基板之间设置有若干个弹性支撑件ⅰ8，所述弹性支撑件ⅰ和线性电机位于转轴两侧；通过线性电机可精确调节成型基板的转动角度从而提高成型基板的调节精度，弹性支撑件ⅰ和线性电机分布于转轴两侧，在转轴两侧为成型基板提供支撑，成型基板通过线性电机输出端、转轴以及弹性支撑件ⅰ为成型基板在转轴轴线方向以及垂直于该轴线方向提供支撑力，使得成型基板支撑力分布均匀，提高成型基板的稳定性，弹性支撑件ⅰ同样可以选用弹性套筒、圆柱螺旋弹簧或者碟片弹簧等各种形式的弹性结构，本实施例中同样优选弹性系数较大的圆柱螺旋弹簧，具体弹性支撑件ⅰ的个数和设置位置可依据成型基板的形状结构进行相应的调整，具体不在赘述，弹性支撑件ⅰ为成型基板提供支撑力外，还为其提供反转的力矩，实现成型基板的反转或复位；

本实施例中，所述刮刀驱动组件为螺纹连接于刮刀安装座上的螺旋测位头10，所述螺旋测位头一端抵在刮刀上方；如图3所示，刮刀安装座为中空结构，其中间开有直角三角形状的减重孔结构，螺旋测位头从该减重孔内向下螺纹连接于刮刀安装座上，螺旋测位头底端抵在刮刀顶部的连接座上，通过旋转螺旋测位头使得螺旋测位头下移为刮刀提供向下的压紧力，从而驱动刮刀转动实现转动调平功能；当螺旋测位头上移时，弹性支撑件ⅱ9除为刮刀提供相应的支撑力，也可为刮刀提供向上的转动力矩，使得刮刀反向转动或复位；

本实施例中，刮刀旋转轴线与成型基板的旋转轴线垂直；通过该结构，可简化成型基板和刮刀的调节过程，可提高调节效率。

本实施例中，所述成型基板底部与转轴6之间设置有预热板11，所述预热板固定连接于基板底部，所述转轴固定连接于预热板底部；该预热板内可增设电阻丝，在铺粉之前为成型基板预热，为粉末铺设提供良好的铺粉环境，提高其铺粉质量，同时预热板也为成型基板提供可靠支撑，提高成型基板的结构强度，通过对预热基板的上下连接面的精度控制易于控制成型基板与转轴的安装精度；

本实施例中，所述转轴上传动配合的套有连接套12，所述连接套外有一水平连接板12a，所述水平连接板贴合于预热板底部并与其固定连接；连接套与转轴可通过花键实现传动配合，通过连接套上的连接板增大与预热板的连接面积，改善二者连接处的受力，提高成型基板的调节稳定性和调节精度。

本实施例中，所述刮刀侧部连接有向外水平延伸的用于安装检测装置的检测板13；通过该检测板，便于百分表等检测装置的定位检测。

本实施例中，所述转轴安装座5固定连接于安装板14上方，所述安装板固定连接于操作台上，所述线性电机7固定连接于安装板底部，所述线性电机的输出轴穿过安装板抵在预热板底部，所述安装板上有若干个用于安装弹性支撑件ⅰ并对其进行导向的安装槽；该结构为转轴安装座、弹性支撑件ⅰ以及线性电机等零部件提供一个安装平台，使得上述零部件集成于安装板上，使其作为一个整体便于与其他零部件装配，可保证各个零部件的安装精度，提高各个零部件的整体一致性，并使得铺粉装置结构紧凑；为防止成型基板过旋转，操作台与成型基板2之间设置若干组距离传感器作为限位传感器15使用，当然也可以用其他传感器作为限位传感器使用，当成型基板转动与该限位传感器接触时，限位传感器将相应的信号传送给线性电机使其停止转动，用于限制成型基板的转动角度范围，本实施例中，限位传感器设置在安装板14上，限位传感器的头部向上正对预热板底部，当预热板以及成型基板转动距离限位传感器距离低于阈值或者直接与限位传感器接触时，限位传感器将相应停机信号传送给线性电机，具体不在赘述；

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。