Устройство для послойного изготовления объемных изделий Российский патент 2019 года по МПК B22F3/105 B33Y30/00 B29C64/205 B29C64/321 

Изобретение относится к области лазерной обработки материалов и может быть использовано при изготовлении объемных изделий

Известно устройство для послойного изготовления объемных изделий, включающее камеру построения, выполненную с возможностью вертикального перемещения платформу построения, порошковый питатель с дозирующим устройством, лазерное устройство для программируемого послойного лазерного сплавления заданной области, а также размещенное в горизонтальных направляющих и снабженное приводом его перемещения устройство для разравнивания и доставки порошка, включающий контейнер порошка с приемным окном [1].

Данное техническое решение позволяет экономить время на доставку и выравнивания порошка.

Однако при его применении затруднено получения изделий, к которым предъявляются требования к точности геометрии из-за невозможности получать ровную поверхность необходимого качества.

Для улучшения качества поверхности приходится применять порошки с повышенными требованиями к сферичности зерна и точности размеров зерен, что ведет к дополнительным затратам.

Результат, для достижения которого направлено данное техническое решение, заключается в повышении точности геометрии изготавливаемого изделия при одновременной обеспечения возможности применения более дешевого порошка.

Указанный результат достигается за счет того, что в устройстве для послойного изготовления объемных изделий, включающем камеру построения, выполненную с возможностью вертикального перемещения платформу построения, порошковый питатель с дозирующим устройством, лазерное устройство для программируемого послойного лазерного сплавления заданной области, а также размещенное в горизонтальных направляющих и снабженное приводом его перемещения устройство для разравнивания и доставки порошка, включающий контейнер порошка с приемным окном, устройство для разравнивания и доставки порошка снабжено плитой, в нижней части которой размещены параллельно и на одном уровне несколько гибких разравнивающих элементов, причем плита выполнена с расположенными впереди каждого из разравнивающих элементов и параллельно им окнами, контейнер выполнен с каналами для направления порошка к вышеуказанным окнам, а устройство для разравнивания и доставки порошка выполнено с возможностью вертикального регулируемого перемещения относительно горизонтальных направляющих.

Пример выполнения заявляемых технических решений поясняется чертежами, где на фиг. 1 представлено устройство для послойного изготовления изделий, на фиг. 2 - устройство для разравнивания и доставки порошка, на фиг. 3 - устройство для разравнивания и доставки порошка в изометрии, на фиг. 4 - разрез А-А.

Устройство для послойного изготовления объемных изделий включает камеру построения 1, выполненную с возможностью вертикального перемещения платформу построения 2, порошковый питатель с дозирующим устройством 3, лазерное устройство 4 для программируемого послойного лазерного сплавления заданной области, а также устройство для разравнивания и доставки порошка 5, включающий контейнер 6 порошка с приемным окном 7 и разравнивающие устройства 8. Разравнивающее устройство выполнено в виде плиты 9, в нижней части которой размещены параллельно и на одном уровне несколько гибких разравнивающих элементов 10-13. Плита 9 выполнена с расположенными впереди каждого из разравнивающих элементов и параллельно им окнами 14-17. Контейнер 6 снабжен направляющими 18, 19 для направления порошка к окнам 14-17. Устройство для разравнивания и доставки порошка 5 соединены с каретками 20, которые установлены в горизонтальных направляющих 21 кареток. Для перемещения кареток в направляющих предусмотрен привод (на чертеже не показан). Устройство для разравнивания и доставки порошка 5 выполнено с возможностью вертикального регулируемого перемещения относительно горизонтальных направляющих 21 посредством регулирующих элементов 22.

Работа устройства происходит следующим образом.

В камере построения в контейнер 6 устройства для разравнивания и доставки порошка из порошкового питателя 3 через приемное окно 7 загружают необходимое количество порошка.

Платформу построения 2 опускают вниз на заданную глубину слоя. Устройство для разравнивания и доставки порошка 5 перемещают к платформе построения. Порошок из контейнера 6 последовательно через окна 14-17 плиты 9 поступает на платформу построения, уплотняется и последовательно разравнивается. При этом, через последовательно расположенными впереди каждого из разравнивающих элементов и параллельно им окна поступает необходимый для выравнивания слоя дополнительные порции порошка, обеспечивая необходимое качество разглаживания и уплотнение порошка. Далее устройство 6, двигаясь дальше, перемещается в конец камеры построения и порошок из контейнера 6 удаляется в бункер 23. Далее производят программируемое лазерное сплавления заданной области слоя. При необходимости, в зависимости от конфигурации изделия, порошок, который не подвергся спеканию в слое, удаляется.

Далее устройство 5 перемещают к порошковому питателю 3 и при этом разравнивающие элементы 10-13, двигаясь вдоль сплавленной поверхности, удаляет шероховатости и дефекты, возникшие в процессе сплавления порошка лазером и, тем самым, подготавливает поверхность создаваемого изделия к нанесению последующего слоя.

Регулируя положение устройства для разравнивания и доставки порошка 5 относительно горизонтальных направляющих можно регулировать степень уплотнения слоя порошка.

Таким образом данное техническое решение позволит повысить точность геометрических размеров изготавливаемого изделия при одновременном обеспечении возможности применения более дешевого порошка.

Источники информации

Патент ЕР 2 818 305 В1, МКИ - B22F 31105 (2006 01), 2016

Изобретение относится к послойному изготовлению объемных изделий из порошка. Устройство содержит камеру построения, платформу построения, выполненную с возможностью вертикального перемещения, порошковый питатель с дозирующим устройством, лазерное устройство для программируемого послойного лазерного сплавления заданной области слоя порошка на платформе построения и устройство для доставки порошка на платформу построения и его разравнивания, размещенное в горизонтальных направляющих, снабженное приводом его перемещения и содержащее контейнер с приемным окном для порошка из порошкового питателя. Устройство для доставки порошка на платформу построения и его разравнивания выполнено с возможностью вертикального регулируемого перемещения относительно горизонтальных направляющих, при этом оно содержит плиту, снабженную гибкими разравнивающими элементами, размещенными в ее нижней части параллельно на одном уровне, и выполненную с окнами, расположенными впереди каждого из разравнивающих элементов и параллельно им. Контейнер для порошка выполнен с каналами для направления порошка к упомянутым окнам. Обеспечивается повышение точности геометрических размеров изготавливаемого изделия. 4 ил.

Устройство для послойного изготовления объемных изделий из порошка, содержащее камеру построения, платформу построения, выполненную с возможностью вертикального перемещения, порошковый питатель с дозирующим устройством, лазерное устройство для программируемого послойного лазерного сплавления заданной области слоя порошка на платформе построения и устройство для доставки порошка на платформу построения и его разравнивания, размещенное в горизонтальных направляющих, снабженное приводом его перемещения и содержащее контейнер с приемным окном для порошка из порошкового питателя, отличающееся тем, что устройство для доставки порошка на платформу построения и его разравнивания выполнено с возможностью вертикального регулируемого перемещения относительно горизонтальных направляющих, при этом оно содержит плиту, снабженную гибкими разравнивающими элементами, размещенными в ее нижней части параллельно на одном уровне, и выполненную с окнами, расположенными впереди каждого из разравнивающих элементов и параллельно им, при этом контейнер для порошка выполнен с каналами для направления порошка к упомянутым окнам.