图4-10所示为供粉及铺粉系统示意,该系统由烧结槽、供粉槽及铺粉滚筒组成。烧结槽与供粉槽均为活塞缸筒结构。两槽内分别在Z轴方向和W轴方向通过安装的步进电动机驱动活塞的上、下运动来实现烧结和供粉工作。烧结槽的顶面为激光烧结成形的工作台面,是激光扫描工作区。在成形过程中,加工完一层,W轴方向的活塞上升一定高度,Z轴方向的活塞下降一个铺粉层厚。
然后,铺粉滚筒在电动机驱动下沿U轴方向按照程序设定的运动距离自右向左运动,同时,铺粉滚筒在电动机驱动下绕自身中心轴B轴逆向转动;运动到达终点后,铺粉滚筒停止转动,同时铺粉滚筒反向自左向右运动,返回原位,完成一层新粉铺敷,开始新层的烧结。
铺粉过程可以概括为:
(1)烧结槽下降一个层厚,同时供粉槽上升一定高度。
(2)铺粉装置自右向左运动,同时铺粉滚筒正向转动,铺粉装置运动至程序设定的终点。
图4-10 供粉及铺粉系统示意(www.daowen.com)
(3)铺粉滚筒停止转动,铺粉装置自左向右运动,按程序设定的距离返回原位。铺粉参数有:扫描层厚,供粉槽的上升高度,供粉槽、烧结槽的升降速度,铺粉装置的平动速度,铺粉滚筒的转动速度。扫描层厚直接影响烧结件的精度、表面粗糙度及成形时间。供粉槽的上升高度、铺粉装置的平动速度及铺粉滚筒的转动速度影响铺粉层的密实度及平整性,间接影响烧结件的质量。铺粉参数应根据具体的烧结材料及工件烧结精度要求而定。
对于供粉槽而言,其主要功能是在扫描准备阶段向上供给粉末,所以主要考虑供粉槽是否提供足够的粉末来完成零件的制作,以及根据单层厚度确定送粉量。对于具有双向送粉机构的选择性激光烧结系统,理论上的供粉槽储粉量可按式(4-6)计算:
式中,hL、hR分别为左右供粉槽的储粉高度,ωc、ωs分别为烧结槽和供粉槽的宽度,hp为待制作零件的高度。
制作每层零件的送粉量可以按式(4-7)计算:
式中,ht为每层的厚度。
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