PL219260B1 - Przystawka do regulacji ilości podawanego proszku w urządzeniu do selektywnego stapiania albo spiekania proszków oraz urządzenie do selektywnego stapiania albo spiekania proszków - Google Patents

Description

Opis wynalazku

Przedmiotem wynalazku jest przystawka do regulacji ilości podawanego proszku w urządzeniu do selektywnego stapiania albo spiekania proszków oraz urządzenie do selektywnego stapiania albo spiekania proszków. Zarówno w przystawce i urządzeniu proszek podawany jest od góry.

Znane jest urządzenie do wytwarzania przedmiotów z metali i ich stopów poprzez selektywne stapianie proszków wiązką lasera (SLM REALIZER 250). W urządzeniu tym niezbędne jest układanie w przestrzeni roboczej maszyny równych warstw proszku metalowego o określonej grubości z zakresu 20-100 mikrometrów. Urządzenie ma szczelną komorę, w której podczas wytwarzania modelu jest atmosfera ochronna. Urządzenie wyposażone jest w stół poruszający się w pionie, którego obniżenie pozwala na dokładanie kolejnych warstw proszku. Do stołu mocowana jest płyta podstawowa, na której budowany jest przedmiot. Płyta ta dobierana odpowiednio jest dla danego materiału. Przed rozpoczęciem wytwarzania części należy wypełnić przestrzeń roboczą proszkiem do poziomu pierwszej warstwy. Zasobnik na czysty proszek znajduje się ponad komorą roboczą maszyny. Przed rozpoczęciem procesu niewielki zapas proszku jest przesypywany przez obrotowy podajnik i tunel zsypowy do karetki podającej znajdującej się w komorze roboczej i dozującej kolejne porcje proszku do formowania warstw. Karetka przesuwa się ponad stołem, na którym znajduje się wytwarzany przedmiot, po czym znajdującym się w niej podajnikiem nakłada się porcję proszku. Podczas ruchu powrotnego karetki zamontowaną na niej wycieraczką rozprowadza się proszek na stole formując płaską warstwę. Przed każdym uruchomieniem procesu należy sprawdzić stan wycieraczki i ustawić ją na odpowiednią wysokość nad stołem maszyny (wysokość ta jest ustalona i odpowiada wysokości skupienia wiązki lasera stapiającego proszek). Nadmiar proszku jest zgarniany do dwóch zasobników znajdujących się z przodu i z tyłu przestrzeni roboczej urządzenia. Po uformowaniu warstwy proszku wiązka lasera stapia go w zaprogramowany sposób, po czym stół obniża się o grubość kolejnej warstwy. Ponownie następuje ruch karetki, nałożenie porcji proszku i wyrównanie go podczas ruchu powrotnego karetki. Przed rozpoczęciem wytwarzania części należy wypełnić przestrzeń roboczą proszkiem do poziomu pierwszej warstwy. Każda kolejna warstwa wypełnia znaczną część przestrzeni roboczej, co powoduje, że duża ilość proszku zostaje zanieczyszczona i wymaga przesiewania nawet podczas produkcji niewielkich przedmiotów. Podczas zmiany materiału, z którego wykonywany jest przedmiot należy rozmontować i oczyścić wszystkie elementy z pozostałości proszku, co jest kłopotliwe zwłaszcza przy produkcji pojedynczych części, z różnych materiałów. Z opisu wynalazku US 2006/0032838 A1 znany jest sposób i urządzenie do selektywnego stapiania proszków, w których to proszek podawany jest od dołu pierwszym tłokiem, który znajduje się obok drugiego tłoka znajdującego się pod przedmiotem wytwarzanym. Proszek wypchnięty przez pierwszy tłok jest za pomocą rolki podawany na drugi tłok o mniejszej średnicy, dzięki czemu ogranicza się ilość podawanego proszku. Z opisu wynalazku US 2002/0152002 A1 znany jest sposób i urządzenie do selektywnego stapiania proszków, w której poziom kolejnej warstwy proszku zapewnia się dzięki specjalnej wycieraczce, która zgarnia i wyrównuje poziom podanego proszku tworząc warstwę.

Przystawka do regulacji ilości podawanego proszku w urządzeniu do selektywnego stapiania albo spiekania proszków, według wynalazku, charakteryzuje się tym, że zawiera stolik z przelotowym otworem, w którym osadzona jest nieruchoma tuleja dostosowująca przestrzeń roboczą urządzenia do wymiarów przedmiotu wytwarzanego. Wewnątrz tulei umieszczony jest ruchomy względem niej trzpień. Trzpień pełni rolę płyty podstawowej znanej ze stanu techniki, czyli na nim odbywa się proces budowania elementu spiekanego albo stapianego. Można stosować tuleje o różnych wielkościach otworu zgodnie z wymaganą wielkością przestrzeni dla danego przedmiotu (im większy przedmiot tym większa będzie tuleja oraz trzpień, na którym budowany jest przedmiot). Trzpień połączony jest z podstawką. Korzystnie przystawka ma dozujący proszek pojemnik. Trzpień może mieć dowolny kształt, np. dowolnego wielokąta, korzystnie trzpień ma postać wałka.

Urządzenie do selektywnego stapiania albo spiekania proszków, według wynalazku, mające stół, komorę roboczą, obudowę, laser, charakteryzuje się tym, że ma w komorze roboczej przystawkę. Przystawka ma przelotowy otwór, w którym osadzona jest tuleja dostosowująca przestrzeń roboczą urządzenia do wymiarów przedmiotu wytwarzanego. Tuleja jest nieruchoma względem stolika. Wewnątrz tulei umieszczony jest trzpień. Trzpień pełni rolę płyty podstawowej znanej ze stanu techniki, czyli na nim odbywa się proces budowania elementu spiekanego albo stapianego. Można stosować tuleje o różnych wielkościach otworu zgodnie z wymaganą wielkością przestrzeni dla danego przedmiotu (im większy przedmiot tym większa będzie tuleja oraz trzpień, na którym budowany jest przedPL 219 260 B1 miot). Trzpień jest ruchomy względem stolika a nieruchomy względem stołu urządzenia, z którym od dołu połączony jest przez podstawkę. Urządzenie ma dozujący proszek pojemnik. Jeżeli urządzenie nie jest wyposażone w taki pojemnik proszek można dozować ręcznie. Korzystnie urządzenie ma podającą proszek karetkę, która połączona jest z dozującym proszek pojemnikiem. Karetka mająca napęd, a co za tym idzie możliwość poruszania się nad stołem daje napęd i umożliwia przemieszczanie się dozującego proszek pojemnika. Korzystnie dozujący proszek pojemnik połączony jest z zasobnikiem proszku poprzez tunel zasypowy. Korzystnie trzpień ma postać walka.

Zaletą rozwiązania według wynalazku jest to, że pozwala na ograniczenie przestrzeni roboczej podczas podawania proszku, co zapewnia również minimalizację zanieczyszczeń proszku podczas produkcji części. Rozwiązanie pozwala na bardzo precyzyjne dozowanie proszku, czyli tylko do przestrzeni wyznaczonej przez tuleję i trzpień. Zaletą rozwiązania jest to, że dopasowanie przestrzeni roboczej do aktualnych potrzeb wymaga jedynie wymiany tulei oraz trzpienia. Rozwiązanie pozwala na uniknięcie stosowania nadmiernej ilości proszku, który w rozwiązaniach ze stanu techniki był zgarniany do bocznych zasobników, a ponieważ był zanieczyszczony po zakończeniu stapiania proszku, nie można było go wykorzystać bezpośrednio w innej operacji. Proponowane rozwiązanie pozwala na wytwarzanie niewielkich elementów z różnych materiałów jeden po drugim bez konieczności stosowania operacji polegających na rozmontowywaniu i czyszczeniu wszystkich elementów układu dozowania i oczyszczania, z pozostałości proszku. Wynalazek może wykorzystywać kinematykę znanych urządzeń do stapiania proszków. Rozwiązanie upraszcza procedurę ustawienia wycieraczki na odpowiednią wysokość przed uruchomieniem procesu przez zastosowanie stolika ustawionego na odpowiednią wysokość. Rozwiązanie pozwala na wyprodukowanie niewielkich części bez użycia fabrycznego systemu doprowadzania proszku, co eliminuje konieczność czyszczenia mechanizmów przy wymianie materiału. W prosty sposób da się również połączyć pojemnik dozujący z podajnikiem czystego proszku w razie potrzeby. Dodatkowo stałe doprowadzanie proszku do zmniejszonej przestrzeni roboczej eliminuje problemy z dostarczaniem proszku przez mechaniczny podajnik.

Wynalazek jest bliżej przedstawiony w poniższych przykładach wykonania i na rysunku, na którym Fig. 1 przedstawia przystawkę w widoku perspektywicznym, Fig. 2 przedstawia przystawkę wraz z pojemnikiem dozującym proszek w widoku perspektywicznym. Fig. 3 przedstawia urządzenie do selektywnego stapiania albo spiekania proszków wyposażone w pojemnik dołączony do karetki w widoku perspektywicznym.

P r z y k ł a d I

Przystawka do regulacji ilości podawanego proszku w urządzeniu do selektywnego stapiania zawiera stolik 1 z przelotowym otworem. Otwór jest wykonany w środkowej części stolika 1 i w górnej części jest zakończony stożkiem. Wewnątrz otworu, dzięki stożkowemu zakończeniu, osadzona jest tuleja 2, wewnątrz której umieszczony jest trzpień 3 w kształcie walca. Trzpień połączony jest z podstawką 4. Trzpień 3 dolega do wewnętrznych ścianek tulei 2, ale ma możliwość pionowego poruszania się wewnątrz tulei 2. Trzpień 3 od dołu połączony jest z podstawką 4.

P r z y k ł a d II

Przystawka wykonana jak w przykładzie I stanowi element wyposażenia urządzenia do selektywnego spiekania albo stapiania proszków. Podstawka 4 w postaci płaskiego elementu połączona jest ze stołem 6 urządzenia do selektywnego stapiania albo spiekania proszków, które ma komorę roboczą, obudowę, laser. Stolik 1 ma dwie przeciwległe ścianki pionowe uformowane u góry tak, że opiera się nimi o dwie górne krawędzie komory roboczej 8 urządzenia do stapiania albo spiekania. Górna płaszczyzna stolika 1 znajduje się na wysokości odpowiadającej wysokości skupienia wiązki lasera. Trzpień 3 obniża się, wraz z obniżeniem się stołu 6, o grubość warstwy. Proszek podaje się ręcznie umieszczając go w przestrzeni nad trzpieniem 3 ograniczonej po bokach ściankami wewnętrznymi tulei 2. Wiązka lasera buduje fragment przedmiotu nad trzpieniem 3. Po zakończeniu procesu trzpień obniża się ponownie o grubość warstwy i ponownie włącza laser. Operacje powtarza się do zakończenia budowy przedmiotu.

P r z y k ł a d III

Rozwiązanie wykonane analogicznie jak w przykładzie II, przy czym podstawka do podawania proszku, zastosowane jest w urządzeniu SLM REALIZER 250 podstawka przymocowana jest do stołu 6 za pomocą otworów do mocowania płyty podstawowej. Urządzenie do podawania proszku ma dozujący proszek pojemnik 5 połączony z podającą proszek karetką 7. Pojemnik 5 zamocowany jest w miejsce wycieraczki stanowiącej wyposażenie urządzenia SLM. Pojemnik 5 jest wyposażony w wycieraczki, które formują kolejne warstwy oraz nie dopuszczają do nadmiernego wysypywania się

PL 219 260 B1 proszku do przestrzeni roboczej maszyny. W związku z tym, że płaszczyzna stolika 1 znajduje się na wysokości skupienia wiązki lasera do zapewnienia odpowiednich warstw wystarcza zamontowanie pojemnika 5 w sposób pozwalający na stały kontakt wycieraczek z płaszczyzną stołu. Napęd karetki 7 pozwała na poruszania się pojemnika 5 nad stolikiem 1 i podawanie proszku w przestrzeń utworzoną przez połączenie tuleją 2 - trzpień 3. Proszek podaje się do pojemnika 5 z zasobnika proszku przez tunel zasypowy (nieuwidocznione na rysunku), które stanowią wyposażenie urządzenia SLM.

Claims (8)

1. Przystawka do regulacji ilości podawanego proszku w urządzeniu do selektywnego stapiania albo spiekania proszków, znamienna tym, że zawiera stolik (1) z przelotowym otworem, w którym osadzona jest tuleja (2), wewnątrz której umieszczony jest trzpień (3), który połączony jest z podstawką (4).

2. Przystawka według zastrz. 1, znamienna tym, że ma dozujący proszek pojemnik (5).

3. Przystawka według zastrz. 1, znamienna tym, że trzpień (3) ma postać wałka.

4. Urządzenie do selektywnego stapiania albo spiekania proszków mające stół, komorę roboczą, obudowę, laser, znamienne tym, że ma w komorze roboczej przystawkę, która zawiera stolik (1), którego górna płaszczyzna odpowiada wysokości skupienia wiązki lasera, przy czym stolik (1) ma przelotowy otwór, w którym osadzona jest tuleja (2), wewnątrz której umieszczony jest trzpień (3), który połączony jest przez podstawkę (4) ze stołem (6) urządzenia.

5. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że ma dozujący proszek pojemnik (5).

6. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że ma podającą proszek karetkę (7), która połączona jest z dozującym proszek pojemnikiem (5).

7. Urządzenie według zastrz. 6, znamienne tym, że dozujący proszek pojemnik (5) połączony jest z zasobnikiem proszku poprzez tunel zasypowy.

8. Urządzenie według zastrz. 4, znamienne tym, że trzpień (3) ma postać wałka.