БЫСТРОСЪЕМНЫЙ КОРПУС МЕХАНИЗМА ДОЗИРОВАНИЯ ПОРОШКА АДДИТИВНОЙ МАШИНЫ

Заявленное техническое решение относится к области аддитивных технологий, в частности к промежуточным устройствам, использующим способы селективного послойного сплавления порошков и более конкретно к средствам дозирования материала и его защиты.
Известное устройство для дозировки порошка аддитивной машины EOSINT М 280 [Техническое описание машины EOSINT М 280, декабрь 2010; Режим доступа: https://webbuilder5.asiannet.com/ftp/2684/TD_M280_en_2011-03-29.pdf], подъемная система которого содержит дозатор. В этом устройстве, согласно уровню техники дозирование порошка происходит за счет вертикального движения плоской платформы, куда предварительно засыпается порошок.
Недостатком устройства для изготовления трехмерного объекта является то, что для замены порошка (сырья) необходимо полностью очистить пространство всех камер аддитивной машины и с этим использовать специализированные приспособления для его удаления.
Наиболее близким к заявляемой полезной модели является известный корпус дозирующего устройства аддитивной машины [US 20140363585 А1, B22F/105, 11.12.2014], включающий устройство для хранения порошка, устройство для распределения порошка, устройство для подачи порошка из устройства хранения в устройства для распределения, а также устройства для контроля количества порошка, подаваемого из устройства хранения на распределение. Распределитель перемещается по рабочей зоне. Устройство для хранения расположено над рабочей зоной, так что устройство для подачи может использовать силу тяжести. При этом устройство для подачи и устройство контроля могут перемещаться вместе с распределителем. Основным недостатком указанного аналога является отсутствие средств взрыхления хранимого в нем материала (порошка), из-за чего происходит слеживание и нарушение работы дозатора в целом.
Техническая проблема, на решение которое направлена полезная модель - необходимость извлечения корпуса механизма дозирования порошка из-под загрузочного бункера аддитивной машины при смене марки материала металлического порошка и создание возможности свободного доступа ко всем внутренним поверхностям загрузочного бункера с целью их тщательной очистки от порошка заменяемой марки.
Технический результат заключается в обеспечении возможности быстрого извлечения корпуса механизма дозирования порошка (дозатора). За счет этого при реализации полезной модели достигается повышение эффективности процесса замены порошков различных материалов, сокращение времени выполнения данной работы и работы по техническому обслуживанию и ремонту самого механизма дозирования.
Технический результат достигается тем, что заявляемый съемный корпус дозатора порошка аддитивной машины, содержащий бункер с закрепленными вдоль его продольных сторон направляющими и дозирующий вал, характеризуется тем, что он имеет прямоугольное сечение и выполнен с внутренним отверстием для размещения в нем упомянутого дозирующего вала, с двумя боковыми заплечиками в верхней своей части по всей длине с возможностью их установки в упомянутых направляющих, полостью для порошка в виде конусной продольной воронки, расположенной над упомянутым валом, и с расположенным со стороны упомянутого отверстия внутренним продольным каналом с четырьмя отверстиями, выходящими в упомянутую полость, для подачи взрыхляющего инертного газа. При этом корпус может быть изготовлен по технологии селективного лазерного сплавления.
Сущность заявляемого решения поясняется фигурой, где изображен корпус дозатора в сборе с раздаточным бункером в разрезе, на которой:
1 - бункер раздаточный;
2 - направляющие бункера;
3 - корпус дозатора;
3а - заплечики корпуса дозатора;
4 - рукоятка с эксцентриковым зажимом;
5 - вал дозатора;
6 - продольный канал с отверстиями для бурбуляции порошка в бункере;
7 - подача газа для бурбуляции порошка.
Для подтверждения возможности реализации полезной моделью своего назначения рассмотрим вариант ее реализации.
Быстросъемный корпус 3 механизма дозирования порошка размещается внутри рабочей камеры УрАМ-150. Внутри бункера 1, вдоль его продольных сторон, закреплены, направляющие 2. Снизу к корпусу 3 крепится ограничительная планка.
Направляющие 2 образуют Т-образную полость, в которую заводят заплечники. 3а опорной поверхности корпуса 3 дозатора. Для зажима заплечников 3а корпуса 3 дозатора в направляющих 2, в каждой из них установлены две ручки 4 предпочтительно рычажного типа с эксцентриковыми зажимами, которые обеспечивают необходимую герметичность.
Заплечиками 3а корпус заводится в направляющие 2 загрузочного бункера 1 до жесткого упора и закрепляется в них, с двух сторон, рукоятками 4 с эксцентриковыми зажимами. Для извлечения корпуса дозатора, необходимо раскрепить эксцентриковые зажимы и по направляющим загрузочного бункера вытянуть корпус дозатора.
В корпусе 3 дозатора имеется сквозное отверстие, в которое устанавливается вал 5 дозатора. Сверху, над валом 5 дозатора, расположена полость в виде конусной продольной воронки. С правой стороны от отверстия корпуса дозатора имеется внутренний продольный канал 6, из которого выходят в полость конусной продольной воронки четыре отверстия. Эти отверстия необходимы для бурбуляции (взрыхления) порошка, что обеспечивает точное дозирование порошка.
Для засыпания в бункер 1 порошка, люк с защелкой открывается и в отверстие крышки сверху устанавливается воронка. После засыпания в бункер определенного количества порошка воронка извлекается из отверстия крышки, люк закрывается и защелкой фиксируется от непроизвольного открывания.
Воронка из бункера 1 заполняется металлическим порошком, который покрывает зубчатую поверхность дозатора, расположенную внутри воронки. Порошок из дозатора поступает в емкость ножевой балки. Организовывается подача инертного газа в продольный канал через угловой штуцер, который служит для бурбуляции порошка, что позволяет сохранять необходимую дисперсность используемого сырья.
Изготовление корпуса дозатора с внутренними полостями, тонкими (3-5 мм) стенками и другими элементами, ребрами жесткости и внутренним каналом для бурбуляции порошка, по существующей «классической» технологии очень сложно, трудоемко и дорого.
Исходя из выше сказанного, предлагается изготовить корпус дозатора по аддитивной технологии, так как эта технология позволяет сплавлять изделия с внутренними каналами и малыми толщинами (до 0,3-0,5 мм) стенок и перегородок изделий. Таким образом, в результате мы получим конструкцию быстросъемного корпуса дозатора из цельного металла, не имеющего разъема по каналу для бурбуляции, не требующее дополнительных деталей, закрывающих этот канал, уплотнений от утечек подаваемого газа и крепежных элементов с их фиксацией. Кроме того, не снижая прочности и жесткости изделия, мы, утоняя толщины элементов, значительно уменьшим его массу, что крайне важно для его быстросъемности.
Для изготовления предлагаемой полезной модели создают цифровую (CAD) трехмерную модель корпуса, которую передают в аддитивную машину для последующего сплавления корпуса из металлического порошка.
Оператором аддитивной машины устанавливаются технологические режимы сплавления корпуса дозатора, в частности:
- толщина сплавляемого слоя металлического порошка);
- мощность источника лазерного излучения;
- величина фокусного пятна источника лазерного излучения на поверхности порошка;
- скорость и траектория перемещения лазерного луча;
- температура подогрева платформы построения изделия;
После чего, оператор запускает программу изготовления корпуса дозатора.
По окончании изготовления оператор очищает изделие от остатков порошка, как с наружных поверхностей, так и из внутреннего канала для бурбуляции. Очищенное от порошка изделие, передается на механообработку всех рабочих поверхностей.