УСТРОЙСТВО ИЗГОТОВЛЕНИЯ ИЗДЕЛИЙ РУЛОННЫМ ПОРОШКОВЫМ СПЕКАНИЕМ
DEVICE FOR MAKING ARTICLES BY ROLL POWDER SINTERING

Описание изобретения
Изобретение относится к области порошковой металлургии, в частности к устройству послойного формирования трехмерных объектов посредством спекания. Изобретение может быть использовано при изготовлении композиционных изделий с целью создания модельной оснастки для процессов литья, изделий машиностроения и приборостроения, физических моделей изделий для научных исследований, создаваемых на основе технических данных, полученных посредством САПР, автоматизированного проектирования.
Ближайшим аналогом заявленного устройства по технической сущности является устройство формирования изделия с помощью послойного синтеза деталей RU 2487779. Этот аналог содержит рабочий стол, стол для спекания, механизм подачи порошка на рабочий стол, устройство для сбора избыточного порошка и устройство для выравнивания слоев порошков, включающее каретку с ножом, перемещаемую над поверхностью рабочего стола с помощью привода. Каретка выполнена в виде корпусной детали прямоугольной формы и снабжена установленными на ее торцах Г-образными кронштейнами, размещенными в двух параллельных пазах, выполненных в рабочем столе по бокам его рабочей зоны, и корпусом разравнивающего ножа, установленным на ее передней кромке. На концах Г-образных кронштейнов размещены ползуны, установленные на направляющих, закрепленных на нижней поверхности рабочего стола, а рабочий стол снабжен устройствами защиты пазов.
Недостатками данного устройства являются сложная конструкция системы двумерного сканирования лазерного луча, мощный лазер и устройство разравнивания порошка, работающие с регулярными перерывами, низкая скорость изготовления объектов относительно других устройств послойного изготовления.
Техническим результатом изобретения является уменьшение стоимости, увеличение скорости формирования, снижение шероховатости поверхности, улучшение качества, прочности, однородности и точности изготовления изделий.
Технический результат достигается тем, что различные порошковые пластиковые, керамические, металлические материалы или комбинации порошков помещают в перфорируемую, сжимаемую, растворимую водой ленту в процессе ее сматывания в рулон, который спекается после завершения формирования всех слоев.
Устройство (Фиг. 1) для послойного формирования трехмерного изделия спеканием порошкового материала содержит рулон ленты (1), перематываемый в рулон (2) с помощью протягивающих валиков (3) и поддерживающей ленты (4). Устройство снабжено системами: перфорации ленты (5) с помощью разбрызгивания жидкости из неподвижной матрицы сопел по всей ширине ленты в тех местах, где необходимо разместить порошок изготавливаемого объекта, наполнения ленты (6) порошком, очистки от избыточного порошка в модуле перемещения частиц порошка с поверхности ленты (8) и ее сжатия (9). Устройство оборудовано бункером избыточного порошка (7), камерой спекания рулона объекта (10), механизмами поддержки режимов спекания (11) и отделения спеченного объекта от ленты (12).
Работа устройства заключается в следующем. Лента перематывается из рулона (1) в рулон (2) с помощью протягивающих валиков (3) и поддерживающей ленты (4). В процессе перемотки ленты она перфорируется системой перфорации (5) в тех местах, где необходимо разместить порошковый пластиковый, керамический или металлический материал изготавливаемого объекта или поддерживающий порошок NaCl. Точность перфорации обеспечивается возможностью нагревания ленты, механизмом контроля и корректировки перфорации. Далее порошок из бункера (6) заполняет перфорированные места ленты. Избыточные частицы порошка, не попавшие в перфорации, удаляются с поверхности ленты в бункер избыточного порошка (7) с помощью системы очистки в модуле перемещения частиц порошка (8). После удаления избыточного порошка обеспечивается его повторное использование. В случае необходимости изготовления объекта из разных порошков в устройство добавляются соответствующие системы перфорации, очистки, наполнения и бункер избыточных частиц для каждого порошка. Затем заполненная лента уплотняется системой сжатия ленты (9). При завершении формирования всех слоев намотанный рулон с порошком или порошками спекается в камере спекания (10) в условиях, определяемых необходимыми свойствами изготавливаемого объекта и регулируемых системой режима спекания (11). После спекания механизм очистки (12) отделяет спеченный объект от ленты, например, механически, с помощью ее растворения водой или потоками воздуха.
Таким образом, использование предлагаемого изобретения позволяет достичь технического результата, которым является увеличение скорости и повышение точности изготовления, снижение стоимости и улучшение качества создаваемых изделий со сложной структурой по геометрической или математической модели.