Устройство изготовления изделий рулонным порошковым спеканием



Устройство изготовления изделий рулонным порошковым спеканием
Устройство изготовления изделий рулонным порошковым спеканием

 

B33Y30/00 -
B33Y30/00 -

Владельцы патента RU 2601836:

Шулунов Вячеслав Рубинович (RU)

Изобретение относится к послойному формированию трехмерного изделия спеканием порошкового материала. Устройство содержит ленту для формирования трехмерного изделия из слоев порошкового материала, размещенную с возможностью ее перемотки из рулона (1) в рулон (2) при помощи протягивающих валиков (3) и поддерживающей ленты (4), бункер для избыточного порошкового материала (7), систему перфорации (5) ленты, систему наполнения (6) мест перфорации ленты порошковым пластиковым, керамическим или металлическим материалом изготавливаемого объекта, выполненную с возможностью использования порошкового материала из бункера для избыточного порошкового материала (7), систему очистки (8) ленты от частиц порошкового материала, не попавших в перфорации, систему сжатия (9) ленты, выполненную с возможностью уплотнения ленты с заполненными порошковым материалом местами перфорации, камеру (10) спекания рулона (2), выполненного намоткой уплотненной ленты с заполненными порошковым материалом местами перфорации, с образованием трехмерного спеченного изделия, систему управления спеканием (11) и систему отделения (12) спеченного изделия от ленты. Обеспечивается увеличение скорости формирования изделия, повышение точности изготовления и улучшение качества изделия. 7 з.п. ф-лы, 1 ил.

 

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.

1. Устройство для послойного формирования трехмерного изделия спеканием порошкового материала, содержащее бункер для избыточного порошкового материала (7), отличающееся тем, что оно содержит ленту для формирования трехмерного изделия из слоев порошкового материала, размещенную с возможностью ее перемотки из рулона (1) в рулон (2) при помощи протягивающих валиков (3) и поддерживающей ленты (4), систему перфорации (5) ленты, систему наполнения (6) мест перфорации ленты порошковым пластиковым, керамическим или металлическим материалом изготавливаемого объекта, выполненную с возможностью использования порошкового материала из бункера для избыточного порошкового материала (7), систему очистки (8) ленты от частиц порошкового материала, не попавших в перфорации, систему сжатия (9) ленты, выполненную с возможностью уплотнения ленты с заполненными порошковым материалом местами перфорации, камеру (10) спекания рулона (2), выполненного намоткой уплотненной ленты с заполненными порошковым материалом местами перфорации, с образованием трехмерного спеченного изделия, систему управления спеканием (11) и систему отделения (12) спеченного изделия от ленты.

2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что система сжатия ленты выполнена с обеспечением уплотнения ленты путем протягивания ее между валиками.

3. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что система перфорации (5) содержит механизм контроля точности перфорации.

4. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что система перфорации (5) ленты выполнена с возможностью нагрева ленты.

5. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что система отделения (12) спеченного изделия от ленты выполнена с возможностью обеспечения отделения ленты механически или с помощью ее растворения водой или потоками воздуха.

6. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что система перфорации (5) ленты выполнена с возможностью перфорирования ленты с помощью разбрызгивания жидкости из матрицы сопел.

7. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что матрица сопел неподвижна и выполнена с возможностью разбрызгивания жидкости по всей ширине ленты.

8. Устройство по п. 6, отличающееся тем, что система перфорации (5) ленты выполнена с возможностью контроля и корректировки точности перфорирования.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к трехмерной печати и может быть использовано для создания объемных изделий. Способ трехмерной печати объемного изделия из металлического порошкообразного материала, включающий прессование порошкообразного металлического материала рабочей поверхностью электрода с последующей подачей тока, разогревающего порошкообразный материал и приваривающего его к формируемому объемному изделию.

Изобретение относится к изготовлению комбинированного изделия из твердого сплава и стали типа шип. Получают твердосплавную заготовку из порошка твердого сплава холодным прессованием в закрытой пресс-форме, проводят предварительную термообработку полученной твердосплавной заготовки спеканием при 950-1100°С в среде водорода, затем размещают твердосплавную заготовку в нижней стальной полуформе для горячего прессования с обеспечением выступания твердосплавной заготовки над поверхностью стальной полуформы, выступающую над поверхностью стальной полуформы часть твердосплавной заготовки покрывают слоем от 5 до 15 мкм суспензии, содержащей технический углерод, сушат полученное покрытие в течение 4-10 секунд водородным факелом, затем ведут горячее прессование твердосплавной заготовки при давлении 0,1-3,0 МПа, скорости нагрева от 150 до 160°С/мин, напряжении источника питания от 5 до 8 В и максимальном импульсном токе от 3 до 8 кА.

Группа изобретений относится к порошковой металлургии. Порошковая композиция на основе железа для получения спеченной детали инжекционным формованием имеет средний размер частиц 20-60 мкм и содержит 0,3-1,6 мас.% Мо, 0,1-0,6 мас.% Р, необязательно до макс.

Изобретение относится к области износостойких композиционных спеченных материалов, применяемых для изготовления вооружения бурового инструмента и опорно-центрирующих устройств, полученных методами порошковой металлургии, в частности устройств для калибровки ствола скважин.
Изобретение относится к получению высокоплотного порошкового хромсодержащего материала на основе железа. Готовят шихту на основе распыленного порошка хромомолибденовой стали с добавкой углерода.

Изобретение относится к области металлургии, а именно к композиционным материалам (КМ) на основе сплавов оловянных баббитов и способам их получения, и может быть использовано для изготовления подшипников скольжения узлов трения в транспорте, турбиностроении, судостроении.

Группа изобретений относится к области порошковой металлургии, а именно к магнитным (магнитотвердым) материалам для постоянных магнитов на основе редкоземельных элементов и к изделиям, выполненным из таких материалов, и может быть использована в авиационной промышленности.

Изобретение относится к порошковой металлургии. Способ изготовления наноразмерного твердого сплава включает приготовление смеси из наноразмерных порошков карбида вольфрама и кобальта, прессование ее в стальной пресс-форме и спекание в вакууме.

Изобретение относится к порошковой металлургии. Способ получения спеченного пористого вольфрамового каркаса включает смешение порошка вольфрама с порошковой активирующей добавкой, состоящей из порошков никеля и железа, прессование и спекание.
Изобретение относится к изготовлению электротехнических изделий из композиционного материала. Электротехническое изделие изготовлено из токопроводящего композиционного материала формованием методом холодного прессования, при этом токопроводящий композиционный материал содержит 40÷55 мас.% порошка естественного графита, 30÷15 мас.% связующего на основе новолачной смолы, 30 мас.% медного порошка и дополнительно поливинилацетат в качестве пластификатора в количестве 9÷35 мас.% от суммарной массы порошкообразных компонентов.
Наверх