CN113232296A - 一种用于激光增材制造的铺粉装置及铺粉方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于增材打印的技术领域，公开了一种用于激光增材制造的铺粉装置，包括工作台，在工作台上设置有运动机构、吸取机构、送粉缸和成形缸，送粉缸和成形缸的缸底板分别与第一推动机构和第二推动机构相连，该第一推动机构用于带动送粉缸的缸底板沿Z轴方向运动，该第二推动机构用于带动成形缸的缸底板沿Z轴方向运动，运动机构与刮刀和一个或者多个储粉仓相连，用于带动刮刀沿Y轴方向运动，带动储粉仓沿X轴和Y轴方向运动，储粉仓与挤出机构相连，该挤出机构用于通过挤压方式，将对应储粉仓内部的粉末挤出至成形缸的工作区域，该刮刀用于将送粉缸顶面的粉末刮铺到成形缸的工作区域，吸取机构用于从成形缸的部分工作区域吸走来自送粉缸的粉末。

Description

一种用于激光增材制造的铺粉装置及铺粉方法

技术领域

本发明属于增材制造的技术领域，具体涉及一种用于激光增材制造的铺粉装置及铺粉方法。

背景技术

粉末激光增材制造技术具有成形材料多样化、用途广泛、成形过程简单、材料利用率高等优点，特别是不受零部件形状复杂程度的限制，突破了传统加工中的金属成形(如锻、冲、拉伸、铸、注塑加工)和切削成形的工艺方法，可以在没有工装夹具或模具的条件下，迅速制造出形状复杂又具有一定功能的三维实体模型或零部件。高分子、陶瓷、金属、覆膜砂、生物材料等以及它们的复合粉末等均可作为其成形材料，是最具发展前景的增材制造成形技术之一，属于《国家中长期科学和技术发展规划纲要》中“数字化和智能化设计制造”优先主题领域，也是先进的绿色制造技术之一。

金属增材制造技术是从20世纪90年代发展起来的一项先进制造技术，该技术依据“增材”的制造原理，对CAD模型进行切片分层处理，数控系统控制工作台按照分层软件给定的路径进行扫描，通过大功率激光融化金属粉末并层层叠加，能够实现高性能复杂结构金属零件的无模具、快速、全致密近净成形。按照金属粉末的添置方式，金属3D打印主要包括两种工艺技术：采用铺粉方法的激光选区熔化(Selective Laser Melting，SLM)技术和采用同轴送粉方法的激光净成形(Laser Engineered Net Shaping,LENS)技术；在诸多3D打印技术当中，激光选区熔化(Selective Laser Melting，SLM)粉末增材制造成形技术能够成形多种金属材料，特别是难加工金属零部件，而且成形精度较高，零件结构复杂度高，所需供电设施简单，耗能低，所用原材料为粉末。该技术采用精细聚焦光斑快速熔化预置的金属粉末，几乎可以直接获得任意形状以及具有完全冶金结合的功能零件，致密度可达到近乎100％，尺寸精度可达20-50um，表面粗糙度达20-30um，是一种极具发展前景的增材制造技术，在航空航天、医疗、汽车、模具等领域具有广泛应用前景。本项目即采用该种3D打印方式直接成形高精度高性能航空航天复杂结构件。

但是当前选区激光熔化工艺(SLM)每次零件制造中只能成形一种粉末、铺送一种粉末，在成形零件之前，根据零件的材料种类选用相应的粉末材料进行添加到设备的送粉缸体或储粉槽中进行激光熔化成形。单一材料激光熔化成形后，其零件的性能和功能只能实现单一特性，这对于需求多种功能组合的零件制造需求却无法满足。

由于多材料嵌套结构零件可发挥各自材料的优势，组合形成复合性能特点、复合功能特点的结构件或功能件，比如用于共形天线、高温超高温燃烧室的制造等。共形天线功能要求外层为磁屏蔽材料、内层为天线安装结构层，传统制造方法为铆接或粘接，受限于连接工艺，其结构比较简单，无法实现复杂结构制造。超高温燃烧室功能要求为外层为高温合金层用于做结构承载、内层为陶瓷/C-C材料用于做热防护功能，传统制造方法为软骨架人工安装法，受限于安装工艺，其两种材料连接有较大的空隙和较大的几何误差，使用过程也出现非均匀燃烧等。

为了实现整体复杂结构使用多种如两种材料的增材制造，利用选区激光熔化工艺将零件结构按多种材料进行成形，发挥不同材料的优势，形成为一个整体的有多种材料结构的零件。目前，国内外研究多材料增材制造有一定的相关报告，但主要集中在两点：一是基于FDM工艺的丝材非金属多材料增材制造；另外一种是基于层间换粉的金属多材料增材制造，前一种只能实现非金属材料，后一种只能实现每层一种材料，两种方式都无法实现多材料嵌套等方式的增材制造。因此，多材料高性能结构件的增材制造需求非常迫切。

发明内容

本发明提供了一种用于激光增材制造的铺粉装置及铺粉方法，解决了现有多材料增材制造工艺无法实现多材料嵌套等方式制造等问题。

本发明可通过以下技术方案实现：

一种用于激光增材制造的铺粉装置，包括工作台，所述工作台上设置有运动机构、吸取机构、送粉缸和成形缸，所述送粉缸和成形缸的缸底板分别与第一推动机构和第二推动机构相连，所述第一推动机构用于带动送粉缸的缸底板沿Z轴方向运动，所述第二推动机构用于带动成形缸的缸底板沿Z轴方向运动，所述运动机构与刮刀和一个或者多个储粉仓相连，用于带动刮刀沿Y轴方向运动，带动储粉仓沿X轴和Y轴方向运动，所述储粉仓与挤出机构相连，所述挤出机构用于通过挤压方式，将对应储粉仓内部的粉末挤出至成形缸的工作区域，所述刮刀用于将送粉缸顶面的粉末刮铺到成形缸的工作区域，所述吸取机构用于从成形缸的部分工作区域吸走来自送粉缸的粉末，以便铺设储粉仓内部的粉末，从而实现多种材料的增材制造。

进一步，所述运动机构包括横跨设置在送粉缸和成形缸上的矩形框架，所述矩形框架的底面设置有刮刀，顶面设置有第一滚珠丝杠，所述第一滚珠丝杠的螺母与挤出机构相连，所述第一滚珠丝杠的丝杆沿矩形框架设置，其一端与第一电动机相连，所述第一电动机用于带动丝杆转动，从而带动螺母沿丝杆移动，进而带动挤出机构沿丝杆即X轴方向移动；

所述矩形框架顶面的两个端部分别设置在各自的导轨上，且通过皮带驱动机构与导轨上的滑块连接，所述皮带驱动机构用于带动矩形框架沿导轨即Y轴方向移动，从而带动挤出机构和刮刀沿Y轴方向移动。

进一步，所述皮带驱动机构包括设置在滑块上的固定块，在所述固定块与滑块的接触面上设置有U形槽，所述U形槽供环形皮带的下半边穿过，所述环形皮带套装在两个平行间隔设置有皮带轮上，两个所述皮带轮均设置在对应导轨的正上方，所述环形皮带的部分上半边固定设置在固定块上，其中一个皮带轮的输出轴与第二电动机相连，所述第二电动机用于带动一个皮带轮转动，从而带动环形皮带在两个皮带轮上移动，进而带动矩形框架沿导轨即Y轴方向移动。

进一步，所述挤出机构包括圆锥体仓，所述圆锥体仓的锥尖部与套筒的一端连通，所述套筒的另一端内部设置有漏斗状的喷嘴，所述圆锥体仓的顶面与一个或者多个储粉仓连通，沿所述圆锥体仓的轴线设置有螺杆，所述螺杆的一端与第三电动机的输出轴相连，另一端穿过圆锥体仓的顶面，延伸进入套筒内部，且与喷嘴之间留有空间，所述螺杆与套筒之间设置有间隙，

所述第三电动机用于带动螺杆旋转，借助旋转挤压力，将圆锥体仓内部的粉末带入螺杆与套筒之间的间隙，进入螺杆与喷嘴之间的空间，最后从喷嘴射出。

进一步，所述第三电动机设置在[形架上，所述[形架的上横板与第一滚珠丝杠的螺母相连，中间竖板与一个或者多个储粉仓连接，多个所述储粉仓沿圆锥体仓的周向设置，通过软管与圆锥体仓的顶面连通。

进一步，所述第一推动机构和第二推动机构采用相同的结构，均包括沿Z轴方向设置的第二滚珠丝杠，所述第二滚珠丝杠的丝杆的一端与步进电机的输出轴连接，另一端与安装板连接，所述第二滚珠丝杠的螺母与两个导向柱的一端连接，两个所述导向柱的另一端均穿过安装板与基板连接，所述基板和缸底板之间依次设置有隔热板、加热板。

进一步，所述成形缸和送粉缸沿Y轴方向并排设置，所述工作台上设置有与成形缸和送粉缸对应的开口，所述吸取机构采用机械手。

一种基于上文所述的用于激光增材制造的铺粉装置的铺粉方法，包括以下步骤：

步骤一、借助第一推动机构，将送粉缸的缸底板下降至最低部，进行第一种粉末的添加，然后，向储粉仓加入第二种粉末，或者向多个储粉仓依次加入第二种、第三种等多种粉末，借助皮带驱动机构，将刮刀运动至送粉缸的后面位置；

步骤二、借助第二推动机构，将成形缸的缸底板下降一层铺粉的厚度，然后借助第一推动机构，将送粉缸的缸底板上升两层铺粉的厚度；

步骤三、借助皮带驱动机构，带动刮刀从送粉缸向成形缸的方向运动，从而将送粉缸中的第一种粉末铺设至成形缸的工作区域；

步骤四、结合增材打印产品的特征，通过计算机解算出第二种粉末或者混合的多种粉末的铺设区域，利用吸取机构将工作区域中对应铺设区域上的第一种粉末吸走；

步骤五、借助皮带驱动机构、第一电动机和挤出机构，将第二种粉末或者混合的多种粉末挤出至铺设区域；

步骤六、按照增材打印产品所需的打印路径，控制激光束进行扫描熔化，完成对应层的增材打印；

步骤七、重复步骤二至六，直至完成整个增材打印产品的制作。

本发明有益的技术效果如下：

借助第一推动机构、第二推动机构，带动对应的缸底板沿Z轴方向移动，从而实现将送粉缸内部的粉末抬高，将成形缸的工作区域下降，便于刮刀从送粉缸刮粉铺到成形缸的工作区域，而利用吸取机构和挤出机构就可以根据增材打印产品的要求，有选择地将储粉仓内部的粉末喷射到对应的区域，从而实现在增材打印制造过程中的同层换粉，满足多材料嵌套结构的零件制造需求，如共形天线、高温超高温燃烧室等等，进一步扩大了增材制造的应用范围，提高了增材制造的生产水平。

附图说明

图1为本发明的总体结构示意图；

图2为本发明的第一推动机构和第二推动机构的结构示意图一；

图3为本发明的第一推动机构和第二推动机构的结构示意图二；

图4为本发明的运动机构的结构示意图一；

图5为本发明的运动机构的结构示意图二；

图6为本发明的挤出机构的结构示意图一；

图7为本发明的挤出机构的结构示意图二；

图8为本发明的挤出机构的轴向结构示意图；

图9为本发明的挤出机构的喷嘴轴向结构示意图；

图10为本发明的喷嘴的运动轨迹示意图；

图11为本发明的双材料增材打印产品的结构示意图；

其中，1-工作台，2-运动机构，21-矩形框架，22-刮刀，23-第一滚珠丝杠，24-第一电动机，25-导轨，26-固定块，27-环形皮带，28-皮带轮，3-第一推动机构，31-第二滚珠丝杠，32-步进电机，33-安装板，34-导向柱，35-基板，36-缸底板，37-隔热板，38-加热板，4-第二推动机构，5-挤出机构，51-圆锥体仓，52-套筒，53-喷嘴，54-储粉仓，55-螺杆，56-第三电动机，6-成形缸，7-送粉缸。

具体实施方式

下面结合附图及较佳实施例详细说明本发明的具体实施方式。

本发明提供了一种用于激光增材制造的铺粉装置，包括工作台1，在工作台1上设置有运动机构2、吸取机构、送粉缸和成形缸，该送粉缸和成形缸的缸底板分别与第一推动机构3和第二推动机构4相连，该第一推动机构3用于带动送粉缸的缸底板沿Z轴方向运动，该第二推动机构4用于带动成形缸的缸底板沿Z轴方向运动，该运动机构2与刮刀和一个或者多个储粉仓相连，用于带动刮刀沿Y轴方向运动，带动储粉仓沿X轴和Y轴方向运动，该储粉仓与挤出机构5相连，该挤出机构5用于通过挤压方式，将对应储粉仓内部的粉末挤出至成形缸的工作区域，该刮刀用于将送粉缸顶面的粉末刮铺到成形缸的工作区域，该吸取机构用于从成形缸的部分工作区域吸走来自送粉缸的粉末，以便铺设储粉仓内部的粉末，从而实现多种材料的增材制造。这样，借助第一推动机构3、第二推动机构4，带动对应的缸底板沿Z轴方向移动，从而实现将送粉缸内部的粉末抬高，将成形缸的工作区域下降，便于刮刀从送粉缸刮粉铺到成形缸的工作区域，而利用吸取机构和挤出机构5就可以根据增材打印产品的要求，有选择地将储粉仓内部的粉末喷射到对应的区域，从而实现在增材打印制造过程中的同层换粉，满足多材料嵌套结构的零件制造需求，如共形天线、高温超高温燃烧室等等，进一步扩大了增材制造的应用范围，提高了增材制造的生产水平。

具体地，为了方便铺设，该成形缸6和送粉缸7沿Y轴方向并排设置，可以在工作台1上设置有与成形缸6和送粉缸7对应的开口，该第一推动机构3和第二推动机构4设置在工作台的下方，而运动机构2、吸取机构、挤出机构5、刮刀和储粉仓等等都设置在工作台1的上方。

该第一推动机构3和第二推动机构4采用相同的结构，均包括沿Z轴方向设置的第二滚珠丝杠31，该第二滚珠丝杠31的丝杆的一端与步进电机32的输出轴连接，另一端与安装板33连接，该第二滚珠丝杠31的螺母与两个导向柱34的一端连接，可以在螺母上套装一个连接板，这两个导向柱分别设置在第二滚珠丝杠31的两侧，其一端固定在连接板上，另一端均穿过安装板33与基板35连接，该基板35和缸底板36之间依次设置有隔热板37、加热板38。这样，借助加热板和隔热板，就可以对缸底板进行加热，从而对送粉缸和成形缸内部的粉末和增材打印产品进行加热，减少粉末的团聚现象等等。而借助导向柱的导向作用，确保缸底板可以沿Z轴方向移动。

该运动机构2包括横跨设置在送粉缸7和成形缸6上的矩形框架21，该矩形框架21的底面设置有刮刀22，顶面设置有第一滚珠丝杠23，该第一滚珠丝杠23的螺母与挤出机构5相连，该第一滚珠丝杠23的丝杆沿矩形框架21设置，其一端与第一电动机24相连，该矩形框架21沿X轴方向设置，该第一电动机24用于带动丝杆转动，从而带动螺母沿丝杆移动，进而带动挤出机构5沿丝杆即X轴方向移动；该矩形框架21顶面的两个端部分别设置在各自的导轨25上，且通过皮带驱动机构与导轨25上的滑块连接，可以将导轨25沿Y轴方向设置，它们设置在矩形框架21的两侧，该矩形框架21顶面的两端各伸出一个耳朵，便于安装布置，该皮带驱动机构用于带动矩形框架21沿导轨即Y轴方向移动，从而带动挤出机构和刮刀沿Y轴方向移动。

为了便于安装，该刮刀22采用T型结构，在矩形框架21的底面设置有与之对应的T型凹槽，方便刮刀安装进去，也可防止刮刀在铺粉过程中脱落变形等问题。该刮刀采用橡胶材质制成，以保证在刮粉过程中的弹性，同时还不剐蹭正在打印的零件。

该皮带驱动机构包括设置在滑块上的固定块26，在固定块26与滑块的接触面上设置有U形槽，该U形槽供环形皮带27的下半边穿过，该环形皮带27套装在两个平行间隔设置有皮带轮28上，这两个皮带轮28均设置在对应导轨25的正上方，该环形皮带27的部分上半边固定设置在固定块26上，可以采用螺栓固定，该固定块26整体呈方体，倒扣在滑块上，与滑块之间形成一个U形通道，供环形皮带27的下半边穿过，其中一个皮带轮28的输出轴与第二电动机相连，该第二电动机用于带动一个皮带轮28转动，从而带动环形皮带27在两个皮带轮28上移动，进而通过固定块26连通滑块带动矩形框架21沿导轨25即Y轴方向移动。

该挤出机构5包括圆锥体仓51，该圆锥体仓51的锥尖部与套筒52的一端连通，该套筒52的另一端内部设置有漏斗状的喷嘴53，该圆锥体仓51的顶面与一个或者多个储粉仓54连通，沿该圆锥体仓51的轴线设置有螺杆55，该螺杆55的一端与第三电动机56的输出轴相连，另一端穿过圆锥体仓51的顶面，延伸进入套筒52内部，且与喷嘴53之间留有空间，两者不接触，该螺杆55与套筒52之间设置有间隙，该第三电动机56用于带动螺杆55旋转，借助旋转挤压力，将圆锥体仓51内部的粉末带入螺杆55与套筒52之间的间隙，进入螺杆55与喷嘴53之间的空间，最后从喷嘴53射出。

采用圆锥体形状的舱体可以使从储粉仓54进入舱体的粉末在重力的作用下，向锥尖部聚集，而采用螺杆55作为旋转轴，再结合粉末的颗粒尺寸和所需的流动性，设置间隙的合适大小，若间隙过大则粉末会自动落下来而不通过螺杆挤出的压力挤出，若间隙过小则粉末会卡在间隙中间造成堵塞，并且还可以使螺杆55在旋转的同时，可以对进入间隙的粉末进行充分混合，然后再进入螺杆55和喷嘴53之间的空间，实现对来自多个储粉仓54的粉末的充分混合，最后，当空间充满后，螺杆55在旋转带下来的粉末就会向下挤压空间内部的粉末，使它们进入喷嘴，完成喷射。至于喷嘴53的尺寸也可根据不同的粉末颗粒大小设计不同的开口尺寸和斜坡角度以实现最佳流动效果。

该第三电动机56设置在[形架57上，该[形架57的上横板与第一滚珠丝杠23的螺母相连，中间竖板与一个或者多个储粉仓54连接，可以设置一个与圆锥体仓51配合的圆圈，将其固在中间竖板上，而多个储粉仓54间隔设置在圆圈上，从而确保这些储粉仓54沿圆锥体仓51的周向设置，可通过软管与圆锥体仓51的顶面连通。

该挤出机构5可在第一电动机和第二电动机的带动下实现Y轴方向和X轴方向移动，其移动轨迹如下图A所示的Z字形往返移动，或者如下图B所示的回字形移动，从而实现特定区域的挤出粉末。需要说明的是，当程序设定为非规则图形的粉末特性要求时，挤出机构的运动轨迹也需要做相应调整，根据图形的轮廓区域进行有选择性的挤出，从而达到按图形区域要求的挤出方式，如图C所示的区域则为一圆环轮廓，则其运动轨迹都应包含在此圆环区域内部。

该吸取机构可以采用机械手+真空泵的结构，来完成移动和吸取的作用，当然也可以采用其他结构实现。

本发明还提供了一种基于上文所述的用于激光增材制造的铺粉装置的铺粉方法，包括以下步骤：

步骤一、借助第一推动机构，将送粉缸的缸底板下降至最低部，进行第一种粉末的添加，然后，向储粉仓加入第二种粉末，或者向多个储粉仓依次加入第二种、第三种等多种粉末，借助皮带驱动机构，将刮刀运动至送粉缸的后面位置；

步骤二、借助第二推动机构，将成形缸的缸底板下降一层铺粉的厚度，然后借助第一推动机构，将送粉缸的缸底板上升两层铺粉的厚度；

步骤三、借助皮带驱动机构，带动刮刀从送粉缸向成形缸的方向运动，从而将送粉缸中的第一种粉末铺设至成形缸的工作区域；

步骤四、结合增材打印产品的特征，通过计算机解算出第二种粉末或者混合的多种粉末的铺设区域，利用吸取机构将工作区域中对应铺设区域上的第一种粉末吸走；

步骤五、借助皮带驱动机构、第一电动机和挤出机构，将第二种粉末或者混合的多种粉末挤出至铺设区域；

由于刮刀和喷嘴在Y轴方向是同时运动的，因此，在铺设第二种粉末的时候，要根据产品的特性，设置铺设方向，避免刮刀干涉铺设好的第二种粉末。

步骤六、按照增材打印产品所需的打印路径，控制激光束进行扫描熔化，完成对应层的增材打印；

步骤七、重复步骤二至六，直至完成整个增材打印产品的制作。

为了验证本发明的铺粉装置和铺粉方法，实现整体结构复杂、且需要使用多种大于两种材料增材制造完成的产品，利用选区激光熔化增材工艺将零件结构内按多种材料进行成形，发挥不同材料的优势，形成为一个整体的有多种材料结构的零件，具体如下所示：

首先，根据多种材料的成形工艺要求，在打印过程中，每层零件的截面形状可通过程序设定为不同区域具有不同材料属性，例如矩形截面，可设定左半侧为铝合金材料，右半侧为不锈钢材料；或者圆形截面，外圈设定为钛合金材料，内圈设定为不锈钢材料等等，然后，当设定每层截面形状对应区域的材料属性后，通过计算机程序计算出对应材料特性区域所需要分别铺送和挤出的区域，再通过铺送第一种粉末和挤出第二种粉末，实现不同区域的不同材料铺设，然后通过计算机控制第一电动机和第二电动机，带到矩形框架沿Y轴方向移动，带动挤出机构沿X轴方向、Y轴方向移动，通过往返Z字形路线的移动，在移动的同时打开第三电动机，则可实现喷嘴边移动边挤出第二种粉末，当第二种粉末铺设完成后，再通过刮刀回位平整所挤出的粉末区域，最终完成整体铺设。

比如要打印的产品是一个嵌套的双球，对于每一层双材料的铺设如下：

1、利用刮刀将第一种粉末铺满整个方形；

2、通过计算内部小球的当前高度的截面，得到截面后通过上文所述的路径填充计算方法计算内部小球的路径；

3、控制刮刀和喷嘴的运动，其中，刮刀沿导轨即Y轴方向运动，喷嘴沿第二滚珠丝杠即X轴方向运动，同时还可以沿Y轴方向运动，并且运动的同时旋转螺杆，实现将第二种粉末的挤出；即按小球的形状截面挤出成一层粉末，然后在控制刮刀向后运动到最后侧；

4、通过以上三步即实现了两种粉末的铺送，然后在控制激光分别成形大球和小球，实现两个模型当前层面的成形；

5、以此往复，循环沿Z轴方向进行成形缸下降、送粉缸上升、铺送粉末、挤出粉末、激光熔化五个步骤，即可最终实现嵌套的两个小球的双材料制造。

虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，因此，本发明的保护范围由所附权利要求书限定。

Claims (8)

1.一种用于激光增材制造的铺粉装置，其特征在于：包括工作台，所述工作台上设置有运动机构、吸取机构、送粉缸和成形缸，所述送粉缸和成形缸的缸底板分别与第一推动机构和第二推动机构相连，所述第一推动机构用于带动送粉缸的缸底板沿Z轴方向运动，所述第二推动机构用于带动成形缸的缸底板沿Z轴方向运动，所述运动机构与刮刀和一个或者多个储粉仓相连，用于带动刮刀沿Y轴方向运动，带动储粉仓沿X轴和Y轴方向运动，所述储粉仓与挤出机构相连，所述挤出机构用于通过挤压方式，将对应储粉仓内部的粉末挤出至成形缸的工作区域，所述刮刀用于将送粉缸顶面的粉末刮铺到成形缸的工作区域，所述吸取机构用于从成形缸的部分工作区域吸走来自送粉缸的粉末，以便铺设储粉仓内部的粉末，从而实现多种材料的增材制造。

2.根据权利要求1所述的用于激光增材制造的铺粉装置，其特征在于：所述运动机构包括横跨设置在送粉缸和成形缸上的矩形框架，所述矩形框架的底面设置有刮刀，顶面设置有第一滚珠丝杠，所述第一滚珠丝杠的螺母与挤出机构相连，所述第一滚珠丝杠的丝杆沿矩形框架设置，其一端与第一电动机相连，所述第一电动机用于带动丝杆转动，从而带动螺母沿丝杆移动，进而带动挤出机构沿丝杆即X轴方向移动；

所述矩形框架顶面的两个端部分别设置在各自的导轨上，且通过皮带驱动机构与导轨上的滑块连接，所述皮带驱动机构用于带动矩形框架沿导轨即Y轴方向移动，从而带动挤出机构和刮刀沿Y轴方向移动。

3.根据权利要求2所述的用于激光增材制造的铺粉装置，其特征在于：所述皮带驱动机构包括设置在滑块上的固定块，在所述固定块与滑块的接触面上设置有U形槽，所述U形槽供环形皮带的下半边穿过，所述环形皮带套装在两个平行间隔设置有皮带轮上，两个所述皮带轮均设置在对应导轨的正上方，所述环形皮带的部分上半边固定设置在固定块上，其中一个皮带轮的输出轴与第二电动机相连，所述第二电动机用于带动一个皮带轮转动，从而带动环形皮带在两个皮带轮上移动，进而带动矩形框架沿导轨即Y轴方向移动。

4.根据权利要求2所述的用于激光增材制造的铺粉装置，其特征在于：所述挤出机构包括圆锥体仓，所述圆锥体仓的锥尖部与套筒的一端连通，所述套筒的另一端内部设置有漏斗状的喷嘴，所述圆锥体仓的顶面与一个或者多个储粉仓连通，沿所述圆锥体仓的轴线设置有螺杆，所述螺杆的一端与第三电动机的输出轴相连，另一端穿过圆锥体仓的顶面，延伸进入套筒内部，且与喷嘴之间留有空间，所述螺杆与套筒之间设置有间隙，

所述第三电动机用于带动螺杆旋转，借助旋转挤压力，将圆锥体仓内部的粉末带入螺杆与套筒之间的间隙，进入螺杆与喷嘴之间的空间，最后从喷嘴射出。

5.根据权利要求4所述的用于激光增材制造的铺粉装置，其特征在于：所述第三电动机设置在[形架上，所述[形架的上横板与第一滚珠丝杠的螺母相连，中间竖板与一个或者多个储粉仓连接，多个所述储粉仓沿圆锥体仓的周向设置，通过软管与圆锥体仓的顶面连通。

6.根据权利要求1所述的用于激光增材制造的铺粉装置，其特征在于：所述第一推动机构和第二推动机构采用相同的结构，均包括沿Z轴方向设置的第二滚珠丝杠，所述第二滚珠丝杠的丝杆的一端与步进电机的输出轴连接，另一端与安装板连接，所述第二滚珠丝杠的螺母与两个导向柱的一端连接，两个所述导向柱的另一端均穿过安装板与基板连接，所述基板和缸底板之间依次设置有隔热板、加热板。

7.根据权利要求6所述的用于激光增材制造的铺粉装置，其特征在于：所述成形缸和送粉缸沿Y轴方向并排设置，所述工作台上设置有与成形缸和送粉缸对应的开口，所述吸取机构采用机械手。

8.一种基于权利要求1所述的用于激光增材制造的铺粉装置的铺粉方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一、借助第一推动机构，将送粉缸的缸底板下降至最低部，进行第一种粉末的添加，然后，向储粉仓加入第二种粉末，或者向多个储粉仓依次加入第二种、第三种等多种粉末，借助皮带驱动机构，将刮刀运动至送粉缸的后面位置；

步骤二、借助第二推动机构，将成形缸的缸底板下降一层铺粉的厚度，然后借助第一推动机构，将送粉缸的缸底板上升两层铺粉的厚度；

步骤三、借助皮带驱动机构，带动刮刀从送粉缸向成形缸的方向运动，从而将送粉缸中的第一种粉末铺设至成形缸的工作区域；

步骤四、结合增材打印产品的特征，通过计算机解算出第二种粉末或者混合的多种粉末的铺设区域，利用吸取机构将工作区域中对应铺设区域上的第一种粉末吸走；

步骤五、借助皮带驱动机构、第一电动机和挤出机构，将第二种粉末或者混合的多种粉末挤出至铺设区域；

步骤六、按照增材打印产品所需的打印路径，控制激光束进行扫描熔化，完成对应层的增材打印；

步骤七、重复步骤二至六，直至完成整个增材打印产品的制作。

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