[發明專利]直線導軌式選擇性激光熔化SLM成形設備

有效

• 申請號: 201310024485.3
• 申請日: 2013-01-23
• 公開（公告）號: CN103071798A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 黃衛東;薛蕾;楊東輝;趙曉明
• 申請（專利權）人: 西安鉑力特激光成形技術有限公司
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105
• 代理公司: 西安西達專利代理有限責任公司 61202
• 代理人: 劉華

技術領域

本發明涉及快速成型技術領域，特別涉及一種直線導軌式選擇性激光熔化SLM成形設備。

背景技術

選擇性激光熔化?SLM是金屬件直接成型的一種方法，是快速成型技術的最新發展。該技術基于快速成型的最基本思想，即逐層熔覆的“增量”制造方式，根據三維?CAD模型直接成型具有特定幾何形狀的零件，成型過程中金屬粉末完全熔化，產生冶金結合。采用傳統的機加工手段無法制造出來的形狀結構復雜的金屬零件，是激光快速成型技術應用的主要方向之一。具有以下優點：

（1）能直接制成終端金屬產品，不用任何后處理工藝或簡單的表面處理，通過簡單的CAD造型和材料選擇即可直接加工出可直接使用的零件，極大地縮短了產品開發周期；

（2）能得到具有非平衡態過飽和固溶體及均勻細小金相組織的實體，致密度幾乎能達到100%，零件機械性能與鍛造工藝所得相當；

（3）使用具有高功率密度的激光器，以光斑很小的激光束加工金屬，使得加工出來的金屬零件具有很高的尺寸精度(?達0.1mm)?以及好的表面粗糙度(Ra?30～50μm)；

（4）由于激光光斑直徑很小，因此能以較低的功率熔化高熔點的金屬，使得用單一成分的金屬粉末來制造零件成為可能，而且可供選用的金屬粉末種類也大大拓展了；

（5）適合各種復雜形狀的工件，尤其適合內部有復雜異型結構，如空腔、三維網格以及用傳統方法無法制造的復雜工件。

????但是現在市場上銷售的SLM設備都是通過振鏡來控制激光束光斑的運動，最終掃描成形的。由于振鏡機械結構、光學結構等的限制，使其成形尺寸難以變大。現在的振鏡式SLM設備由于激光束通過平場聚焦透鏡進行聚焦，因此在成型區域邊緣位置光斑有所變形，成形精度變差。

發明內容

本發明提供一種直線導軌式選擇性激光熔化SLM成形設備，包括通過通信線路同帶有橫向導軌組的X軸直線電機和縱向導軌組的Y軸直線電機相連接的數控系統，X軸直線電機和Y軸直線電機為構成了掃描驅動結構，該掃描驅動結構同激光加工頭驅動連接，在激光加工頭下方設置有成形工作組件，在成形工作組件和激光加工頭之間設置有惰性氣體氣簾。避免了成形區域邊緣位置光斑有所變形，成形精度變差，成形尺寸易于變大等弊端。?

為實現上述目的，本發明的技術方案為：

一種直線導軌式選擇性激光熔化SLM成形設備，包括通過通信線路1同帶有橫向導軌組的X軸直線電機2和縱向導軌組的Y軸直線電機3相連接的數控系統15，X軸直線電機2和Y軸直線電機3為構成了掃描驅動結構，該掃描驅動結構同激光加工頭驅動連接，在激光加工頭下方設置有成形工作組件，在成形工作組件和激光加工頭之間設置有惰性氣體氣簾12。

所述的激光加工頭包括激光擴束準直鏡組。

所述的成形工作組件包括選擇性激光熔化SLM設備工作平臺10，選擇性激光熔化SLM設備工作平臺10上設置有成形工作臺氣缸及電機組9，成形工作臺氣缸及電機組9外表面上環繞設置有成形件約束缸8，成形工作臺氣缸及電機組9頂部連接有成形件及未成形金屬粉末承載平臺14，成形件及未成形金屬粉末承載平臺14的兩側分別設置有載粉桶7和集粉桶13，載粉桶7上設置有刮粉平板5，刮粉平板5同刮粉平板直線電機組6驅動連接。

所述的X軸直線電機2和Y軸直線電機的最大速度為200m/分鐘。

所述的直線導軌式選擇性激光熔化SLM成形設備的設計定位精度能夠達到2μm/500mm范圍。

所述的數控系統15能夠直接識別G代碼。

本發明的直線導軌式選擇性激光熔化SLM成形設備，其優點如下：

1.?本發明采用直線電機作為掃描驅動結構，最大運動速度達到200m/分鐘。

2.?直線電機壽命長，經過計算在負載激光掃描頭的情況下能夠連續不間斷工作9年。

3.?定位精度高，設計定位精度能夠達到2μm/500mm，相較振鏡式選擇性激光熔化SLM設備能夠提高5倍以上。

4.?本發明加工模型數據處理簡單，數控系統能夠直接識別G代碼，使得選擇性激光熔化SLM成形程序的編寫變得簡單、方便。

5.?成形零件能力強，能夠成形1000×1000×500mm的零件。這是傳統選擇性激光熔化SLM設備所無法達到的。

附圖說明

附圖為本發明的直線導軌式選擇性激光熔化SLM成形設備的結構示意圖。

具體實施方式

下面通過具體實施例對本發明做進一步說明：