[發(fā)明專利]用于激光選區(qū)熔化成形的可折疊易更換成形裝置

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310320681.5
• 申請(qǐng)日: 2013-07-26
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103447528A
• 公開(kāi)（公告）日: 2013-12-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張安峰;李滌塵;侍行坤;楊洪濤;張海洋
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué);西安瑞特快速制造工程研究有限公司
• 主分類號(hào): B22F3/105
• 分類號(hào): B22F3/105
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200
• 代理人: 朱海臨

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及3D打印激光選區(qū)熔化快速成形技術(shù)，特別涉及一種用于金屬和非金屬激光選區(qū)熔化成形裝置。

背景技術(shù)

激光選區(qū)熔化成形（Selective?Laser?Melting,SLM）技術(shù)一種能夠直接成形金屬零件的快速成形技術(shù)，是3D打印快速成形的主要形式之一。該技術(shù)的原理見(jiàn)圖1所示。工控機(jī)根據(jù)經(jīng)過(guò)切片處理的CAD模型信息控制振鏡選區(qū)掃描，被掃描到的金屬粉末熔化粘接在一起，一層掃描完，送料缸上升一層（成形缸相應(yīng)的下降一層）、刮板（或輥?zhàn)樱┰诔尚蚊驿伾弦粚臃勰缓筮M(jìn)行下一層的掃描熔化，這樣一層接一層成形出最終零件。由于每層沒(méi)熔化的粉末支撐著傾斜（甚至懸空）的零件部分，因此可以直接制造出傳統(tǒng)加工方法根本無(wú)法制造出的復(fù)雜金屬零件，而且成形的零件有很好的力學(xué)性能，正因?yàn)槿绱耍隧?xiàng)工藝在航空航天和生物醫(yī)療等方面應(yīng)用越來(lái)越廣泛。

SLM工藝因?yàn)椴捎玫氖菕呙枵耒R來(lái)控制激光掃描路徑，速度可以達(dá)到3-5m/s，因此其成形效率比較高，但是零件成形完、剩余粉末的清理卻要花費(fèi)很長(zhǎng)時(shí)間，因?yàn)槌尚芜^(guò)程中，成形面上會(huì)或多或少的殘留一些金屬粉末，在成形缸里除了成形好的零件外，其他空間都充滿著未熔化的金屬粉末。這些粒度只有幾十個(gè)微米大小的粉末想要清理干凈并不容易，如果采用吸塵器吸，那么既費(fèi)時(shí)又費(fèi)力，而且吸進(jìn)去的粉末因?yàn)槭墙饘俚模苋菀装盐鼔m器的電機(jī)損壞；而如果采用人手工用清粉的刷子清理，細(xì)小的粉末移動(dòng)時(shí)會(huì)形成粉塵，嚴(yán)重?fù)p害操作人員的身體健康，不利于設(shè)備的長(zhǎng)期使用，消耗大量的輔助時(shí)間，不符合現(xiàn)代工業(yè)上的高效、環(huán)保、人性化理念。如何很好的解決激光選區(qū)熔化粉末的清理回收在某種意義上也決定著SLM設(shè)備工藝在市場(chǎng)上的推廣和工業(yè)上大規(guī)模的應(yīng)用。

目前，國(guó)外的SLM設(shè)備像德國(guó)EOS的EOSINT?M280，英國(guó)MCP公司的FS-Realizer^SLMMachine等皆采用特制的防爆吸塵器來(lái)回收成形的剩余粉末，這種特制的吸塵器目前國(guó)內(nèi)還沒(méi)有同類產(chǎn)品。

在實(shí)際生產(chǎn)中，如果能有更好的方式來(lái)回收成形粉末，省去吸塵器這個(gè)環(huán)節(jié)，勢(shì)必會(huì)提高設(shè)備整體效率，更利于工作人員的健康，從而提高設(shè)備的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)，從長(zhǎng)遠(yuǎn)來(lái)看，也能更好的推動(dòng)激光選區(qū)熔化技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有SLM設(shè)備粉末回收耗時(shí)、耗力、效果不好的難題，本發(fā)明的目的在于提供一種用于激光選區(qū)熔化成形的成形裝置，該成形裝置可以隨著電動(dòng)推桿的升降而伸縮，從而更方便的回收、清除剩余粉末。

為了達(dá)到以上目的，本發(fā)明是采取如下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)的：

一種用于激光選區(qū)熔化成形的可折疊易更換成形裝置，其特征在于，包括成形基板、底板、從下往上逐漸縮小的伸縮罩，成形基板固定在底板上，伸縮罩下端固定在底板周邊，底板通過(guò)下夾緊件與電動(dòng)推桿上板相連；伸縮罩上端通過(guò)上夾緊件和成形面的下表面相連。

上述方案中，所述的伸縮罩包括多個(gè)套在一起的環(huán)圈，徑向最內(nèi)側(cè)環(huán)圈上端連接成形面下表面；徑向最外側(cè)環(huán)圈下端固定在底板周邊，各環(huán)圈軸向伸長(zhǎng)后通過(guò)相反的“L”周邊連接。

所述底板和成形基板的軸向總高度不高于伸縮罩在壓縮的狀態(tài)下的總高度。

與傳統(tǒng)的方法（成形過(guò)程粉末直接落到成形缸中）相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是：

1、成形過(guò)程中剩余的粉末都落在可折疊更換的粉末成形裝置中，隨著底板的下降逐漸伸展，每鋪一層金屬粉末都會(huì)落到伸縮罩內(nèi)。成形結(jié)束后，只需將該裝置取出即可將粉末回收，操作相當(dāng)方便

2、由于成形面上不殘留粉末，而每層剩余的粉末又都在伸縮罩中，因此成形結(jié)束后，不需要采用額外的設(shè)備來(lái)清理設(shè)備中剩余的粉末，省去了人工煩躁的清掃操作過(guò)程，很大程度上提高了工作人員的勞動(dòng)環(huán)境。

3、大大縮短了粉末清理、粉末回收的時(shí)間，提高了設(shè)備的整體成形效率，提高了設(shè)備在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力。

本發(fā)明適用于3D打印快速成形領(lǐng)域，目標(biāo)是解決激光選區(qū)熔化設(shè)備上存在的成形粉末回收、清理不方便的難題。節(jié)省了粉末清理時(shí)間，提高了成形機(jī)的利用率。

附圖說(shuō)明

以下結(jié)合附圖及具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。

圖1是激光選區(qū)熔化設(shè)備原理示意圖。

圖2是本發(fā)明裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中：1.成形基面，2.壓緊件，3.缸體，4.伸縮罩，5.底板，6.壓緊件，7.成形基板，8.電動(dòng)推桿。

圖3是圖2成形裝置壓縮狀態(tài)的示意圖。

圖4是可伸縮罩連接部分的放大示意圖。其中：a為圖1中Ⅰ部放大圖；b為圖2中Ⅱ部放大圖。