[發明專利]一種3D打印方法及其送粉刷機構

無效

• 申請號: 201310429168.X
• 申請日: 2013-09-18
• 公開（公告）號: CN103480845A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 楊永強;宋長輝;葉梓恒;王迪
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;C23C24/10
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 蔡茂略

技術領域

本發明涉及3D打印制造技術，尤其涉及一種3D打印方法及其送粉刷機構。

背景技術

相對于車銑刨磨等傳統機加工，金屬3D打印作為一種增材制造方式（Addictive?Manufacturing），可以制造各種復雜結構，充分發揮材料的效能比，是未來綠色制造的主要方式之一。它的優勢在于拓展產品創意創新空間，設計人員不再受傳統工藝和制造資源約束，并降低產品研發創新成本，縮短研發周期，增強工藝制造能力，因而在航空航天、生物醫療、工業模具、汽車制造等工業領域都有獨具特色的應用前景，尤其是在小批量多品種的航空航天應用和個性化醫療器械中，優勢更為明顯。

選區激光熔化技術(SLM)和電子束熔化成型技術(EBM)是目前金屬零件“3D打印”制造的重要方式。

金屬零件選區激光熔化快速成型技術（SLM）是集CAD/CAM、數字控制技術、快速成型于一體的先進制造技術，成為了傳統加工成形方法的重要補充。選區激光熔化技術可以根據三維模型來直接生產出各種復雜的金屬零件，能使加工成本和時間得到有效的降低，從而大大地縮短了新產品的研發周期，非常適應現代制造業快速化，個性化，柔性化發展的需求，在生物醫療，航空航天，模具量具和國防工業等制造領域具有十分廣闊的應用前景。

金屬零件電子束熔化技術（EBM）是電子束加工與快速制造技術相結合而產生的一種新技術，不僅可以充分利用電子束真空加工環境、高能量密度、掃描速度快、精密控制等優點，而且能夠發揮快速制造無需工模具、開發周期短及制造成本低等優勢，預計將在汽車、航空航天及醫療器械等領域得到快速發展和應用。

目前的金屬3D打印制造方法大多僅適用于單種材料的零件成型，復合材料零件的成型技術尚未成熟。然而，復合材料零件擁有更優異的性能，更符合零件結構輕量化以及結構屬性與功能屬性的結合，因此它的成型成為工業發展的趨勢。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺點與不足，提供一種3D打印方法及其送粉刷機構，克服傳統金屬3D打印制造中成型單種材料零件的缺點，充分利用各種材料的優異性能，實現零件結構輕量化以及結構屬性與功能屬性的結合；送粉刷機構結構簡單，鋪粉厚度可通過電機手動調整。

本發明通過下述技術方案實現：

一種3D打印機的送粉刷機構，所述送粉刷機構包括漏斗式缸體1，所述漏斗式缸體1的出粉口2呈長條形，所述出粉口2的兩側各對稱設置有一塊由電機4驅動、且能上下運動的彈性刮板3。

所述漏斗式缸體1的出粉口2設置有一個由電機控制其開關的閥門。

所述彈性刮板3的端部呈楔形結構。

所述漏斗式缸體1的水平橫截面呈梯形。

一種具有上述3D打印機的送粉刷機構的打印方法，包括以下步驟：

用三維軟件設計零件模型；

在三維模型的基礎上，對不同材質的零件進行標識，同一材質的零件使用同一種標識，不同材質的零件采用不同的標識；

然后三維模型進行切片分層處理；

在粉末缸和漏斗式缸體中各自預存一種所需的粉末；

控制系統根據切片的輪廓信息，通過伺服運動系統控制送粉刷機構給成型缸提供粉末，激光熔化燒結粉末，這樣完成一層加工；

控制成型缸下降一個層厚，重復鋪粉的步驟，層與層堆積，一次直接完成復合材料的3D打印制造。

相對于現有技術，本發明具有如下優點和有益效果：

（1）、本發明采用復合材料3D打印制造方法，可以制造具有任意復雜內部結構的零件。

（2）、可操作性強，生產效率高。計算機識別零件所需的材料，控制系統根據切片的輪廓信息，通過伺服運動系統控制送粉刷機構給成型缸供粉，可實現復合材料零件的3D打印制造。

（3）、材料適用范圍廣。成型零件材料可以為高溫合金材料，如鎳基合金、不銹鋼，或者鈦合金等具有高熔點的材料，也可以是對激光反射率很高，且熔化潛熱很高，不易氧化的材料，如金銀銅鋁，還有一些易氧化的金屬或者合金，難熔的金屬或者合金材料、純度要求極高的半導體等材料，而且不限于金屬材料，非金屬材料也應包含在此方法內，因而適用范圍廣。

（4）、本發明可充分利用金屬材料和非金屬材料的優異性能，實現零件結構輕量化以及結構屬性與功能屬性的結合。

（5）、送粉刷機構發熱出粉口2的兩側各對稱設置有一塊由電機4驅動、且能上下運動的彈性刮板3。彈性刮板3可根據零件的成型質量，通過電機4調整其下端與成型缸成型平面5的距離，從而提供合適的鋪粉厚度。