[發明專利]異質材料選區激光熔化的鋪粉及粉末回收裝置

有效

• 申請號: 201410220310.4
• 申請日: 2014-05-23
• 公開（公告）號: CN103978211A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 馬樹元;石學智;譚天漢
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及3D快速成型領域，尤其涉及一種異質材料選區激光熔化的鋪粉及粉末回收裝置。

背景技術

選區激光熔化技術(SLM)是由德國Frauhofer研究所于1885年最早提出，在金屬粉末選擇性激光燒結(SLS)基礎上發展起來的。2002年該研究所在選區激光熔化技術方面取得巨大成功，可一次性地直接制造出完全致密性的零件。

金屬零件激光快速成型技術以高功率或高亮度激光為熱源，逐層熔化金屬粉末或絲材，直接制造出任意復雜形狀的零件。以SLM為代表，粉末材料預先鋪展在沉積區域，其層厚一般為9～90μm，利用高功率或高亮度激光按照預先規劃的掃描路徑軌跡逐層熔化金屬粉末，直接成形出零件?；诜勰┐驳脑霾闹圃?SLM)，無需任何粘結劑，由3D模型直接成形出與鍛件性能相當的任意復雜結構零件，其零件表面光整即可使用。

工程應用中，很多零件不同部位力學性能要求不一，需要應用梯度功能材料，即一個零部件的不同部位使用不同材料，這用一般的方法是難以實現的；目前的SLM用同種材料也不足以勝任。解決方案之一就是多材料的快速成型制造。這種工藝打印出的產品，無需再組裝；能制造出其他方法不可能做出的新混合材料和新元件，更加適應新的設計規則。

發明內容

為了實現上述目的，本發明提供了一種異質材料選區激光熔化的鋪粉及粉末回收裝置，其能有效解決普通鋪粉方式下異質材料容易混合，分離回收困難的問題。

為了實現上述目的，本發明針對異質材料選區激光熔化的鋪粉及粉末回收裝置采用如下設計方案：

異質材料選區激光熔化的鋪粉及粉末回收裝置，該裝置包括：

一個鋪粉裝置，所述鋪粉裝置上沿水平方向設置有一對固定導軌，導軌上設有能夠沿導軌往復運動的刮板和多個鋪粉槽，所述的多個鋪粉槽，每個鋪粉槽底部設有開口，并聯有控制所述開口開合的電氣裝置；

多個鋪粉槽可移動至成型缸上方提供所需的粉末，所述成型缸內部設有支撐板，所述支撐板可在傳動部件傳動下沿豎直方向移動；

一個粉末回收裝置，所述的粉末回收裝置設置有一個吸附罩，所述的吸附罩上設有能實現水平和豎直兩個方向運動的連桿機構，吸附罩上端設有開口，通過此開口連接回收管，所述的回收管另一端設有分流管，回收管和分流管交匯處設有開合擋板，每個分流管連通一個回收箱，所述的回收箱放置于固定底座上，每個回收箱側壁設有開口，開口處設有隔離網并連接吸附管，所述吸附管另一端依次連接有電磁閥和真空泵。

為實現上述目的，本發明異質材料選區激光熔化的鋪粉及粉末回收裝置的使用方法采用如下技術方案：

1)將模型的制造分層信息輸入計算機中；

2)刮板和多個鋪粉槽沿導軌移動，根據需要打開某一鋪粉槽的開口進行鋪粉，將材料粉末平鋪在支撐板上；

3)激光按照零件的截面輪廓信息開始掃描，將材料粉末熔化，形成單層截面；

4)掃描結束后，將吸附罩移至成型缸的上方，同時開啟真空泵，擋板和電磁閥調節到相應的通道位置，將未熔化的粉末通過回收管和分流管吸附到相應的回收箱中，吸附完成后，吸附罩在連桿機構的作用下移離成型缸上方區域；

5)判斷單層截面是否已完成，若已完成，傳動部件驅動支撐板下降一個層厚的高度，否則執行上述步驟2)～4)直到單層截面加工完成；

6)判斷成型件是否已完成，若已完成，取出成型件，否則繼續重復進行上述步驟2)～5)直到成型件加工完成。

本發明與現有技術相比，有如下優點和有益效果：

1、本發明成型材料不再單一，可成型材料為任意組合的模型；對于不同結構由不同材料組成或同一結構由不同材料組成的模型均可實現。

2、本發明通過逐層吸附，未固化的粉末通過吸附管道清除并回收，基本無粉末泄露和浪費問題。

3、本發明中異質粉末分別熔化，成型精度得到了保證，且粉末之間沒有接觸不會出現混合問題。

附圖說明

圖1為異質材料選區激光熔化的鋪粉及粉末回收裝置示意圖

圖中：1、鋪粉槽，2、刮板，3、導軌，4、成型缸，5、支撐板，6、傳動部件，7、真空泵，8、電磁閥，9、固定底座，10、回收箱，11、吸附管，12、隔離網，13、連接口，14、分流管，15、開合檔板，16、回收管，17、連桿機構，18、吸附罩

圖2為異質材料選區激光熔化的工作流程示意圖

具體實施方式

下面結合具體實施例及附圖對本發明作進一步說明，但本發明的實施方式不限于此。