[發明專利]一種用于錫成型的快速成型裝置及成型方法

有效

• 申請號: 201410291562.6
• 申請日: 2014-06-26
• 公開（公告）號: CN104139186A
• 公開（公告）日: 2014-11-12
• 發明（設計）人: 劉慶萍;任露泉;王京春;趙徹;吳悅;劉陶然
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B22F3/20
• 分類號: B22F3/20
• 代理公司: 深圳市君勝知識產權代理事務所 44268
• 代理人: 王永文;楊宏

技術領域

本發明屬于快速成型領域，尤其涉及一種用于錫成型的快速成型裝置及成型方法。

背景技術

錫快速成形技術（Rapid?Prototyping，簡稱RP）是由CAD模型直接驅動的快速制造任意復雜形狀三維物理實體的技術總稱。首先設計出所需零件的計算機三維模型（數字模型、CAD模型），然后根據工藝要求，按照一定的規律將該模型離散為一系列有序的單元，通常在Z向將其按一定厚度進行離散（通常稱為分層），把原來的三維CAD模型變成一系列的層片；再根據每個層片的輪廓信息，輸入加工參數，自動生成數控代碼；最后由成形機成形一系列層片，這些層片在不斷在Z方向累積，得到一個三維空間物理實體。

錫材料的快速成型，主要有兩種方法，一種叫做SLS選擇性激光燒結，該法采用激光器作能源，使用的造型材料為各種金屬粉未材料。在工作臺上均勻鋪上一層很薄的(100μ-200μ)?粉未，激光束在計算機控制下按照零件分層輪廓有選擇性地進行燒結，一層完成后再進行下一層燒結。全部燒結完后去掉多余的粉未，再進行打磨、烘干等處理便獲得零件。另外一種叫做多層激光熔覆（DED：Direct?Metal?Deposition），相當于多層激光熔覆，利用激光或其它能源在材料從噴嘴輸出時同步熔化材料，凝固后形成實體層，逐層疊加最終形成三維實體零件。DED的成型精度較低，但是成型空間不受限制，因而常用于制作大型金屬零件的毛坯。以上兩種快速成型方法都需要激光或其他熱源將金屬熔化，加工過程復雜，設備造價昂貴。

因此，現有技術還有待于更進一步的改進和發展。

發明內容

鑒于上述現有技術的不足，本發明的目的在于提供一種用于錫成型的快速成型裝置及成型方法。

本發明的技術方案如下：

一種用于錫成型的快速成型裝置，其包括三維數控平臺，三維數控平臺上設置有承載平臺，其中，所述承載平臺上方設置有成型材料擠出倉與支撐材料擠出倉，成型材料擠出倉與支撐材料擠出倉上均設置有擠出機構，擠出機構包括出料管路，出料管路與擠出管路相連接，出料管路與擠出管路之間設置有能轉動的螺桿，螺桿與一伺服電機相連接。

所述的快速成型裝置，其中，成型材料擠出倉與支撐材料擠出倉相同，成型材料擠出倉包括一物料倉，物料倉下方設置有錐形倉，錐形倉與出料管路相連接。

所述的快速成型裝置，其中，出料管路直徑大于擠出管路直徑，出料管路直徑為0.35?mm-0.65mm，擠出管路直徑為0.07?mm?-0.12mm。

所述的快速成型裝置，其中，螺桿每個脈沖的轉動角度為0.0031°,?伺服電機的脈沖頻率為180Hz-220Hz。?

一種使用所述快速成型裝置的成型方法，其包括以下步驟：

A、將常溫下具有定型的β錫制成厚度不大于12mm的錫板，將錫板置于零下17C°至零下21C°的環境中，冷凍3小時以上后，將β錫轉變成α錫，將α錫的灰錫放入320目篩網過目，過目過程在零下9C°以下進行，過目后得到的320目以上α錫的錫粉末，粉末中值粒徑0.0011mm，粒徑復合正態分布；

B、將α錫的錫粉末運用逐點累積方法將粉末形成三維結構，在溫度為87-93°的條件下，靜置85分鐘以上，通過三維數控平臺完成粉末到定型的相變，形成三維實體，完成成型過程。

本發明提供的一種用于錫成型的快速成型裝置及成型方法，實現了非加熱工藝的錫快速成型，目前的錫快速成型技術都需要激光等熱加工，本發明不需要熱加工；快速成型所需環境溫度在零下21°到零上93度之間，比較容易滿足，成型速度較快，是目前激光選擇性燒結成型技術的5倍，本發明成型裝置結構簡單，造價僅是選擇性激光燒結系統的大約10%。

附圖說明

圖1為本發明中快速成型裝置的結構示意圖；

圖2為本發明中快速成型裝置俯視結構示意圖；

圖3為本發明中擠出機構的結構示意圖；

圖4為本發明中成型材料擠出倉的結構示意圖；

圖5為本發明中成型材料的切面結構示意圖；

圖6為本發明中成型材料的結構示意圖；

圖7為本發明中成型材料擠出點的排列結構示意圖。

具體實施方式

本發明提供了一種用于錫成型的快速成型裝置及成型方法，為使本發明的目的、技術方案及效果更加清楚、明確，以下對本發明進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。