[實(shí)用新型]一種多腔體激光3D打印設(shè)備

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201420281793.4
• 申請(qǐng)日: 2014-05-29
• 公開（公告）號(hào): CN203843169U
• 公開（公告）日: 2014-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉原綱;彭孜;崔宏斌;肖珂
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京中科博益科技有限公司
• 主分類號(hào): B22F3/105
• 分類號(hào): B22F3/105
• 代理公司: 湖南兆弘專利事務(wù)所 43008
• 代理人: 趙洪;周長(zhǎng)清

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型主要涉及到3D打印技術(shù)領(lǐng)域，特指一種采用多腔體設(shè)計(jì)的激光3D打印設(shè)備。

背景技術(shù)

3D打印技術(shù)是一種新興的快速成型技術(shù)，其核心是將所需要成型工件的復(fù)雜3D形體通過切片處理轉(zhuǎn)為簡(jiǎn)單的2D截面的組合，因此不必要采用傳統(tǒng)的加工機(jī)床和工模具。它是依據(jù)工件的三維計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)模型，在計(jì)算機(jī)控制的快速成型機(jī)上，沿著高度方向逐層沉積材料，成型工件的一系列2D截面薄片層，并通過激光燒結(jié)使片層與片層之間相互粘結(jié)，最終堆積成三維工件。

選擇性激光燒結(jié)是3D打印技術(shù)中主流的一種，它是采用激光有選擇地分層燒結(jié)固體粉末，并使燒結(jié)成型的固化層層層疊加，生成所需形狀的零件。整個(gè)工藝過程包括CAD模型的建立及數(shù)據(jù)處理、鋪粉、燒結(jié)以及后處理等。整個(gè)工藝裝置由粉末腔和成型腔組成，工作時(shí)粉末腔送粉活塞上升，由鋪粉輥將粉末在成型腔工作活塞上均勻鋪上一層，計(jì)算機(jī)根據(jù)原型的切片模型控制激光束的二維掃描軌跡，有選擇地?zé)Y(jié)固體粉末材料以形成零件的一個(gè)層面。粉末完成一層后，工作活塞下降一個(gè)層厚，鋪粉系統(tǒng)鋪上新粉，控制激光束再掃描燒結(jié)新層。如此循環(huán)往復(fù)，層層疊加，直到三維零件成型。最后，將未燒結(jié)的粉末回收到粉末缸中，并取出成型件。對(duì)于金屬粉末激光燒結(jié)，在燒結(jié)之前，整個(gè)工作臺(tái)被加熱至一定溫度，可減少成型中的熱變形，并利于層與層之間的結(jié)合。

但由于3D激光打印機(jī)器打印前放入打印材料的腔體必要加熱到一定溫度才能開始，打印成型后的物體必須要等成型腔自然冷卻后才能取出，而現(xiàn)有的3D打印設(shè)備都是單一腔體，這樣預(yù)加熱時(shí)間加上自然冷卻的時(shí)間就需要5～8小時(shí)左右，從而導(dǎo)致了打印效率低下，浪費(fèi)了大量不必要的時(shí)間，而且其反復(fù)加熱的方式也導(dǎo)致了資源的浪費(fèi)。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題就在于：針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)問題，本實(shí)用新型提供一種結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊、可簡(jiǎn)化操作、大大提高打印效率的多腔體激光3D打印設(shè)備。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型采用以下技術(shù)方案：

一種多腔體激光3D打印設(shè)備，包括激光器組件、三個(gè)以上的腔體組件、腔體切換組件及控制組件，三個(gè)以上的腔體組件安裝于轉(zhuǎn)動(dòng)工作平臺(tái)上，所述轉(zhuǎn)動(dòng)工作平臺(tái)上沿著圓周方向劃設(shè)有預(yù)熱工位、打印工位和冷卻工位，三個(gè)以上的腔體組件在腔體切換組件的驅(qū)動(dòng)下依次到達(dá)預(yù)熱工位、打印工位和冷卻工位，所述激光器組件安裝于打印工位處。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)：每個(gè)所述腔體組件均包括腔體及安裝于腔體內(nèi)部的溫度傳感器、送料機(jī)構(gòu)和加熱機(jī)構(gòu)，所述溫度傳感器用來監(jiān)測(cè)腔體內(nèi)的實(shí)時(shí)溫度，所述送料機(jī)構(gòu)用來完成打印材料的送入和保證打印過程中材料的持續(xù)供應(yīng)，所述加熱機(jī)構(gòu)用來對(duì)腔體內(nèi)部的溫度進(jìn)行升溫。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)：所述轉(zhuǎn)動(dòng)工作平臺(tái)為一圓形轉(zhuǎn)盤狀，所述預(yù)熱工位、打印工位和冷卻工位相對(duì)于轉(zhuǎn)動(dòng)工作平臺(tái)的旋轉(zhuǎn)中心圓周均勻分布。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)：所述激光器組件與一升降機(jī)構(gòu)相連，通過升降機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)激光器組件靠近或遠(yuǎn)離腔體組件。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)：所述腔體組件的頂部設(shè)有開合門，用以與激光器組件配合在腔體組件內(nèi)部完成工件的打印成型。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)：所述腔體切換組件包括驅(qū)動(dòng)部件和傳動(dòng)部件，所述驅(qū)動(dòng)部件的輸出端通過傳動(dòng)部件與轉(zhuǎn)動(dòng)工作平臺(tái)相連，驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)工作平臺(tái)轉(zhuǎn)動(dòng)。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)：所述傳動(dòng)部件包括相互嚙合的主動(dòng)齒輪和從動(dòng)齒輪，所述主動(dòng)齒輪與驅(qū)動(dòng)部件的輸出端相連，所述從動(dòng)齒輪與轉(zhuǎn)動(dòng)工作平臺(tái)的旋轉(zhuǎn)軸相連。

作為本實(shí)用新型的進(jìn)一步改進(jìn)：還包括一與控制組件相連的光電開關(guān)，用來檢測(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)工作平臺(tái)的位置并進(jìn)行原點(diǎn)定位。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于：本實(shí)用新型的多腔體激光3D打印設(shè)備，將多個(gè)腔體布置于一轉(zhuǎn)動(dòng)工作平臺(tái)上，利用轉(zhuǎn)動(dòng)工作平臺(tái)按功能分設(shè)的預(yù)熱工位、打印工位、自然冷卻工位。通過轉(zhuǎn)盤工作臺(tái)更換腔體，把已預(yù)熱好耗材的腔體組件送至打印工位進(jìn)行打印，于此同時(shí)開始加熱下一腔體組件；當(dāng)打印工位的腔體組件打印成型完成，由轉(zhuǎn)盤工作臺(tái)移至自然冷卻工位進(jìn)行冷卻，同時(shí)已預(yù)熱腔體組件已經(jīng)送至打印工位進(jìn)行新工件的打印，待第一次打印工件的腔體組件自然冷卻完成后，拿出打印工件并重新裝料。如此循環(huán)工作，節(jié)約了工作時(shí)間，提高了工作效率。

附圖說明

圖1是本實(shí)用新型組成的框架原理示意圖。

圖2是本實(shí)用新型在具體應(yīng)用實(shí)例中的結(jié)構(gòu)原理示意圖。

圖3是本實(shí)用新型在具體應(yīng)用實(shí)例中腔體組件的組成框架原理示意圖。