[實(shí)用新型]電子束熔融及激光銑削復(fù)合3D打印設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420866439.8
• 申請日: 2014-12-30
• 公開（公告）號: CN204524257U
• 公開（公告）日: 2015-08-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 歐陽渺安;徐毅;李軍旗;聶炎
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市圓夢精密技術(shù)研究院
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;B23K26/38;B33Y30/00
• 代理公司: 深圳中一專利商標(biāo)事務(wù)所 44237
• 代理人: 張全文

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及3D打印設(shè)備的技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及電子束熔融及激光銑削復(fù)合3D打印設(shè)備。

背景技術(shù)

金屬熔融3D打印技術(shù)(Selective?Laser?Melting，SLM)是利用高亮度激光直接熔化金屬粉末材料，無需粘結(jié)劑，由3D模型直接成型出與鑄件性能相當(dāng)?shù)娜我鈴?fù)雜結(jié)構(gòu)零件。

金屬熔融3D打印技術(shù)雖然可以成型出達(dá)到鑄造強(qiáng)度級別的零件，但是成型出的零件的形狀誤差大、表面光潔度不高，這樣，成型后的零件則需要采用傳統(tǒng)的機(jī)械加工方式對此進(jìn)行二次加工，才能得到航空制造工業(yè)所要求的形狀及表面精度。而航空航天行業(yè)大部分零件，如發(fā)動機(jī)噴嘴、葉片、蜂窩結(jié)構(gòu)的燃燒室等，一般是復(fù)雜薄壁或點(diǎn)陣夾芯結(jié)構(gòu)，或是尺寸較大的形狀，或是自由曲面等形狀，當(dāng)采用金屬熔融3D打印技術(shù)加工出來的零件，再放入機(jī)床進(jìn)行二次加工時(shí)，則存在以下問題：

1)、裝夾困難，或裝夾后，由于坐標(biāo)變換無法精確定位零件參考點(diǎn)，導(dǎo)致加工誤差大；

2)、對于薄壁結(jié)構(gòu)的零件，加工時(shí)，由于無支撐零件的面，導(dǎo)致零件應(yīng)力變形；

3)、部分零件由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，刀具無法伸入其內(nèi)部，導(dǎo)致難以加工。

由于上述問題的存在，導(dǎo)致目前金屬熔融3D打印技術(shù)雖然已經(jīng)應(yīng)用到飛機(jī)零件的生產(chǎn)制造中，但應(yīng)用面較窄，僅應(yīng)用于一些對精度、強(qiáng)度要求不高的零件，或者形狀較簡單及容易二次機(jī)械加工的零件的加工上，距離廣泛應(yīng)用還存?在較大差距。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型的目的在于提供電子束熔融及激光銑削復(fù)合3D打印設(shè)備，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中，采用金屬熔融3D打印技術(shù)加工的零件在機(jī)床進(jìn)行二次加工，存在裝夾困難、加工誤差大、零件易變性及難以加工的問題。

本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，電子束熔融及激光銑削復(fù)合3D打印設(shè)備，包括基座，所述基座上設(shè)有沿豎向移動的加工平臺；所述基座上設(shè)有用于將金屬粉鋪設(shè)在所述加工平臺形成金屬粉層的鋪粉結(jié)構(gòu)；所述加工平臺的上方分別設(shè)有電子束發(fā)射結(jié)構(gòu)以及可在立體空間移動的激光銑削頭；所述電子束發(fā)射結(jié)構(gòu)發(fā)射電子束對位于所述加工平臺上的金屬粉層進(jìn)行熔融加工以形成單層或多層近似形體；所述激光銑削頭發(fā)射激光束對形成在所述加工平臺上的單層或多層近似形體進(jìn)行銑削加工。

進(jìn)一步地，所述基座上設(shè)有兩個(gè)相間隔并排布置的導(dǎo)軌，所述加工平臺位于兩所述導(dǎo)軌之間；所述鋪粉結(jié)構(gòu)包括刮刀以及儲粉箱，所述刮刀的兩端分別活動連接于兩所述導(dǎo)軌，所述刮刀的下端與所述加工平臺之間具有間隙；所述儲粉箱具有上端開口且用于裝置金屬粉的儲粉腔，所述基座中設(shè)有與所述儲粉腔的上端開口對齊的通孔；所述儲粉箱的儲粉腔中設(shè)有豎向移動且用于將金屬粉運(yùn)送至所述基座上的運(yùn)粉臺，所述運(yùn)粉臺分別與所述儲粉腔的上端開口及通孔對齊布置。

進(jìn)一步地，所述基座上設(shè)有兩個(gè)相間隔并排布置的導(dǎo)軌，所述加工平臺位于兩所述導(dǎo)軌之間；所述鋪粉結(jié)構(gòu)包括刮刀以及位于所述刮刀上方的漏粉箱，所述刮刀的兩端分別活動連接于兩所述導(dǎo)軌，所述刮刀的下端與所述加工平臺之間具有間隙；所述漏粉箱中設(shè)有用于裝置金屬粉的儲粉腔，所述漏粉箱的下端設(shè)有漏粉孔，所述刮刀的上端設(shè)有用于收集經(jīng)由所述漏粉孔落下的金屬粉的集粉槽。

進(jìn)一步地，所述鋪粉結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)所述刮刀及兩個(gè)所述漏粉箱，兩個(gè)所述刮刀分別設(shè)置在所述加工平臺的前端及后端，兩個(gè)所述漏粉箱分別位于兩個(gè)所述刮刀的上方。

進(jìn)一步地，所述加工平臺的兩側(cè)分別設(shè)有用于檢測鋪設(shè)在所述加工平臺上的金屬粉層厚度的傳感器。

進(jìn)一步地，所述電子束發(fā)射結(jié)構(gòu)包括發(fā)射電子束的電子束發(fā)生器以及通電產(chǎn)生磁場的線圈，所述電子束發(fā)生器發(fā)射的電子束穿過所述線圈產(chǎn)生的磁場。

進(jìn)一步地，兩個(gè)所述導(dǎo)軌上活動連接有門架，所述門架包括兩個(gè)相間隔布置的連接臂以及橫梁，兩個(gè)所述連接臂的下端分別活動連接在兩個(gè)所述導(dǎo)軌上，所述橫梁的兩端分別連接在兩個(gè)所述連接臂的上端；所述橫梁上活動連接有沿著橫梁移動的移動端子，所述移動端子上活動連接有相對于所述移動端子上下移動的連接板，所述激光銑削頭連接于所述連接板上。

進(jìn)一步地，所述激光銑削頭內(nèi)設(shè)有供冷卻水流通的冷卻管路。

進(jìn)一步地，所述電子束熔融及激光銑削復(fù)合3D打印設(shè)備還包括回收箱，所述回收箱中具有用于容置并回收所述基座上金屬粉的回收腔，所述回收箱位于所述基座的下方，所述基座中設(shè)有連通所述回收腔的回收口。

進(jìn)一步地，所述電子束熔融及激光銑削復(fù)合3D打印設(shè)備裝置在加工室的加工空間內(nèi)，所述加工室的加工空間呈真空狀或充有惰性氣體。