[發明專利]一種大型3D激光打印設備和打印方法

有效

• 申請號: 201611106316.4
• 申請日: 2016-12-05
• 公開（公告）號: CN106623922B
• 公開（公告）日: 2018-09-25
• 發明（設計）人: 陳亞軍;王瑞延;勇航
• 申請（專利權）人: 上海普睿瑪智能科技有限公司
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;B33Y10/00;B33Y30/00
• 代理公司: 上海灣谷知識產權代理事務所(普通合伙) 31289
• 代理人: 張恒

1.一種大型3D激光打印設備，包括開放結構的機床、氣氛箱體、激光打印頭、送粉機、機床數控系統、打印質量監控系統和激光發生器，其特征在于，

所述機床包括底座和懸臂梁，其中，所述底座的一個側面一體化地固定連接一個懸臂梁支撐座；該底座上設有X軸滑動機構，所述X軸滑動機構上安裝一工作平臺，該工作平臺的中部設有Z軸滑動機構，該Z軸滑動機構上設有鋪粉底板；所述懸臂梁包括一體化結構且呈倒L形的立柱和橫梁，并且立柱的下端固定安裝在所述懸臂梁支撐座上，所述橫梁上設有Y軸滑動機構；

所述氣氛箱體安裝在所述工作平臺的中部，該氣氛箱體將所述鋪粉底板封閉在內；

所述激光打印頭安裝在所述Y軸滑動機構上并向下伸進所述氣氛箱體內；

所述機床數控系統安裝在懸臂梁支撐座上或立柱上；

所述送粉機、打印質量監控系統和激光發生器均安裝在所述底座的一旁并與所述懸臂梁支撐座位于同一側；所述激光發生器通過光釬與激光打印頭光路連接；所述打印質量監控系統分別與送粉機、機床數控系統和激光發生器通信連接。

2.根據權利要求1所述的大型3D激光打印設備，其特征在于，所述底座與懸臂梁支撐座可以采用鑄造或焊接形成一體化結構，也可以采用整體大理石結構。

3.根據權利要求1所述的大型3D激光打印設備，其特征在于，所述橫梁與立柱的連接處設有加強筋板。

4.根據權利要求1所述的大型3D激光打印設備，其特征在于，所述氣氛箱體的四周均開有手套孔。

5.一種大型3D激光打印方法，執行于權利要求1所述的大型3D激光打印設備，其特征在于，所述打印方法包括以下步驟：

S001，在激光打印頭上或者是光纖光路中安裝光敏傳感器和光電傳感器，將光敏傳感器搜集到的激光打印工件時的反射光通過光電傳感器轉換為電信號，并將這些電信號存儲在工控機的數據庫里；

S002，根據不同的打印材料、激光功率、激光焦點進行反復打印試驗，在數據庫中設定不同的打印材料的打印質量合格品的激光打印參數的范圍；

S0031，根據不同的打印材料，選用各種打印材料的正常激光參數，進行打印試驗，然后在數據庫里確定與各種打印材料對應的特性光電曲線；

S0032，選取各種打印材料的正常激光打印參數，再逐個改變激光打印參數進行打印試驗，然后在數據庫里確定打印質量合格品的激光打印參數的范圍；

S0033，選取各種打印材料的正常激光打印參數，改變送粉量進行打印試驗，然后在數據庫里確定打印質量合格品的送粉量參數的范圍；

S004，根據S0031確定的特性光電曲線、S0032確定的激光打印參數的范圍和S0033確定的送粉量參數的范圍擬合最優光電曲線；

S005，在數據庫里確定不同的打印材料的打印質量合格品的光電曲線范圍，這些光電曲線分布在最優光電曲線的兩側；

S006，開始打印工作，根據激光打印參數和打印效果生成實時光電曲線；

S007，將實時光電曲線與最優光電曲線進行比較；

S008，判斷實時光電曲線如果在最優光電曲線之內，即認為產品打印合格，進入S0010；判斷實時光電曲線如果在最優光電曲線之外，即認為產品打印不合格，打印質量監控系統報警，即進入S009；

S009，先人工干預或機床數控系統自動調整機床的運動參數，再重新回到S006開始打印；

S0010，繼續打印，完成產品。

6.根據權利要求5所述的大型3D激光打印方法，其特征在于，進行S0032時，所述激光打印參數包括激光離焦量、激光功率、氬氣氣壓、速度和氣氛箱體內的含氧量。

7.根據權利要求5所述的大型3D激光打印方法，其特征在于，進行S009時，所述機床數控系統也可以連續調整機床的運動參數并打印，若打印產品還是不合格，即一定要人工干預，并在檢查設備后再重新回到S006開始打印。