[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

本發明公開了一種高穩定性和上、下料方便的大型3D激光打印設備，包括機床、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。機床包括底座和懸臂梁，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，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；懸臂梁包括一體化結構且呈倒L形的立柱和橫梁，立柱的下端固定安裝在懸臂梁支撐座上，橫梁上設有Y軸滑動機構；氣氛箱體安裝在工作平臺的中部；激光打印頭安裝在Y軸滑動機構上；送粉機、打印質量監控系統和激光發生器均安裝在底座的一旁。本發明還公開了一種大型3D激光打印方法。

技術領域

本發明涉及一種大型3D激光打印設備和打印方法。

背景技術

金屬送粉3D打印技術是一種以數字模型為基礎，運用軟件來使模型切片、生成軌跡，通過使金屬粉末熔化，特別運用激光使金屬粉末熔融，通過逐層打印的方式來打印出工件。金屬送粉3D打印技術利用軟件將三維模型逐層切片，再將切片轉化為機床運動軌跡，機床帶動3D打印頭按照軌跡逐層打印。

對于大型工件，由于對參數的要求一致性高，打印機床工作時間長，因此對機床穩定性要求極高。由于機床工作時間長，不排除各種因素致使打印工件的質量不夠穩定，如機床結構不穩定，控制系統不穩定。另外，大型工件的上、下料也是一件非常不方便的工作，特別裝載有氣氛系統體。所以3D打印機床的穩定性和上、下料方便是很重要的考量因素。

另外，3D打印大型工件時，打印成本高，在打印工作中，由于各種原因致使工藝參數不穩定，打印時間長，很難被察覺，致使工件不合格，或者完全報廢。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的缺陷而提供一種大型3D激光打印設備和打印方法，它的穩定性高，適合長時間穩定工作，并且方便上下料。

實現上述目的的一種技術方案是：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，其中，

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。

上述的大型3D激光打印設備，其中，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。

上述的大型3D激光打印設備，其中，所述橫梁與立柱的連接處設有加強筋板。

上述的大型3D激光打印設備，其中，所述氣氛箱體的四周均開有手套孔。

實現上述目的的另一種技術方案是：一種大型3D激光打印方法，執行于上述的大型3D激光打印設備，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；