[發(fā)明專利]一種雙激光四工位轉(zhuǎn)盤式激光選區(qū)熔化成型裝置與方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611199895.1
• 申請日: 2016-12-22
• 公開（公告）號: CN106513680B
• 公開（公告）日: 2018-04-13
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 楊永強;肖澤鋒;林康杰
• 申請（專利權(quán)）人: 華南理工大學(xué)
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;B33Y30/00
• 代理公司: 廣州市華學(xué)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司44245
• 代理人: 蔡克永

1.一種雙激光四工位轉(zhuǎn)盤式激光選區(qū)熔化成型裝置，包括密封成型室(17)，置于密封成型室(17)內(nèi)的粉料缸(10)、激光熔化成型裝置、直線鋪粉導(dǎo)軌(5)及可沿直線鋪粉導(dǎo)軌(5)往復(fù)運動的鋪粉機構(gòu)(9)；

其特征在于：還包括一個由驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動其旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)式成型平臺；

該旋轉(zhuǎn)式成型平臺包括一個圓形平面(3)，圓形平面(3)內(nèi)嵌合有四個結(jié)構(gòu)相同、且對稱分布在其周緣的成型缸；這四個成型缸的上邊緣與圓形平面(3)的上表面在同一水平面；

所述直線鋪粉導(dǎo)軌(5)位于圓形平面(3)的正上方，其兩端分別跨過圓形平面(3)固定在成型基臺(22)上，進而將直線鋪粉導(dǎo)軌(5)支撐在以圓形平面(3)的中心點的正上方；

這四個成型缸分為第一成型缸(1)、第二成型缸(2)、第三成型缸(6)、第四成型缸(7)；其中第一成型缸(1)和與其相對的第三成型缸(6)分為第一組成型缸，第二成型缸(2)和第四成型缸(7)分為第二組成型缸；

所述激光熔化成型裝置(20、21)分為兩個并獨立工作，分別相向設(shè)置在直線鋪粉導(dǎo)軌(5)的兩側(cè)；

圓形平面(3)上被鋪粉機構(gòu)(9)運動軌跡覆蓋的區(qū)域為鋪粉區(qū)域，位于直線鋪粉導(dǎo)軌(5)兩側(cè)的激光熔化成型裝置工位下方的區(qū)域為成型區(qū)域；即兩個成型區(qū)域之間的連線與鋪粉區(qū)域直線鋪粉導(dǎo)軌(5)的軸線彼此垂直；

當(dāng)旋轉(zhuǎn)式成型平臺轉(zhuǎn)動90°時，第一組成型缸的位置與第二組成型缸的位置交替，進而在對其中一組成型缸在鋪粉區(qū)域進行鋪粉作業(yè)時，另一組成型缸在激光熔化成型裝置的兩個工位下方進行激光熔化加工作業(yè)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述雙激光四工位轉(zhuǎn)盤式激光選區(qū)熔化成型裝置，其特征在于：第一組成型缸之間的連線與第二組成型缸之間的連線，彼此垂直。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述雙激光四工位轉(zhuǎn)盤式激光選區(qū)熔化成型裝置，其特征在于：當(dāng)?shù)谝唤M成型缸位于鋪粉區(qū)域時，以它們中心點之間連成的直線方向與直線鋪粉導(dǎo)軌(5)的長度方向相同；

當(dāng)?shù)诙M成型缸位于成型區(qū)域時，以它們中心點之間連成的直線方向與直線鋪粉導(dǎo)軌(5)的長度方向彼此垂直。

4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述雙激光四工位轉(zhuǎn)盤式激光選區(qū)熔化成型裝置，其特征在于：圓形平面(3)嵌入在成型基臺(22)內(nèi)，其表面與成型基臺的表面齊平，并可相對于成型基臺(22)轉(zhuǎn)動；所述驅(qū)動機構(gòu)驅(qū)動包括設(shè)置在圓形平面(3)下方的轉(zhuǎn)軸(14)，轉(zhuǎn)軸(14)的軸心與圓形平面(3)的圓心同軸；在轉(zhuǎn)軸(14)的下端安裝有步進電機(15)；步進電機(15)轉(zhuǎn)動時，通過轉(zhuǎn)軸(14)帶動圓形平面(3)轉(zhuǎn)動，當(dāng)圓形平面(3)轉(zhuǎn)動90°時，實現(xiàn)第一組成型缸的位置與第二組成型缸的位置交替，或者第二組成型缸與第一組成型缸的位置交替。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述雙激光四工位轉(zhuǎn)盤式激光選區(qū)熔化成型裝置，其特征在于：直線鋪粉導(dǎo)軌(5)的一端設(shè)有導(dǎo)軌步進電機(8)，用于驅(qū)動鋪粉機構(gòu)(9)在直線鋪粉導(dǎo)軌(5)上往復(fù)運動；

粉料缸(10)設(shè)置在直線鋪粉導(dǎo)軌(5)的初始端下方，粉料缸(10)的上邊緣高度與成型基臺(22)的上表面齊平；鋪粉機構(gòu)(9)在直線鋪粉導(dǎo)軌(5)上往復(fù)運動，將高于粉料缸(10)上邊緣的粉末平鋪在鋪粉區(qū)域。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述雙激光四工位轉(zhuǎn)盤式激光選區(qū)熔化成型裝置，其特征在于：在直線鋪粉導(dǎo)軌(5)的的末端下方設(shè)置有粉料回收缸(4)，用于回收鋪粉時多余的粉末。

7.根據(jù)權(quán)利要求5所述雙激光四工位轉(zhuǎn)盤式激光選區(qū)熔化成型裝置，其特征在于：第一組成型缸和第二組成型缸的下方均獨立設(shè)有成型缸升降機構(gòu)(11、12、18、19)；粉料缸(10)下方設(shè)置有粉料缸升降機構(gòu)(13)。

8.根據(jù)權(quán)利要求5所述雙激光四工位轉(zhuǎn)盤式激光選區(qū)熔化成型裝置，其特征在于：轉(zhuǎn)軸(14)與圓形平面(3)之間通過軸承(16)轉(zhuǎn)動連接。

9.權(quán)利要求1至8中任一項所述雙激光四工位轉(zhuǎn)盤式激光選區(qū)熔化成型裝置的運行方法，其特征在在于包括如下步驟：

步驟1：啟動激光熔化成型裝置(20、21)，做好粉末添加、成型基板裝載、抽真空和通保護氣準(zhǔn)備工作；

步驟2：位于鋪粉區(qū)域的一組成型缸，分別下降一個加工層厚的高度，粉料缸(10)內(nèi)的粉末在粉料缸升降機構(gòu)13的驅(qū)動下，上升一個鋪粉層所需的高度，導(dǎo)軌步進電機(8)驅(qū)動鋪粉機構(gòu)(9)將粉末從粉料缸平鋪到鋪粉區(qū)域，以對處于鋪粉區(qū)域的一組成型缸進行鋪粉；

步驟3：待處于鋪粉區(qū)域的一組成型缸完成鋪粉作業(yè)后，由步進電機(15)驅(qū)動轉(zhuǎn)軸(14)轉(zhuǎn)動，并帶動圓形平面(3)旋轉(zhuǎn)90°，即，將該組成型缸轉(zhuǎn)入激光熔化成型裝置(20、21)工位下方的成型區(qū)域，供其進行激光熔化加工作業(yè)；與此同時，成型區(qū)域完成激光熔化加工作業(yè)的一組成型缸旋轉(zhuǎn)至鋪粉區(qū)域，對其進行鋪粉作業(yè)，此時，鋪粉區(qū)域和成型區(qū)域連成的直線與直線鋪粉導(dǎo)軌(5)的軸線彼此垂直；

以此循環(huán)，直至所有工件完成激光熔化加工作業(yè)。