[發明專利]一種浮底法激光燒結快速成型裝置及方法

在審

• 申請號: 201611240401.X
• 申請日: 2016-12-28
• 公開（公告）號: CN108248022A
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發明（設計）人: 宗學文;徐文博
• 申請（專利權）人: 西安科技大學
• 主分類號: B29C64/153
• 分類號: B29C64/153;B29C64/205;B29C64/307;B29C64/268;B33Y30/00
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本發明公開了一種浮底法激光燒結快速成型裝置及方法，該裝置主要包括升降系統、托板、壓粉板、CO2激光發射器、成型缸、粉末加熱系統，成型缸其三個側面為粉末加熱系統，一個側面為壓粉板，計算機控制粉末加熱系統對成型缸中的粉末進行加熱處理；托板位于成型缸頂部，選用云母板，由升降系統驅動升降；成型缸底部為透明石英玻璃板，CO2激光發射器由成型缸底部向上照射，所發出激光透過石英玻璃板對托板下表面與石英玻璃上表面之間的粉末進行選擇性燒結，燒結完一層之后CO2激光發射器關閉，托板向上移動一個層厚的距離，計算機控制壓粉板再次向內壓緊實粉末，將粉末燒結部分與石英玻璃板之間的空隙填滿，重復這一步驟依次完成所有層的激光燒結，直至成型件制作完成。本發明免去輥子鋪粉過程，避免鋪粉輥子上吸附粉末，每層粉末在激光燒結之前得到壓緊，生產出的零件無缺陷，制作時間大幅度減少。

技術領域

本發明屬于快速成型制造設備技術領域，具體涉及一種浮底法激光燒結快速成型裝置及方法。

背景技術

快速成型制造技術(又稱快速原型制造技術)，被稱為3D打印。該技術根據物體的三維模型數據，通過成型設備以逐層疊加的方法制作實體，并且該技術可以克服目前傳統機械加工無法實現的特殊復雜結構障礙并對任意復雜結構部件實現簡單化生產?，F有3D打印技術主要分為：熔融沉積成型(FDM)、選擇性激光燒結(SLS)、立體光固化成型(SLA)、數字光處理(DLP)。

選擇性激光燒結(SLS)技術是快速成型技術領域中比較重要的一種成型工藝，其基本原理采用的是分層制造原理，以熱塑性粉末材料為原料通過激光掃描照射，將建立好的三維模型轉化為實體?，F有技術中，傳統的SLS快速成型裝置大多采用雙缸甚至多缸升降式快速成型裝置，當熱源接收到模型信息對粉末材料選區燒結完成之后，成型缸下降一個層厚，供粉缸上升略多一個層厚，再由鋪粉輥子將供粉缸內的粉末推送到成型缸內，鋪粉輥子完成一次鋪粉需要一個來回，多余的粉料被推送回兩側的回收缸內；等到一個層厚的粉末加工完畢后，再將成型缸下降一個層厚，同時使供粉缸上升一個層厚，直至零件加工完成。

目前，采用現有技術裝置有如下三個問題：1、粉末鋪平后由于鋪粉輥子的靜電吸附作用，使得鋪粉輥子上會吸附有粉末，導致鋪平粉末的平整度較差；2、粉末鋪平后沒有緊實，造成所生產出的零件有缺陷；3、由于鋪粉輥子的來回運動，使得加工時間較多，效率較低。

發明內容

本發明的目的在于對現有技術存在的問題加以解決，提供了一種結構簡單，免去輥子鋪粉過程以及壓緊每層粉末的浮底法激光燒結快速成型裝置及方法。

為了達到上述目的而采取的技術解決方案如下所述：

一種浮底法激光燒結快速成型裝置，主要包括成型缸、托板、壓粉板、升降系統、CO2激光發射器和粉末加熱系統，所述的成型缸其三個側面為粉末加熱系統，一個側面為壓粉板，托板位于成型缸頂部，由升降系統驅動升降，成型缸底部為透明石英玻璃板，CO2激光發射器由底部向上照射。

上述浮底法激光燒結快速成型裝置中，所述成型缸，三個側面為粉末加熱系統，另一側為壓粉板，成型缸底部為石英玻璃板，由于CO2激光發射器所發出的激光為紫外線激光，石英玻璃為最好的紫外線激光透光材料，因此石英玻璃板不會影響激光燒結過程。

上述浮底法激光燒結快速成型裝置中，所述托板選用云母板，可絕緣耐高溫，其下表面粘接激光燒結的粉末，由升降系統來驅動其升降。

上述浮底法激光燒結快速成型裝置中，所述粉末加熱系統包括電阻加熱器和熱電偶。

上述浮底法激光燒結快速成型裝置中，所述壓粉板位于成型缸側面，由計算機控制將成型缸中的粉末向內壓緊實。

上述浮底法激光燒結快速成型裝置中，所述升降系統由電機、絲桿組成，電機由計算機控制，由電機、絲桿的轉動驅動托板升降。