[實用新型]一種選擇性激光熔化成形鋪粉及制品孔隙率檢測裝置

有效

• 申請號: 201621091325.6
• 申請日: 2016-09-29
• 公開（公告）號: CN206200124U
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 白培康;趙占勇;王建宏;韓冰;李玉新;劉斌
• 申請（專利權）人: 中北大學
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;B33Y50/02
• 代理公司: 太原高欣科創專利代理事務所(普通合伙)14109
• 代理人: 趙宏偉

技術領域

本實用新型涉及一種選擇性激光熔化成形鋪粉及制品孔隙率檢測裝置，屬于選擇性激光熔化成形裝置技術領域。

背景技術

3D打印技術是基于三維CAD 模型數據，通過材料逐層疊加構造三維物體的技術。3D打印技術不需要傳統的刀具、夾具及多道加工工序，利用三維設計數據在一臺設備上可快速而精確地制造出任意復雜形狀的零件，從而實現“自由制造”，實現了復雜結構零件的快速成形，大大減少了加工工序，減少了加工周期，降低了開發成本和風險，被認為是第三次工業革命。

目前典型的3D打印技術主要有：選擇性激光燒結（SLS）、選擇性激光熔化（SLM）、光固化立體成形（SLA）、熔融沉積制造（FDM）等。SLM技術是3D打印技術領域最具發展潛力的技術之一。其基本原理是：在計算機上設計出零件的三維模型，然后對該三維模型進行切片分層，得到各截面的二維輪廓數據，將這些數據導入快速成形設備計算機中。激光束開始掃描前，鋪粉裝置首先把金屬粉末平鋪到成形缸的基板上，激光束再按當前層的填充輪廓線選區熔化成形基板上的金屬粉末。加工完當前層后，成形缸下降一個層厚的距離，粉料缸上升一定距離，鋪粉裝置在已加工好的當前層上鋪好金屬粉末，設備調入下一層輪廓的數據進行加工，如此層層加工，直到整個零件加工完畢。

SLM成形過程中，鋪粉及制品內部的孔隙率直接影響制品組織性能。目前SLM成形過程中無法檢測鋪粉及制品內部的孔隙率，只能是成形結束后，從成形腔中取出制品，利用X光檢測制品內部孔隙率。如果該制品內部空隙較多不合格，將重新調整成形工藝，重新進行激光熔化成形，不僅降低了成形效率，而且浪費了材料，在一定程度上影響了SLM技術的發展。

實用新型內容

為解決現有技術存在的技術問題，本實用新型提供了一種能夠實時監測SLM成形過程中鋪粉及制品內部孔隙率，提高成品率及制品的組織性能的選擇性激光熔化成形鋪粉及制品孔隙率檢測裝置。

為實現上述目的，本實用新型所采用的技術方案為一種選擇性激光熔化成形鋪粉及制品孔隙率檢測裝置，包括成形腔，所述成形腔頂部設置有熔化成形激光系統，所述成形腔內設置有用于采集鋪粉及制品孔隙率的電子顯微鏡，所述成形腔的頂部設置有報警器，所述電子顯微鏡和報警器均與主控系統相連接。

優選的，所述成形腔內部兩側設置有升降機構，所述升降機構的頂部設置有固定橫梁，兩個固定橫梁的一端設置有水平導軌，另一端設置有齒條，所述水平導軌和齒條上滑動安裝有運動橫梁，所述運動橫梁的兩端設置有方孔，水平導軌和齒條分別滑動安裝在方孔內，所述運動橫梁上設置有與齒條嚙合的齒輪，所述齒輪的軸上設置有驅動電機，所述運動橫梁的底部設置有多個電子顯微鏡。

優選的，所述運動橫梁的兩側設置有紅外測距傳感器，運動橫梁中部設置有補光燈，所述紅外測距傳感器和補光燈均與主控系統相連接。

優選的，所述電子顯微鏡的外部罩有透明保護罩。

優選的，所述透明保護罩為透明石英玻璃。

與現有技術相比，本實用新型具有以下技術效果：本實用新型采用電子顯微鏡實時檢測SLM成形過程中鋪粉及制品內部孔隙率，并將信息反饋給主控系統，通過圖像分析對比，確定孔隙率的大小，從而調整成形工藝，減小鋪粉及制品內部孔隙率，提高成品率及制品的組織性能。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖。

圖2為本實用新型中運動橫梁的結構示意圖。

圖3為實用新型中齒條的結構示意圖。

具體實施方式

為了使本實用新型所要解決的技術問題、技術方案及有益效果更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。

如圖1所示，選擇性激光熔化成形鋪粉及制品孔隙率檢測裝置，包括成形腔1，成形腔1頂部設置有熔化成形激光系統8，成形腔1內設置有用于采集鋪粉及制品孔隙率的電子顯微鏡15，成形腔1的頂部設置有報警器9，電子顯微鏡15和報警器9均與主控系統14相連接。