[發(fā)明專利]激光選區(qū)熔化裝置、組件及3D打印機

在審

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• 申請日: 2017-04-12
• 公開（公告）號: CN106863796A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發(fā)明（設計）人: 竇鶴鴻
• 申請（專利權）人: 竇鶴鴻
• 主分類號: B29C64/20
• 分類號: B29C64/20;B29C64/153;B22F3/105;B33Y30/00
• 代理公司: 北京超凡志成知識產(chǎn)權代理事務所(普通合伙)11371
• 代理人: 劉鋒

技術領域

本發(fā)明涉及激光選區(qū)熔化金屬3D打印技術領域，尤其是涉及一種激光選區(qū)熔化裝置、組件及3D打印機。

背景技術

增材制造3D打印技術是一種以數(shù)字模型文件(CAD)為基礎，運用粉末狀金屬、PVC、樹脂、纖維等材料，通過熔融沉積、激光燒結、激光熔化、激光固化、激光熔覆的方式通過專用軟件對CAD三維構型物體，進行切片降維，然后按片逐層打印物體的構造技術，是制造業(yè)中正在迅速發(fā)展的一項新興技術，在英國《經(jīng)濟學人》雜志《第三次工業(yè)革命》一文中被稱為第三次工業(yè)革命的重要標志之一。

激光選區(qū)熔化金屬3D打印技術是在計算機程序的控制下利用高能量密度激光束進行掃描，將預先鋪設好的金屬粉末層進行選擇性熔化并與基體冶金結合，然后不斷逐層鋪粉、掃描、熔化，最終完成三維金屬零部件的制造過程，是目前增材制造領域應用較多的一種金屬3D打印技術。該技術可制造復雜形狀的金屬零件，其成型件力學性能好、精度高，致密度達傳統(tǒng)冶金制成件99％以上，在醫(yī)療、航空航天、軍工、核電建設、產(chǎn)品研發(fā)等領域均有重要應用。

現(xiàn)有技術中的激光選區(qū)熔化3D打印機的激光光束通過激光振鏡反射到金屬粉末層對其進行選擇性熔化，通過調節(jié)激光振鏡的偏轉角度來調節(jié)激光光束照射金屬粉末層的位置，從而熔化不同位置處的金屬粉末層。但由于受激光振鏡偏轉角度的限制，使得激光光束照射到金屬粉末層的范圍較小，使該工藝技術裝備成型構件尺寸較小，嚴重制約該工藝技術及其裝備在世界范圍內的推廣與應用。

據(jù)已知的資料顯示，目前世界運用激光選區(qū)熔化工藝設備成型的最大尺寸構件體積為長500mm×寬500mm×高500mm。2016年我國科技部對增材制造領域的科技攻關項目共下?lián)苤醒胴斦?jīng)費4億元左右，其中對兩項激光選區(qū)熔化工藝裝備的科技攻關經(jīng)費投入3850.00萬元，其中一項就是攻關成形尺寸范圍≥500mm×500mm×500mm的技術裝備，該項目實施周期為5年。現(xiàn)在運用該技術設備成形尺寸范圍超過500mm×500mm×500mm體積的大尺寸構件，已經(jīng)成為世界各國搶占智能化高端制造技術制高點的重要競爭方向。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的在于提供一種激光選區(qū)熔化裝置、組件及3D打印機，以解決現(xiàn)有技術中存在的3D打印機能夠成型的構成件尺寸較小的技術問題。

本發(fā)明提供的一種激光選區(qū)熔化裝置，所述激光選區(qū)熔化裝置包括：固定部、活動部以及移動機構；所述活動部與所述固定部滑動連接；所述移動機構與所述活動部連接，用于驅動所述活動部相對所述固定部直線滑動；所述移動機構用于與3D打印機的控制系統(tǒng)電連接；所述活動部用于安裝3D打印機的激光耦合與激發(fā)機構；所述固定部用于與3D打印機的箱體固定連接。

進一步地，所述活動部包括移動件、安裝件以及轉動機構；所述安裝件與所述移動件轉動連接；所述轉動機構與所述安裝件連接，用于驅動所述安裝件相對所述移動件轉動；所述安裝件用于安裝3D打印機的激光耦合與激發(fā)機構；所述轉動機構用于與3D打印機的控制系統(tǒng)電連接；

所述移動件與所述固定部滑動連接；所述移動機構與所述移動件連接，用于驅動所述移動件相對所述固定部做直線滑動。

進一步地，所述移動機構用于驅動所述活動部相對所述固定部沿前后方向直線滑動；所述活動部上設置有豎向限位結構；所述豎向限位結構用于防止所述活動部上下移動。

進一步地，所述豎向限位結構包括豎向滑槽以及滑設在所述豎向滑槽內的豎向穩(wěn)定輪；所述豎向滑槽設置在所述固定部上；所述豎向穩(wěn)定輪豎直設置；所述豎向穩(wěn)定輪與所述活動部轉動連接；所述豎向穩(wěn)定輪的上端和下端分別與所述豎向滑槽的頂壁和底壁抵接。

進一步地，所述活動部上設置有橫向限位結構；所述橫向限位結構用于防止所述移動件左右移動。

進一步地，所述橫向限位結構包括橫向滑槽以及滑設在所述橫向滑槽內的橫向穩(wěn)定輪；所述橫向滑槽設置在所述固定部上；所述橫向穩(wěn)定輪水平設置；所述橫向穩(wěn)定輪與所述活動部轉動連接；所述橫向穩(wěn)定輪的左端和右端分別與所述橫向滑槽的左側壁和右側壁抵接。

進一步地，所述固定部包括平行間隔設置的左滑軌和右滑軌；所述移動件包括移動基座；所述移動基座的左端與所述左滑軌滑動連接，右端與所述右滑軌滑動連接。

進一步地，所述安裝件的轉動軸線與水平面垂直。

進一步地，本發(fā)明還提供一種激光選區(qū)熔化組件，所述激光選區(qū)熔化組件包括多個激光選區(qū)熔化設備；每個所述激光選區(qū)熔化設備均包括多個本發(fā)明所述的激光選區(qū)熔化裝置；