[發(fā)明專利]一種金屬3D打印設(shè)備

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710450862.8
• 申請(qǐng)日: 2017-06-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107486556A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-12-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李增輝;張建勛;張旺;李耀鵬;畢利君;陳曉彤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)青島研究院
• 主分類號(hào): B22F3/105
• 分類號(hào): B22F3/105;B33Y30/00
• 代理公司: 青島致嘉知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)37236
• 代理人: 單虎

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于3D打印技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種金屬3D打印設(shè)備。

背景技術(shù)

選擇性激光熔化(Selective Laser Melting, SLM)是激光快速成型制造領(lǐng)域中最具發(fā)展?jié)摿Φ募夹g(shù)之一。它基于分層疊加制造原理，通過(guò)激光束逐層熔化金屬粉末而成型復(fù)雜結(jié)構(gòu)金屬零件，在此方面與其它常規(guī)制造技術(shù)相比具有不可替代的優(yōu)勢(shì)，已經(jīng)成為研究熱點(diǎn)。

然而，SLM 設(shè)備在成型金屬零件過(guò)程中，因?yàn)榧す饪焖俪尚途植繜彷斎朐斐傻牟痪鶆驕囟葓?chǎng)而產(chǎn)生殘余應(yīng)力，進(jìn)而導(dǎo)致成型件翹曲、開(kāi)裂，所以消除殘余應(yīng)力對(duì)抑制零件在成型過(guò)程中裂紋的產(chǎn)生具有重要意義。近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn)對(duì)基板或粉末預(yù)熱能降低殘余應(yīng)力，進(jìn)而減少成型件翹曲、開(kāi)裂。由于基板大多通過(guò)連接形式固定于成型平臺(tái)上的，所以目前市場(chǎng)上的 SLM 設(shè)備大多通過(guò)對(duì)整個(gè)成型平臺(tái)采用加熱來(lái)達(dá)到對(duì)基板加熱的目的，由于只有加熱板上方的基板需要加熱，加熱板向其他方向散發(fā)的熱量不但對(duì)成型無(wú)益，而且因?yàn)榧訜釡囟容^高時(shí)間較長(zhǎng)，散發(fā)出的熱量會(huì)對(duì)成型平臺(tái)其他部件造成損傷導(dǎo)致部件失效，特別是成型平臺(tái)與成型缸壁接觸處的密封圈，熱量會(huì)嚴(yán)重影響其使用壽命甚至導(dǎo)致密封圈老化失效，造成金屬粉末的泄露及成型艙室保護(hù)氣體的泄露，影響設(shè)備正常運(yùn)行甚至造成危險(xiǎn)。因此這種方式在實(shí)際成型中仍具有較大的局限性。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提出一種可阻隔加熱板與成型平臺(tái)之間的熱量傳遞，并且有效帶走加熱板下方的熱量，從而防止該設(shè)備其他部件的損壞。其是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種金屬3D打印設(shè)備，包括成型缸以及可在成型缸內(nèi)上下移動(dòng)的成型平臺(tái)，所述成型平臺(tái)環(huán)設(shè)有密封圈，所述成型平臺(tái)上設(shè)有加熱板，所述加熱板上設(shè)有底板，所述底板上設(shè)有用于承載打印模型的基板，所述基板與底板可拆卸連接；所述成型平臺(tái)與加熱板之間設(shè)有一層隔熱板，所述成型平臺(tái)內(nèi)設(shè)有冷卻水路。

進(jìn)一步的，所述成型缸的缸壁內(nèi)也設(shè)有冷卻水路。

進(jìn)一步的，所述成型缸缸壁內(nèi)的冷卻水路為圓柱螺旋狀，該冷卻水路的進(jìn)水口在上，出水口在下。

進(jìn)一步的，所述成型缸內(nèi)的冷卻水路靠近成型缸內(nèi)壁設(shè)置。

進(jìn)一步的，所述隔熱板為納米微孔隔熱材料。

進(jìn)一步的，所述成型平臺(tái)的冷卻水路靠近成型平臺(tái)的頂壁設(shè)置。

進(jìn)一步的，所述成型平臺(tái)的冷卻水路為平面螺旋狀，平面螺旋狀水路的中心始端為進(jìn)水口該進(jìn)水口位于成型平臺(tái)的中心處，平面螺旋狀水路的末端為出水口。

進(jìn)一步的，所述密封圈為1-3圈。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所具有的優(yōu)點(diǎn)為：本發(fā)明提出一種金屬3D打印設(shè)備，該設(shè)備在加熱板下方增加隔熱板，盡可能阻斷加熱板工作過(guò)程中熱量的向下傳導(dǎo)，同時(shí)在成型平臺(tái)內(nèi)部設(shè)置冷卻水路，冷卻水路有效的帶走成型平臺(tái)的多余熱量，通過(guò)冷卻水路以及隔熱板對(duì)成型平臺(tái)進(jìn)行保護(hù)，從而保證密封圈以及成型平臺(tái)下方的組件不受損傷。

附圖說(shuō)明

圖1為本發(fā)明打印設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明打印設(shè)備成型平臺(tái)的橫切面圖。

圖3為本實(shí)用新型打印設(shè)備成型缸的縱切面圖。

如上各圖：1-激光器；2-打印模型；3-基板；4-金屬粉末；5-底板；6-加熱板；7-隔熱板；8-密封圈；9-成型平臺(tái)；10-成型缸；91-第一冷卻水路；92-初始水路；93-末端水路；94-電動(dòng)缸；101-第二冷卻水路。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步描述。

參考圖1，本發(fā)明提出一種金屬3D打印設(shè)備，包括激光器1、成型缸10以及可在成型缸10內(nèi)上下移動(dòng)的成型平臺(tái)9，所述成型平臺(tái)9上環(huán)設(shè)有密封圈8，所述成型平臺(tái)9上設(shè)有加熱板6，所述加熱板6上設(shè)有底板5，所述底板5上設(shè)有用于承載打印模型4的基板3，所述基板3與底板5可拆卸連接；所述成型平臺(tái)9與加熱板5之間設(shè)有一層隔熱板7，所述成型平臺(tái)9內(nèi)設(shè)有第一冷卻水路91。

本發(fā)明通過(guò)在成型平臺(tái)的內(nèi)部設(shè)有第一冷卻水路91，在加熱過(guò)程中該冷卻水路內(nèi)部不斷通冷卻水，有效的帶走加熱板向下散發(fā)的熱量，從而減小加熱板熱量對(duì)密封圈以及成型平臺(tái)下方各組件如電動(dòng)缸等、檢測(cè)元器件光柵尺等的損傷；此外，本發(fā)明在加熱板與成型平臺(tái)之間設(shè)置了一層隔熱板7，不僅可以有效的阻隔加熱板6與成型平臺(tái)9之間的熱量傳遞，保護(hù)了成型平臺(tái)各組件不被熱量損壞，另一方面，避免加熱板6直接與內(nèi)循環(huán)有冷凝水的成型平臺(tái)直接接觸，減少了加熱板6熱量的散失。