[發明專利]金屬粉末3D激光成型鋪粉裝置及成型方法

有效

• 申請號: 201710613101.X
• 申請日: 2017-07-25
• 公開（公告）號: CN107225245B
• 公開（公告）日: 2023-02-10
• 發明（設計）人: 邱長軍;陳偉;閆夢達;李勝
• 申請（專利權）人: 南華大學
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;B33Y30/00;B33Y10/00
• 代理公司: 長沙星耀專利事務所(普通合伙) 43205
• 代理人: 寧星耀

本發明公開了一種金屬粉末3D激光成型鋪粉裝置及成型方法，通過金屬粉末3D激光成型鋪粉裝置，利用送粉軸和松香酒精噴嘴噴出粘結劑形成金屬粉末預置層，然后加熱；接著用激光束對金屬粉末預置層熔化燒結，形成激光熔積層，制得所需的金屬制件。解決了現有技術中成型精度低、粉末利用率低的問題，且避免了常規需要較多輔助粉末、尺寸受限的問題。

技術領域

本發明屬于3D激光成型技術領域，特別是涉及一種金屬粉末3D激光成型鋪粉裝置及成型方法。

背景技術

現有的同步送粉激光增材制造過程中粉末利用率不高，并且在金屬鋪粉激光3D成型過程中輔助支撐粉末較多，成型工件尺寸容易受制于鋪粉箱體大小；使得金屬粉末3D激光成型技術大規模應用受到限制。

具體來說，同步送粉，是利用氣載式送粉器，將激光熔覆粉末直接輸送入光斑內，隨著光斑在工件表面的移動，形成熔覆層。但是利用氣體送粉粉末浪費大，而且邊界形狀精度不易控制，即造成了粉末利用率不高，成型精度偏低。

發明內容

本發明實施例的目的在于提供一種金屬粉末3D激光成型鋪粉裝置，解決了現有技術中成型精度低、粉末利用率低的問題，且避免了常規需要較多輔助粉末、尺寸受限的問題。

本發明實施例的另一目的在于提供一種金屬粉末3D激光成型方法。

本發明所采用的技術方案是，金屬粉末3D激光成型鋪粉裝置，包括出粉裝置，出粉裝置內部上方為裝粉槽，裝粉槽底面向開口處傾斜一定的角度，裝粉槽下方通過開口與一個傾斜粉道連接，傾斜粉道背面的出粉裝置上設置有圓柱孔，圓柱孔的大小小于傾斜粉道上方張開弧度的大小；傾斜粉道下方出粉口直至出粉裝置的底部；傾斜粉道最下方開口通過螺釘連接尺寸不同的出粉板件，出粉板件通過螺釘固定在出粉裝置上；所述出粉裝置上還設置方形槽孔；步進電機通過螺釘固定在出粉裝置的方形槽孔的位置；步進電機通過齒輪與送粉軸連接，送粉軸設置在圓柱孔的位置。

進一步的，所述送粉軸上設置有陣列槽孔。

進一步的，所述出粉裝置上圓柱孔的位置設置有兩個上下通過螺栓連接的半圓形托板，半圓形托板用于固定及調節送粉軸的位置，使得送粉軸壓緊圓柱孔的上半部分。

進一步的，所述傾斜粉道下方的出粉口為0.3mm-1.2mm的單個圓孔、陣列圓孔、或不同尺寸槽孔。

進一步的，松香酒精噴嘴通過螺栓固定連接在離出粉口較近的出粉裝置的側端，且松香酒精噴嘴安裝時可使其噴射液體方向和出粉口送粉方向在4-8毫米高度范圍內有交點。

進一步的，所述松香酒精噴嘴為微噴射噴嘴或霧化噴嘴。

進一步的，所述霧化噴嘴，利用流量泵控制送入液體的流量。

進一步的，所述微噴射噴嘴利用數控系統控制噴嘴開閉頻率來控制噴射的流量。

本發明所采用的另一技術方案是，一種金屬粉末3D激光成型鋪粉裝置的成型方法，其特征在于，按照以下步驟進行：

步驟1，金屬粉末預置層的制備

選取金屬粉末過150目篩后烘干，配置松香酒精溶液作為粘結劑，質量濃度為1％-7％；