[實用新型]3D打印裝備及3D打印機

有效

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• 申請日: 2017-05-10
• 公開（公告）號: CN206677187U
• 公開（公告）日: 2017-11-28
• 發(fā)明（設計）人: 竇鶴鴻
• 申請（專利權(quán)）人: 竇鶴鴻
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;B33Y30/00;B33Y40/00
• 代理公司: 北京超凡志成知識產(chǎn)權(quán)代理事務所(普通合伙)11371
• 代理人: 梁香美

技術領域

本實用新型涉及激光選區(qū)熔化金屬3D打印技術領域，尤其是涉及一種3D打印裝備及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(jié)、激光選區(qū)熔化、激光固化、激光熔覆等方式，通過專用軟件對CAD三維圖形構(gòu)建成型物體，進行切片降維，然后按片逐層打印構(gòu)造物體的高端制造技術，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。

現(xiàn)有技術中的激光選區(qū)熔化3D打印機的粉末供應系統(tǒng)和構(gòu)建室及作業(yè)室均為一體化箱式機體設計，沒有外延式主體平臺。構(gòu)建室內(nèi)設置有活塞和活塞板，活塞板上活動放置作業(yè)基板，當活塞板推動作業(yè)基板升起至與作業(yè)室底部差一個金屬粉末層作業(yè)面厚度時，由供粉裝置鋪平一個作業(yè)面厚度的金屬粉末層，即形成作業(yè)面，然后由安裝在3D打印機頂部的激光系統(tǒng)，通過激光振鏡反射激光光束到當前作業(yè)面上的金屬粉末層，并通過控制系統(tǒng)對激光振鏡偏轉(zhuǎn)角度的調(diào)節(jié)，按當前層切片圖形的形態(tài)選擇性熔化當前金屬粉末層，從而完成對構(gòu)成件當前層的加工作業(yè)。當完成當前切片圖形金屬粉末層作業(yè)后，工作臺下降一個預設層的高度，粉末供應系統(tǒng)再向工作臺鋪設一個預設層厚度的金屬粉末，然后再由激光系統(tǒng)按當前層切片圖形形態(tài)進行選擇性熔化，按此方法反復加工，層層疊加作業(yè)，最終得到完整的成型構(gòu)件。該工藝技術是目前增材制造領域應用較多的一種金屬3D打印技術，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。

但是，現(xiàn)有技術中的金屬粉末床激光選區(qū)熔化工藝3D打印機由于一體化箱式機體的設計，沒有外延式主體平臺這一設施，極大的限制了3D打印機的尺寸規(guī)模，而其所采用的供粉系統(tǒng)都是單一送粉缸，一個單一鋪粉輥或一個獨立鋪粉刷，在大尺寸面積作業(yè)面作業(yè)時，其工作效率非常低下，而且現(xiàn)有技術生產(chǎn)制造的金屬粉末床激光選區(qū)熔化工藝3D打印機裝備，都是由作業(yè)室處吸出剩余粉末，再升起構(gòu)建室活塞板而后取出作業(yè)基板與成型件，無法滿足大尺寸構(gòu)件的作業(yè)需求，機械裝備設計單一，取出成型件方法單一，也不具備成型體積長、寬、高≥600mm大尺寸構(gòu)成件的條件，這已經(jīng)成為30幾年來嚴重制約該工藝技術在世界范圍內(nèi)推廣與應用的世界性難題。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供3D打印裝備及3D打印機，以解決現(xiàn)有技術中存在的在大尺寸面積作業(yè)面作業(yè)時，其工作效率非常低下的技術問題。

本實用新型提供的一種3D打印裝備，該3D打印裝備包括：構(gòu)建成型裝置以及粉末供應系統(tǒng)；所述構(gòu)建成型裝置包括作業(yè)臺；所述粉末供應系統(tǒng)包括鋪粉裝置和送粉裝置；

所述鋪粉裝置包括鋪粉輥驅(qū)動機構(gòu)和兩個鋪粉輥；兩個所述鋪粉輥相對設置在所述作業(yè)臺的第一端和第二端；所述鋪粉輥驅(qū)動機構(gòu)與兩個所述鋪粉輥連接，用于驅(qū)動兩個所述鋪粉輥同時在所述作業(yè)臺的上方往復移動，以將所述送粉裝置內(nèi)的金屬粉末鋪設在所述作業(yè)臺上；所述鋪粉輥驅(qū)動機構(gòu)用于與3D打印機的控制系統(tǒng)電連接。

進一步地，所述送粉裝置包括兩個送粉組件；每個所述送粉組件均包括送粉缸、送粉活塞以及送粉活塞板；兩個所述送粉缸分別設置在所述作業(yè)臺的第一端和第二端；所述送粉活塞板設置在所述送粉缸內(nèi)，所述送粉活塞與所述送粉活塞板連接，用于驅(qū)動所述送粉活塞板上下移動；所述送粉活塞板上用于放置作業(yè)所需金屬粉末。

進一步地，所述粉末供應系統(tǒng)還包括平粉裝置；所述平粉裝置包括平粉件、平粉件驅(qū)動機構(gòu)以及兩個集粉缸；所述作業(yè)臺呈方形；兩個所述集粉缸分別設置在所述作業(yè)臺相對的第三端和第四端，用于收納平粉件抹平作業(yè)臺之后的多余粉末；所述平粉件驅(qū)動機構(gòu)與所述平粉件連接，用于驅(qū)動所述平粉件在兩個所述集粉缸之間往復移動，以將所述作業(yè)臺上的金屬粉末抹平。

進一步地，所述平粉件驅(qū)動機構(gòu)包括平粉電機、齒輪以及與齒輪相配合的齒條；所述齒輪設置在所述平粉電機的動力輸出軸上；所述平粉件固定在所述齒條上；所述平粉電機用于通過所述齒輪帶動所述齒條往復移動。

進一步地，所述構(gòu)建成型裝置包括構(gòu)建室以及構(gòu)建室活塞；所述作業(yè)臺設置在所述構(gòu)建室內(nèi)；所述構(gòu)建室活塞與所述作業(yè)臺連接，用于驅(qū)動所述作業(yè)臺上下移動；所述構(gòu)建室的外壁上設置有取件口；所述取件口處設置有取件開關；所述取件開關用于打開或者關閉所述取件口。

進一步地，所述構(gòu)建室的外壁上設置有剩余粉末吸出口以及用于打開或者關閉所述剩余粉末吸出口的吸粉開關。