[實用新型]長方體形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: CN206677188U
• 公開（公告）日: 2017-11-28
• 發(fā)明（設(shè)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(wù)所(普通合伙)11371
• 代理人: 梁香美

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及激光選區(qū)熔化金屬3D打印技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種長方體形3D打印裝備及3D打印機。

背景技術(shù)

增材制造3D打印技術(shù)是一種以數(shù)字模型文件(CAD)為基礎(chǔ)，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)、激光熔化、激光固化、激光熔覆的方式，通過專用軟件對CAD三維構(gòu)型物體，進行切片降維，然后按片逐層打印物體的構(gòu)造技術(shù)，是制造業(yè)中正在迅速發(fā)展的一項新興技術(shù)，在英國《經(jīng)濟學(xué)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(shù)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(yù)先鋪設(shè)好的金屬粉末層進行選擇性熔化并與基體冶金結(jié)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(lǐng)域應(yīng)用較多的一種金屬3D打印技術(shù)。該技術(shù)可制造復(fù)雜形狀的金屬零件，其成型件力學(xué)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(shè)、產(chǎn)品研發(fā)等領(lǐng)域均有重要應(yīng)用。

現(xiàn)有技術(shù)中的激光選區(qū)熔化3D打印機的粉末供應(yīng)系統(tǒng)和構(gòu)建室及作業(yè)室均為一體化箱式機體設(shè)計，作業(yè)面邊長無論是150mm、還是500mm都是呈方形設(shè)計形態(tài)，沒有呈長方形設(shè)計的裝備形態(tài)。構(gòu)建室內(nèi)設(shè)置有活塞和活塞板，活塞板上活動放置作業(yè)基板，當(dāng)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(dāng)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(dāng)前層切片圖形的形態(tài)選擇性熔化當(dāng)前金屬粉末層，從而完成對構(gòu)成件當(dāng)前層的加工作業(yè)。當(dāng)完成當(dāng)前切片圖形金屬粉末層作業(yè)后，作業(yè)臺下降一個預(yù)設(shè)層的高度，粉末供應(yīng)系統(tǒng)再向作業(yè)臺鋪設(shè)一個預(yù)設(shè)層厚度的金屬粉末，然后再由激光系統(tǒng)按當(dāng)前層切片圖形形態(tài)進行選擇性熔化，按此方法反復(fù)加工，層層疊加作業(yè)，最終得到完整的成型構(gòu)件。

但是，現(xiàn)有技術(shù)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方型作業(yè)面的設(shè)計，沒有大型長方體作業(yè)面的裝備形態(tài)，無法滿足利用該技術(shù)加工制造大尺寸長方體型構(gòu)件的需求；而其所采用的供粉系統(tǒng)都是一個單一鋪粉輥或一個獨立鋪粉刷，在大尺寸作業(yè)面作業(yè)時其工作效率非常低下。而且現(xiàn)有技術(shù)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，機械裝備設(shè)計單一，取出成型件方法單一，也不具備成型長度超過≥600mm大尺寸長方體型構(gòu)成件的條件，這已經(jīng)成為制約該工藝技術(shù)加工制造大型長方體型構(gòu)件的重大技術(shù)壁壘。并且，相關(guān)技術(shù)中的3D打印機在鋪粉輥將金屬粉末鋪送到作業(yè)臺后，作業(yè)臺上的金屬粉末層平實度較低。

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的在于提供一種長方體形3D打印裝備及3D打印機，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的作業(yè)臺上的金屬粉末層平實度較低的技術(shù)問題。

本實用新型提供的一種長方體形3D打印裝備，所述長方體形3D打印裝備包括：構(gòu)建成型裝置和粉末供應(yīng)系統(tǒng)；所述構(gòu)建成型裝置包括作業(yè)臺；所述粉末供應(yīng)系統(tǒng)包括鋪粉裝置、送粉裝置以及平粉裝置；所述鋪粉裝置用于將所述送粉裝置內(nèi)的金屬粉末以碾壓式的鋪粉方式鋪設(shè)在所述作業(yè)臺上；所述平粉裝置包括平粉件以及平粉件驅(qū)動機構(gòu)；所述平粉件驅(qū)動機構(gòu)與所述平粉件連接，用于驅(qū)動所述平粉件在所述作業(yè)臺上方往復(fù)移動，以將所述作業(yè)臺上的金屬粉末抹平；所述平粉件驅(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，所述平粉裝置包括兩個集粉缸；兩個所述集粉缸相對地設(shè)置在所述作業(yè)臺的兩端；所述平粉件驅(qū)動機構(gòu)用于驅(qū)動所述平粉件在兩個所述集粉缸之間往復(fù)移動。

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(shè)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(fù)移動。

進一步地，所述送粉裝置包括送粉缸、收粉缸、送粉活塞以及送粉活塞板；所述作業(yè)臺為長方形；所述送粉缸與所述收粉缸分別設(shè)置在所述作業(yè)臺相對的第一端和第二端；兩個集粉缸分別設(shè)置在所述作業(yè)臺相對的第三端和第四端；

所述送粉活塞板設(shè)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；所述收粉缸用于收納所述鋪粉裝置鋪粉后的多余粉末。