[發明專利]一種缸體旋轉式多工位環形鋪粉激光選區熔化成型設備

有效

• 申請號: 201811231298.1
• 申請日: 2018-10-22
• 公開（公告）號: CN109226758B
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 陳禎;鄒亞桐;張樹哲;魏培;盧秉恒;張麗娟
• 申請（專利權）人: 西安增材制造國家研究院有限公司
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;B33Y30/00;B33Y50/02
• 代理公司: 西安通大專利代理有限責任公司 61200
• 代理人: 徐文權

本發明公開了一種缸體旋轉式多工位環形鋪粉激光選區熔化成型設備，通過缸體上呈圓周陣列設有多個粉缸，粉缸內設有活塞組件，活塞組件下端連接有伺服電缸；轉臺上設有夠隨轉臺一起轉動的缸體；刮刀部件內部為空腔結構，刮刀部件一端上側設有進料口，一端下側設有出料口，粉倉下端的出料口與刮刀部件進料口連接，粉料能夠通過刮刀部件的下側出料口進入粉缸內；刮刀部件能夠相對多個粉缸以多個粉缸圓心為中心轉動，利用缸體轉動，刮刀部件靜止不動，大大保證了粉料的鋪送安全，采用多激光多工位同步作業方式，單點供粉，極坐標旋轉鋪粉，極大的提高了鋪粉和成形效率，采用外部同步實時送粉方式，避免大量粉末儲存，節省了能耗，提高了效率。

技術領域

本發明屬于增材制造設備技術領域，具體涉及一種缸體旋轉式多工位環形鋪粉激光選區熔化成型設備。

背景技術

增材制造技術融合了新材料、信息與制造等多學科技術，被譽為有望產生“第三次工業革命”的代表性技術，是大批量制造模式向個性化制造模式發展的引領技術。金屬增材制造技術作為整個增材制造體系中最為前沿和最有潛力的技術，是先進制造技術的重要發展方向。適用于復雜構件的近凈成形，采用增材制造技術制造出的成形件具有優異的力學性能，適合多種材料的快速成形，且材料利用率高。

激光選區激光熔化成形技術（Selective Laser Melting，SLM）是增材制造的典型代表，它將傳統的三維制造工藝轉變為平面制造-累積疊加工藝，通過粉末逐層熔化實現三維復雜精密零部件的制造，由于粉末處于靜止狀態可設計制造輔助支撐結構，因此適合幾乎任意復雜形狀金屬零部件的制造。同時， SLM成形采用的光斑直徑小，成形精度高，可以直接成形具有異性流道的復雜薄壁構件，最小壁厚可達到100μm，成形件性能可達到同成分鍛件水平，精度遠高于精鑄工藝。因此，該技術在航空航天、醫療、模具、汽車等領域得到了廣泛的應用，被認為是近年來發展最快和最具發展潛力的金屬增材制造技術之一。

然而，SLM成形的兩件尺寸較小（500 mm以下），成形效率也較低（5-30 cm³/h），制約了增材制造技術的大規模應用。因此，開發高效率的增材制造設備迫在眉睫。國內外相關單位和學者開展的相關探索，如德國EOS、弗朗霍夫研究院、SLM Solution、Concept laser等以及國內華中科技大學、蘇州西帝摩等單位，都是通過采用多光束拼接方式實現的，可以有效提高成形效率。但是多光路拼接技術難度大，對控制和軟件的要求較高，光路拼接效果對成形質量影響很大。

發明內容

本發明的目的在于提供一種缸體旋轉式多工位環形鋪粉激光選區熔化成型設備，以克服現有技術的不足。

為達到上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種缸體旋轉式多工位環形鋪粉激光選區熔化成型設備，包括缸體、光路系統、粉倉、刮刀部件和轉臺，缸體上呈圓周陣列設有多個粉缸，粉缸內設有活塞組件，活塞組件下端連接有伺服電缸，伺服電缸固定于缸體下端；缸體固定安裝于轉臺上，缸體能夠隨轉臺一起轉動，伺服電缸能夠隨缸體一起轉動；刮刀部件內部為空腔結構，刮刀部件一端上側設有進料口，一端下側設有出料口，粉倉下端的出料口與刮刀部件進料口連接，刮刀部件下端面與缸體上端面接觸，刮刀部件的下側出料口位于粉缸轉動圓周線上，粉料能夠通過刮刀部件的下側出料口進入粉缸內；光路系統固定于粉缸上方，能夠隨缸體一起轉動。

進一步的，還包括用于固定缸體和粉倉的主機架，主機架包括豎向支架和橫向支撐架，豎向支架和橫向支撐架構成空間支撐結構；粉倉固定于主機架上，刮刀部件固定于粉倉下端，刮刀部件通過刮刀轉軸可轉動安裝于橫向支撐架上，刮刀部件以其進料口為轉動中心，刮刀部件的進料口與粉倉的出料口對齊設置。

進一步的，缸體上均設有六個粉缸。

進一步的，刮刀部件下端為平面，與缸體上端面接觸。

進一步的，缸體上設有凸臺，刮刀部件下端設有與缸體凸臺配合滑動的凹槽。