[發(fā)明專利]一種零件隨型鋪粉的增材制造裝置及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811512380.1
• 申請日: 2018-12-11
• 公開（公告）號(hào): CN109676919A
• 公開（公告）日: 2019-04-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 談?wù)芫?/a>;張?jiān)迄i;孫少波;王殿政;李保永;王志敏;賈蜜蜜
• 申請（專利權(quán)）人: 北京航星機(jī)器制造有限公司
• 主分類號(hào): B29C64/153
• 分類號(hào): B29C64/153;B29C64/20;B29C64/393;B33Y30/00;B33Y50/02
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 李明澤

本發(fā)明公開了一種零件隨型鋪粉的增材制造裝置及方法，所述裝置包括：成型室、固定幅面、隨型幅面、基板和腔室，其中，所述固定幅面與所述成型室連接，所述固定幅面位于所述成型室的底端，與所述成型室共同形成封閉室；在所述固定幅面上設(shè)置有多個(gè)安裝孔，所述隨型幅面通過各所述安裝孔安裝于所述固定幅面之上，在所述隨型幅面上設(shè)置有與待打印零件外形及擺放位置對應(yīng)的孔結(jié)構(gòu)，使待打印零件在其內(nèi)部成型；所述基板設(shè)置于所述隨型幅面的正下方，以支撐所述待打印零件；所述腔室位于所述固定幅面的下側(cè)，由所述成型室與所述基板封閉形成。本發(fā)明可以大幅減小零件周圍需要粉末填充的空間，減少粉末的準(zhǔn)備量，顯著提高粉末的使用率，降低打印成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于增材制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種零件隨型鋪粉的增材制造裝置及方法。

背景技術(shù)

增材制造技術(shù)又稱3D打印技術(shù)，是基于分層制造原理，依據(jù)三維模型數(shù)據(jù)，采用材料逐層累加的方法，直接將數(shù)字化模型制造為實(shí)體零件的一種新型制造技術(shù)。該技術(shù)具有柔性高、無模具、周期短、不受零件結(jié)構(gòu)和材料限制等一系列優(yōu)點(diǎn)，在復(fù)雜結(jié)構(gòu)金屬零件的制造中具有獨(dú)特的優(yōu)勢，提供了快速響應(yīng)和精確制造的快速驗(yàn)證技術(shù)，在航天航空、汽車、電子、醫(yī)療、軍工等領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用。

隨著打印零件尺寸的增大，要求增材制造設(shè)備具有更大的加工幅面。然而，對于以鋪粉方式進(jìn)行增材制造的3D打印設(shè)備，其加工幅面的尺寸固定，打印過程中粉末會(huì)在整個(gè)幅面范圍內(nèi)填充滿零件成型空間，并且填充在零件周圍的粉末無法在打印過程中取出進(jìn)行再利用，為保證零件打印完成，需準(zhǔn)備遠(yuǎn)超零件體積的大量粉末，大大增加了打印零件所需的粉末總量。因此，幅面的增加會(huì)直接導(dǎo)致打印零件所需的粉末總體積增加，這不但會(huì)使零件打印成本徒增，同時(shí)，由于轉(zhuǎn)運(yùn)、氧化、污染等因素會(huì)造成粉末浪費(fèi)。如何減少粉末使用量成為降低零件打印成本的關(guān)鍵問題。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明解決的技術(shù)問題是：本發(fā)明實(shí)施例提供了一種零件隨型鋪粉的增材制造裝置及方法，根據(jù)所打印零件的尺寸結(jié)構(gòu)隨型更改幅面結(jié)構(gòu)，大幅減小零件周圍需要粉末填充的空間，從而減少粉末的準(zhǔn)備量，顯著提高粉末的使用率，降低打印成本。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的：

第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供了一種零件隨型鋪粉的增材制造裝置，包括成型室、固定幅面、隨型幅面、基板和腔室，其中，所述固定幅面與所述成型室連接，所述固定幅面位于所述成型室的底端，與所述成型室共同形成封閉室；在所述固定幅面上設(shè)置有多個(gè)安裝孔，所述隨型幅面通過各所述安裝孔安裝于所述固定幅面之上，在所述隨型幅面上設(shè)置有與待打印零件外形及擺放位置對應(yīng)的孔結(jié)構(gòu)，使待打印零件在其內(nèi)部成型；所述腔室位于所述固定幅面的下側(cè)，由所述成型室與所述基板封閉形成；所述基板設(shè)置于所述隨型幅面的正下方，以支撐所述待打印零件。

優(yōu)選地，在所述固定幅面上設(shè)置有排粉孔，所述排粉孔位于所述固定幅面上安裝的所述隨型幅面的一側(cè)，且與所述腔室連通。

優(yōu)選地，所述隨型幅面采用螺栓通過所述安裝孔安裝于所述固定幅面的上側(cè)。

優(yōu)選地，所述待成型零件為等截面柱狀零件。

優(yōu)選地，所述隨型幅面為可更換幅面，且具有與所述待打印零件相貼合的孔結(jié)構(gòu)，以使所述待打印零件在其內(nèi)部成型并保持與所述隨型幅面貼合。

第二方面，本發(fā)明實(shí)施例還提供了一種零件隨型鋪粉的增材制造方法，應(yīng)用于上述任一項(xiàng)所述的制造裝置，包括：獲取待成型零件模型，依據(jù)所述待成型零件的尺寸結(jié)構(gòu)及擺放位置設(shè)計(jì)適合的隨型幅面；將所述隨型幅面固定安裝于固定幅面，所述隨型幅面與所述固定幅面共同形成加工幅面；將粉末通過刮刀鋪在所述加工幅面上進(jìn)行燒結(jié)加工處理，由于所述隨型幅面的存在，腔室內(nèi)無粉末或僅存在少量滲漏粉末；獲取下一待成型零件，并重復(fù)執(zhí)行將所述隨型幅面固定安裝于固定幅面，所述隨型幅面與所述固定幅面共同形成加工幅面，及所述將粉末通過刮刀鋪在所述加工幅面上進(jìn)行燒結(jié)加工處理的步驟。

本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：