[發明專利]一種用于SLM設備的粉末預熱裝置及其工作方法

在審

• 申請號: 201811600280.4
• 申請日: 2018-12-26
• 公開（公告）號: CN109967738A
• 公開（公告）日: 2019-07-05
• 發明（設計）人: 楊東輝;趙彪
• 申請（專利權）人: 西安鉑力特增材技術股份有限公司
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;B33Y30/00;B33Y50/02
• 代理公司: 西安弘理專利事務所 61214
• 代理人: 杜娟

本發明公開了一種用于SLM設備的粉末預熱裝置，包括有成形缸，成形缸內部設置有Z軸升降成形架，Z軸升降成形架上表面設置有隔熱板，隔熱板上表面設置有加熱板，加熱板上表面設置有基材，還包括液體加熱溫度控制裝置，成形缸的側壁內嵌有成形缸內部流道，成形缸內部流道的兩端分別連接的液體加熱溫度控制裝置入口和出口，基材或者加熱板內嵌有加熱流道，加熱流道的兩端也分別連接的液體加熱溫度控制裝置入口和出口。本發明的一種用于SLM設備的粉末預熱裝置，采用液體加熱的方式，能夠實現安全恒溫加熱，避免短路以及金屬粉末引爆造成爆炸的風險。本發明還公開了上述粉末預熱裝置的工作方法。

技術領域

本發明屬于增材制造技術領域，涉及一種用于SLM設備的粉末預熱裝置，本發明還涉及上述粉末預熱裝置的工作方法。

背景技術

目前，SLM設備對粉末預熱的方式是通過電產生熱，進而達到對粉層預熱的目的。先在加熱鋼板上做走線的渠槽，渠槽的分布應該均勻分布在加熱板上，以期達到整個加熱板幅面的均勻加熱。渠槽開在加熱板的背面因為電線要從下面的Z軸成形缸走線，上面是基材。在渠槽走線后用銅掩蓋接觸，銅的導熱性好可以快速傳熱。熱的傳遞首先由電阻產生熱量，經過銅傳導散熱到加熱板再到基材，基材傳遞熱量到粉末層實現粉層預熱的目的。當然，隨著打印的進行，粉層越來越厚，熱傳遞的過程越多。預熱溫度的監控通過在加熱板背面安裝兩個溫度傳感器分別檢測一半的加熱板，打印過程中預熱溫度控制在一定的范圍內，當溫度超過預熱溫度時，停止加熱，當溫度小于預熱溫度時，開啟加熱。

隨著SLM設備打印大零件，基材幅面的越來越大，所需的熱量隨之增大，采用電加熱的方式其加熱電流也不斷增大，在加熱板上設計布線將會很困難且存在較大的安全隱患。采用電加熱由于存在電壓和電流，在粉塵環境下容易出現短路、金屬粉末引爆等風險和問題。由于電加熱是通過熱傳導間接到達粉末層的，加熱板作為熱源熱量由下到上傳遞，溫度傳遞的梯度較大，無法保證周圍環境溫度的一致性，且基材厚度存在不相同有偏差的問題，這些因素勢必導致基材表面存在較大的溫差，從而影響零件打印的質量。通過加熱板作為熱源，當預熱溫度較高時，需要較長的加熱時間，導致周圍環境溫度不斷升高，加熱板熱膨脹變形，后期基材的升降容易出現卡頓現象，從而出現打印中斷的問題。電加熱不能一直開啟，為了維持預熱溫度不變，是無法精確做到的，當溫度大于預熱溫度時，停止加熱，當溫度小于預熱溫度時，開啟加熱，因此預熱溫度是在一定的范圍內變動的，無法保證恒溫。

發明內容

本發明的目的是提供一種用于SLM設備的粉末預熱裝置，采用液體加熱的方式，能夠實現安全恒溫加熱，避免短路以及金屬粉末引爆造成爆炸的風險。

本發明的另一目的是提供上述粉末預熱裝置的工作方法。

本發明所采用的技術方案是，一種用于SLM設備的粉末預熱裝置，包括有成形缸，成形缸內部安裝有Z軸升降成形架，Z軸升降成形架上表面安裝有隔熱板，隔熱板上表面安裝有加熱板，加熱板上表面安裝有基材，還包括液體加熱溫度控制裝置，成形缸的側壁內嵌有成形缸內部流道，成形缸內部流道的兩端分別連接的液體加熱溫度控制裝置入口和出口，基材或者加熱板內嵌有加熱流道，加熱流道的兩端也分別連接的液體加熱溫度控制裝置入口和出口。

本發明第一種技術方案的特征還在于，

液體加熱溫度控制裝置的入口和出口分別連接有液體流入總管道和液體流出總管道，加熱流道的兩端也分別連接液體流入總管道和液體流出總管道，成形缸內部流道的兩端分別連接液體流入總管道和液體流出總管道。

成形缸的左右兩側壁內分別嵌置有成形缸內部流道，成形缸的左右兩側壁內的成形缸內部流道的兩端分別通過管道連接液體流入總管道和液體流出總管道。

成形缸內部流道與液體流入總管道和液體流出總管道的連接管道上均設置有流量調節閥，每個流量調節閥均通過導線連接液體加熱溫度控制裝置。

成形缸內部流道在成形缸的左右兩側壁內的呈“S”型分布。