[實(shí)用新型]一種激光選區(qū)熔化快速預(yù)熱鋪粉裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201820155392.2
• 申請日: 2018-01-30
• 公開（公告）號: CN208067323U
• 公開（公告）日: 2018-11-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 阮亮;張遠(yuǎn)明;葉紀(jì)林;呂東喜
• 申請（專利權(quán)）人: 寧波藍(lán)野醫(yī)療器械有限公司
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;B33Y30/00;B33Y40/00
• 代理公司: 北京君恒知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11466
• 代理人: 鄭黎明

本實(shí)用新型公開了一種激光選區(qū)熔化快速預(yù)熱鋪粉裝置，包括密閉腔，所述密閉腔內(nèi)設(shè)置有成型腔和回收腔，位于成型腔的上部設(shè)置有自動加粉機(jī)構(gòu)，與自動加粉機(jī)構(gòu)配合設(shè)置有帶調(diào)節(jié)組件的刮刀鋪粉機(jī)構(gòu)，本實(shí)用新型將金屬粉末預(yù)熱單元直接集成到儲粉艙里面，只需對即將參與打印的粉末進(jìn)行快速預(yù)熱到設(shè)定溫度，降低了金屬粉末在成型過程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力，保證成型件的形狀精度和尺寸精度，刮刀部分能夠?qū)崿F(xiàn)定量送粉，雙向鋪粉，并且刮刀能在線調(diào)平。

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型涉及增材制造技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種激光選區(qū)熔化快速預(yù)熱鋪粉裝置。

背景技術(shù)

激光選區(qū)熔化是增材制造技術(shù)的典型代表，基于增材制造快速成型的基本思想，它將傳統(tǒng)的三維制造工藝轉(zhuǎn)變?yōu)槔鄯e疊加的平面制造工藝，通過對零件的三維模型切片獲取每層零件的輪廓數(shù)據(jù)，用激光束依據(jù)每層輪廓逐層熔化金屬粉末，層層堆積制造實(shí)體零件，所以激光選區(qū)熔化技術(shù)適合幾乎任意復(fù)雜形狀的金屬零部件制造。

但是，在激光選區(qū)熔化加工成型過程當(dāng)中，金屬粉末在高能量密度的激光輻照下會經(jīng)歷一個(gè)快速熔化和快速凝固的過程，而這種溫度的劇烈變化會引起成型件內(nèi)部組織存在較大的殘余應(yīng)力，以至于會導(dǎo)致打印的零部件翹曲變形、產(chǎn)生開裂，嚴(yán)重影響了成型件的形狀精度和尺寸精度。因此，降低或者消除成型過程中產(chǎn)生的殘余應(yīng)力具有重要的意義，研究表明對基材進(jìn)行預(yù)熱能夠有效的降低成型件的內(nèi)應(yīng)力。專利“選擇性激光選區(qū)熔化SLM設(shè)備送粉筒預(yù)熱裝置和預(yù)熱方法”（專利號：CN103100713B）提出了一種利用電磁感應(yīng)加熱載粉筒從而預(yù)熱金屬粉末的方法，該方法雖然能預(yù)熱金屬粉末，但對載粉筒內(nèi)的粉末加熱不均勻，且對整個(gè)載粉筒加熱，不僅加熱效率低而且能量損耗也大。專利“一種用于激光選區(qū)熔化設(shè)備粉末預(yù)熱裝置及其預(yù)熱方法”（申請?zhí)枺篊N106623919A）提出了一種采用多個(gè)加熱單元鑲嵌在成形缸主體的側(cè)面，對成型缸主體進(jìn)行加熱，該方法能使零件在打印過程中緩慢冷卻，減小內(nèi)部應(yīng)力集中，但是加熱單元若長期對成型缸進(jìn)行循環(huán)加熱冷卻再加熱會影響其整體形狀和內(nèi)部組織，且沒有溫度監(jiān)控功能，不能實(shí)時(shí)的監(jiān)控其加熱溫度。同時(shí)，目前激光選區(qū)熔化成形系統(tǒng)普遍利用鋪粉方式來保障金屬粉層的水平度和均勻性問題，因此與鋪粉效果好壞相關(guān)的刮刀部分直接影響零件成型質(zhì)量，刮刀部分使用方便與否也影響著工作效率。

實(shí)用新型內(nèi)容

本實(shí)用新型針對現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種實(shí)現(xiàn)對金屬粉末快速均勻的可控預(yù)熱，減小成型件內(nèi)部殘余應(yīng)力，同時(shí)能夠?qū)崿F(xiàn)定量送粉，雙向鋪粉，能在線調(diào)一次性調(diào)平的激光選區(qū)熔化快速預(yù)熱鋪粉裝置。

為解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型通過以下技術(shù)方案得以解決：一種激光選區(qū)熔化快速預(yù)熱鋪粉裝置，包括密閉腔，所述密閉腔內(nèi)設(shè)置有成型腔和回收腔，位于成型腔的上部設(shè)置有自動加粉機(jī)構(gòu)，與自動加粉機(jī)構(gòu)配合設(shè)置有刮刀鋪粉機(jī)構(gòu)，所述刮刀鋪粉機(jī)構(gòu)包括頂部帶有擋塵蓋，底部設(shè)置有雙側(cè)出粉口的儲粉艙外殼，位于儲粉艙外殼內(nèi)具有由加熱裝置形成的加熱腔，加熱腔通過送粉軸與儲粉艙外殼聯(lián)通，位于雙側(cè)出粉口之間設(shè)置有帶刮刀組件，并且刮刀組件上設(shè)置有用于刮刀在線調(diào)平的調(diào)節(jié)組件。

上述方案中，優(yōu)選的，所述自動加粉機(jī)構(gòu)包括供粉艙，設(shè)置于供粉艙頂部的快裝蝶閥，設(shè)置于供粉艙腔體內(nèi)的第一粉末余量傳感器，以及設(shè)置于供粉艙底部用于控制供粉艙下端出粉口的電磁開關(guān)閥，第一粉末余量傳感器用于監(jiān)控整個(gè)供粉艙的粉末余量，電磁開關(guān)閥用于控制供粉艙下端出粉口的開關(guān)。

上述方案中，優(yōu)選的，所述回收腔設(shè)置有兩個(gè)，并對稱設(shè)置于成型腔的兩側(cè)。

上述方案中，優(yōu)選的，所述加熱裝置包括第二粉末余量傳感器、溫度傳感器、與儲粉艙外殼固定連接，并且下部設(shè)有呈圓弧狀開口的耐熱板、嵌于耐熱板內(nèi)并且外側(cè)面粘貼有加熱帶的導(dǎo)熱板，以及位于加熱帶與耐熱板之間的隔熱層，導(dǎo)熱板外側(cè)面粘貼加熱帶，通過內(nèi)六角螺絲將導(dǎo)熱板嵌入到耐熱板內(nèi)，在耐熱板和加熱帶之間鑲嵌有隔熱材料。所述的導(dǎo)熱板材料為銅或鋁等其他傳熱效率高的材料。耐熱板通過內(nèi)六角螺絲安裝固定在儲粉艙外殼上。所述的耐熱板下部有開口且呈圓弧狀。所述的隔熱材料為石棉或玻璃纖維或巖棉或硅酸鹽等。