[發明專利]一種多材料零件3D打印機及其打印方法

有效

• 申請號: 201910152410.0
• 申請日: 2019-02-28
• 公開（公告）號: CN109663919B
• 公開（公告）日: 2023-08-15
• 發明（設計）人: 吳偉輝;霍啟樂;黃長征
• 申請（專利權）人: 韶關學院
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;B33Y10/00;B33Y30/00
• 代理公司: 廣州駿思知識產權代理有限公司 44425
• 代理人: 程毅

本發明涉及一種多材料零件3D打印機，其包括供粉裝置、余粉清除裝置、成型裝置和控制裝置。所述供粉裝置包含鋪粉盒、刮板、多個定量供粉漏斗、送粉管等。所述余粉清除裝置包含第一吸塵頭、第二吸塵頭等。所述第一吸塵頭固定于鋪粉盒靠近鋪粉平臺一側側壁的底部，略高于鋪粉平臺高度；所述第二吸塵頭固定于鋪粉盒遠離鋪粉平臺一側側壁的頂部。相對于現有技術，本發明的多材料零件3D打印機通過在鋪粉盒上設置第一吸塵頭和第二吸塵頭、以及專門設置用于鋪粉盒粉塵清除的第三吸塵頭和吹塵頭，從而依次完成鋪粉平臺上的鋪粉和余粉的清除，并保證下次鋪粉時不混有上次鋪粉的余粉，避免了多材料零件的各材料區域成分不純，實現了多材料零件的打印。

技術領域

本發明涉及3D打印領域，特別是涉及一種多材料零件3D打印機及其打印方法。

背景技術

當前，基于粉末床熔融原理的激光3D打印技術主要包括激光選區熔化技術(Selective?Laser?Melting，SLM)、選區激光燒結技術(Selective?Laser?Sintering，SLS)等。這類技術一般采用刮板或輥輪將粉末逐層鋪設在成型區域，然后用激光束有選擇地對成型區域內粉末進行熔化或燒結，使其固化，之后在鋪設下一層粉末，再固化，如此循環層層累積成三維實體。在成型過程中，粉末除了用于成型零件以外，其余堆積在升降平臺上的粉末，還起到填充到升降臺上，為下一層粉末的鋪設提供粉末支撐甚至零件支撐的作用。

上述3D打印技術每一次執行成型區域內粉末進行熔化或燒結后，由于難以將選區外粉末有效清理回收，再輸入新的異種材料，因此傳統上述兩種技術在一次3D打印過程中一般只用一種材料(單組元材料、合金、包覆粉末等)，很難獲得在同一層內具有靈活布置的不同材料的多材料零件，無法實現多材料零件的打印。而實際上大多數零部件或產品均由多種材料構成的。其無法實現多材料3D打印的主要原因為每次熔化或燒結后，成型區內存在異種粉末，如需基于粉末床熔融原理自同地展開多材料零件3D打印，無法將成型過程中妨礙多材料零件成型的多余粉末去除掉，這些多余的粉末包括：粘附在供粉裝置或鋪粉公共通道上產生材料污染的粉塵、選區外的異種粉末、同一成型層不同區域多材料激光成型時未清理干凈的粉末、相鄰成型層采用不同種材料激光成型時未清理干凈的粉末，這些異種粉末均容易成型零件中混有不同材料的雜質或導致打印失敗。

發明內容

基于此，本發明的目的在于，提供一種能夠實現多材料零件3D打印機及其打印方法，以實現多材料零件的3D打印。

本發明解決其技術問題所采用的方案是：

本發明的多材料零件3D打印機，包括成型裝置、供粉裝置、余粉清除裝置和控制裝置；

所述成型裝置包括成型室、激光掃描頭、以及位于成型室腔內的成型缸體及升降臺，所述激光掃描頭位于所述升降臺的正上方，所述升降臺位于成型缸體內部，與成型缸體配合，可沿成型缸體內壁作升降運動；

所述供粉裝置包括鋪粉盒、刮板、多個定量供粉漏斗、與所述定量供粉漏斗數量相同的送粉管；所述定量供粉漏斗位于所述成型室外部上方，所述送粉管、鋪粉盒位于所述成型室內；所述鋪粉盒位于成型缸體上方、各送粉管下方，可沿水平方向在成型缸體與各送粉管之間左右滑行；所述定量供粉漏斗底部與所述送粉管之間通過管道連接；所述刮板固定于所述鋪粉盒左側底部；

所述余粉清除裝置包括第一吸塵頭、第二吸塵頭、第三吸塵頭、吹塵頭、集塵器、過濾器、風機和若干管道；

所述第一吸塵頭，固定于鋪粉盒右側側壁的底部，略高于成型缸體頂部平面高度；所述第二吸塵頭，固定于鋪粉盒左側側壁的頂部；所述吹塵頭和所述第三吸塵頭安裝于成型室遠離成型缸體左側側壁，所述吹塵頭與所述第三吸塵頭分布于沿垂直方向的同一直線上；所述第一吸塵頭、第二吸塵頭和第三吸塵頭通過管道依次接通所述集塵器和風機的進風口，所述吹塵頭通過管道接通所述風機的出風口；所述過濾器位于集成器和風機之間；

所述控制裝置控制所述供粉裝置、余粉清除裝置和成型裝置的工作。