[實用新型]一種刮粉與噴粉結合的多光束激光增材機

有效

• 申請號: 201920083308.5
• 申請日: 2019-01-15
• 公開（公告）號: CN209738287U
• 公開（公告）日: 2019-12-06
• 發明（設計）人: 王濤;楊廣;王天澤;原旭晟;邵壯
• 申請（專利權）人: 河北工業大學
• 主分類號: B29C64/153
• 分類號: B29C64/153;B29C64/214;B29C64/321;B29C64/268;B29C64/282;B29C64/20;B33Y30/00;B33Y40/00
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一種刮粉與噴粉結合的多光束激光增材機，設置有預置鋪粉式供粉機構和同步送粉式供粉機構兩套可供控制器控制選擇的供粉機構，兩套供粉機構中均包括兩組左右對稱的供粉裝置，分別與雙頭激光掃描箱中射出的左右兩束激光束相配合。多光束激光發生裝置中，左半反鏡將光纖激光器生成的原始激光束分為兩束，兩束激光束分別由左右掃描頭中的振鏡控制移動并射向增材旋轉圓底板上的指定位置，供粉機構與激光束相配合進行激光增材制造。增材工件承載裝置中，隨著增材制造的進行，蝸桿電機控制升降托板緩慢升降，使工件的增材加工面與掃描頭之間保持穩定高度，配合增材制造，提高制造穩定性。底座板上還安裝有控制器，可以控制增材機各個部件的運行。

技術領域：激光增材制造領域。

背景技術：激光增材制造技術，俗稱3D打印，是融合了計算機輔助設計、材料加工與成形技術，以數字模型文件為基礎，通過軟件與數控系統將專用的金屬材料、非金屬材料以及醫用生物材料，按照擠壓、燒結、熔融、光固化、噴射等方式逐層堆積，制造出實體物品的制造技術。相對于傳統的、對原材料去除一切削、組裝的加工模式不同，是一種“自下而上”通過材料累加的制造方法，從無到有。這使得過去受到傳統制造方式的約束，而無法實現的復雜結構件制造變為可能。

實用新型內容：

本實用新型的目的在于提供一種激光增材機，該增材機將刮板預置式激光熔覆與同步送粉式激光熔覆技術融于一體，并能提供兩束甚至多束激光束同時進行增材制造，能夠有效提高工作效率，一種刮粉與噴粉結合的多光束激光增材機。本增材機主要包括：雙頭激光掃描支撐箱、光纖激光器、激光頭、傳輸光纜、掃描頭移動電機、移動絲杠、旋轉電機、電動伸縮桿、電動伸縮管、送粉控制閥、萬向連接球、噴頭、刮板、進粉筒、進粉筒推料活塞、主筒體、主筒體支撐桿、升降托板、底座板、控制器、蝸輪電機、半反鏡、反射鏡。在本增材機中，粉料的供給有兩種方式，包括預置鋪粉式和同步送粉式，由控制器控制選擇需要的供粉方式，預置鋪粉式由刮板轉動將粉料鋪成薄層用于增材制造，同步噴粉式由噴頭噴送粉料到指定工作位置，與左右激光掃描頭相配合進行增材制造。多光束激光，由光纖激光器產生的一束激光經半反鏡作用分成兩束，這兩束激光具有完全相同的性質與特性，可以確保加工產品的質量和多光束同步增材產品組織之間的一致性，并在此前提下縮短增材制造時間，提高制造效率。

結構一、預置鋪粉式供粉機構

預置鋪粉式供粉機構包括左右兩組供粉機構，由左右兩側的刮板進粉控制閥、刮板進粉筒體、刮板進粉筒推料活塞、刮板進粉活塞的電動推桿、推桿電機、刮板，以及耐磨板、步進電機與行星輪系組成。增材粉料由兩側的刮板進粉控制閥控制進入并儲存在刮板進粉筒體內待用，推桿電機啟動，刮板進粉活塞的電動推桿推動活塞動作，將儲存在刮板進粉筒體內的粉料推入主筒體中，刮板將送入主筒體的粉料刮送到工作位置，并將其在增材旋轉圓底板上刮鋪成均勻薄層，用于增材制造。左右刮板的轉動由步進電機控制，經行星輪系傳動，同時帶動左右刮板工作，可以使左右兩個刮板相互配合，二者互不干擾，且無遺漏地刮到主筒體底部所有區域。

結構二、同步送粉式供粉機構

同步送粉式供粉機構包括左右兩組對稱設置的供粉機構，由噴粉來粉管、噴粉控制閥、噴粉水平電動伸縮管、噴粉管萬向連接球、噴粉垂直電動伸縮管與噴頭、噴粉俯仰電動伸縮桿、電動推桿電機、噴粉水平轉動電機組成。增材粉料從噴粉來粉管通過，由噴粉控制閥控制進入擺動伸縮式噴粉結構，并由噴頭將粉料噴送到增材旋轉圓底板上的指定位置，配合激光束進行增材制造。擺動伸縮式噴粉結構由噴粉水平電動伸縮管、噴粉管萬向連接球、噴粉垂直電動伸縮管與噴頭組成，并通過噴粉轉動電機軸支撐板固接在主筒體上，水平電動伸縮管和垂直電動伸縮管為空心伸縮管制作而成，可使粉料通過。噴粉管噴頭的動作，由噴粉水平轉動電機控制水平方向的擺動，由噴粉水平電動伸縮管控制水平方向的移動，由噴粉垂直電動伸縮管控制垂直方向的移動，由噴粉俯仰電動伸縮桿配合噴粉管萬向連接球控制垂直方向的轉動。

結構三、多光束激光發生裝置