[發明專利]一種增材制造設備及其控制方法

有效

• 申請號: 202110070294.5
• 申請日: 2021-01-19
• 公開（公告）號: CN112873834B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 曾思齊;司妞;梁冬生;林江波;黃鴻喜
• 申請（專利權）人: 湖南華曙高科技股份有限公司
• 主分類號: B29C64/20
• 分類號: B29C64/20;B29C64/214;B29C64/357;B29C64/393;B29C64/307;B33Y30/00;B33Y40/00;B33Y40/20;B33Y50/02
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• 代理人: 暫無信息

一種增材制造設備及其控制方法，其中設備包括工作平臺、N個打印機構和基柱，N個打印機構依次間隔圍繞基柱設置，與基柱形成相對旋轉運動，各打印機構距離基柱圓心的距離呈等差數列；打印機構包括儲粉箱、掃描系統和刮刀機構，儲粉箱的下端設有下粉滾筒，給儲粉箱內的粉末充電或施加磁性以產生與基柱上的電荷或磁性的極性相反的電荷或磁性，以及控制粉末從其至少一側下落，使下落的粉末吸附在基柱的表面或已被燒結的位于基柱表面的粉末層，刮刀機構對吸附在基柱的表面或已被燒結的位于基柱表面的粉末層的粉末進行刮平，掃描系統對刮平的粉末進行掃描燒結。本發明增材制造設備及其控制方法不僅提高了打印效率，也保證了工件打印質量。

技術領域

本申請涉及增材制造技術領域，特別是涉及一種一種增材制造設備及其控制方法。

背景技術

增材制造技術是一項具有數字化制造、高度柔性和適應性、直接CAD模型驅動、快速、材料類型豐富多樣等鮮明特點的先進制造技術，由于其不受零件形狀復雜程度的限制，不需要任何的工裝模具，因此應用范圍非常廣。選區激光熔融技術（Selective LaserMelting，簡稱SLM）是近年來發展迅速的增材制造技術之一，其以粉末材料為原料，采用激光對三維實體的截面進行逐層掃描完成原型制造，不受零件形狀復雜程度的限制，不需要任何的工裝模具，應用范圍廣。選擇性激光熔融工藝的基本過程是：送粉裝置將一定量粉末送至工作平臺面，鋪粉裝置將一層粉末材料平鋪在成型缸底板或已成型零件的上表面，激光振鏡系統控制激光以一個近似不變的光斑大小和光束能量按照該層的截面輪廓對實心部分粉末層進行掃描，使粉末熔化并與下面已成型的部分實現粘接；當一層截面燒結完后，工作平臺下降一個層的厚度，鋪粉裝置又在上面鋪上一層均勻密實的粉末，進行新一層截面的掃描燒結，經若干層掃描疊加，直至完成整個原型制造。

雖然目前增材制造設備的應用范圍越來越廣泛，其打印的制件質量也在不斷提升。然而在增材技術領域，進一步提高打印效率以及打印質量仍是不斷追求的目標和難點。

發明內容

基于此，有必要針對上述技術問題，提供一種提高打印效率和打印質量的增材制造設備及其控制方法。

為實現上述目的，本發明提供了一種增材制造設備，包括工作平臺以及設置在工作平臺上的N個打印機構和圓柱形的帶有電荷或磁性的基柱，N個打印機構依次間隔圍繞基柱設置，且與基柱形成相對旋轉運動，各打印機構距離基柱圓心的距離呈等差數列，且公差為層厚， 所述N為大于或等于2的整數；其中，

所述打印機構包括儲粉箱、掃描系統，以及位于儲粉箱和掃描系統之間的刮刀機構，所述儲粉箱的下端設有下粉滾筒，用于給儲粉箱內的粉末充電或施加磁性以產生與基柱上的電荷或磁性的極性相反的電荷或磁性，以及控制粉末從其至少一側下落，以使下落的粉末吸附在基柱的表面或已被燒結的位于基柱表面的粉末層，所述刮刀機構用于對吸附在基柱的表面或已被燒結的位于基柱表面的粉末層的粉末進行刮平，所述掃描系統用于對刮平的粉末進行掃描燒結。

優選地，所述N個打印機構固定設置在工作平臺上，所述基柱設置于工作平臺上且按照預設方向進行旋轉。

作為本發明的進一步優選方案，所述N為3，且相鄰的打印機構分別與基柱的圓心形成第一線段和第二線段，且第一線段與第二線段的夾角為a角。

作為本發明的進一步優選方案，所述刮刀機構和儲粉箱之間設有回粉腔，所述回粉腔的底部表面低于刮刀機構的底部表面，以用于回收刮刀機構刮掉的多余粉末。

作為本發明的進一步優選方案，所述回粉腔與粉末回收系統相連，所述粉末回收系統產生負壓以使惰性氣體將多余粉末回收。

作為本發明的進一步優選方案，所述掃描系統設置于第一空腔內，且在第一空腔的至少一側設有與第一空腔相通的空腔，用于回收掃描系統進行掃描燒結產生的煙塵 。