[發明專利]一種電磁感應加熱輔助SLM成形裝置及成形方法

在審

• 申請號: 202110578401.5
• 申請日: 2021-05-26
• 公開（公告）號: CN113275568A
• 公開（公告）日: 2021-08-20
• 發明（設計）人: 魏青松;滕慶;孫閃閃;程坦;謝寅
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: B22F3/105
• 分類號: B22F3/105;B22F12/17;B22F10/28;B33Y30/00
• 代理公司: 華中科技大學專利中心 42201
• 代理人: 夏倩

1.一種電磁感應加熱輔助SLM成形裝置，其特征在于，包括成形室(5)、電磁加熱單元、送粉機構(4)、成形機構(10)和激光成形單元；

所述送粉機構(4)和所述成形機構(10)并排設置于所述成形室(5)底部；所述激光成形單元設置于所述成形機構(10)的上方；

所述電磁加熱單元包括電磁感應線圈(7)和升降驅動機構(9)，所述電磁感應線圈(7)位于所述成形機構(10)的基板上方，所述升降驅動機構(9)連接所述電磁感應線圈(7)并驅動其沿所述成形機構(10)的基板軸向移動；

所述送粉機構(4)設有鋪粉刮刀(2)，所述鋪粉刮刀(2)用于將粉料均勻鋪設于所述成形機構(10)的基板上；所述升降驅動機構(9)用于驅動所述電磁感應線圈(7)下降至成形平面；所述電磁感應線圈(7)用于通電后產生熱量并對粉料進行預熱；待預熱至預設溫度后，所述激光成形單元用于根據預設加工軌跡對粉料進行加工。

2.根據權利要求1所述的一種電磁感應加熱輔助SLM成形裝置，其特征在于，所述電磁加熱單元還包括電源控制器(12)，所述電源控制器(12)連接于所述電磁感應線圈(7)，其用于向所述電磁感應線圈(7)通入高頻交變電流以使所述電磁感應線圈(7)產生交變磁場。

3.根據權利要求1所述的一種電磁感應加熱輔助SLM成形裝置，其特征在于，所述激光成形單元包括激光器(11)和振鏡組件(1)，所述振鏡組件(1)設置于所述成形機構(10)的上方，所述激光器(11)設置于所述振鏡組件(1)的一側；所述激光器(11)將成形所需的激光束平行于成形平面射入所述振鏡組件(1)；所述振鏡組件(1)用于根據預設加工軌跡將所述激光束反射至所述成形平面的對應位置。

4.根據權利要求3所述的一種電磁感應加熱輔助SLM成形裝置，其特征在于，還包括測溫儀(6)，所述測溫儀(6)安裝于所述成形室(5)的頂部，其用于對成形平面的溫度進行實時檢測。

5.根據權利要求4所述的一種電磁感應加熱輔助SLM成形裝置，其特征在于，還包括控制器(14)，所述控制器(14)電連接于所述電磁加熱單元，其用于接收所述測溫儀(6)檢測到的成形平面的溫度信號，調節通入所述電磁感應線圈(7)的電流以調控所述電磁感應線圈(7)產生的預熱溫度。

6.根據權利要求5所述的一種電磁感應加熱輔助SLM成形裝置，其特征在于，所述控制器(14)還電連接于所述激光成形單元，用于控制所述激光器(11)的開關以及所述振鏡組件(1)的運動軌跡。

7.根據權利要求1所述的一種電磁感應加熱輔助SLM成形裝置，其特征在于，還包括廢料收集機構(13)，所述廢料收集機構(13)設置于所述成形機構(10)的一側。

8.根據權利要求1所述的一種電磁感應加熱輔助SLM成形裝置，其特征在于，還包括冷卻系統，所述冷卻系統用于在所述電磁感應線圈(7)工作時保護所述電磁感應線圈避免其溫度過高。

9.一種使用權利要求1-8任一項所述的電磁感應加熱輔助SLM成形裝置的成形方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一，升降驅動機構驅動電磁感應線圈上升，鋪粉刮刀將送粉機構中的粉料均勻鋪到成形機構的基板上；

步驟二，鋪粉刮刀回程，升降驅動機構驅動電磁感應線圈下降至成形平面上，向電磁感應線圈通電使其產生熱量并對粉料進行預熱；

步驟三，待預熱至設定溫度時，開啟激光成形單元根據預設軌跡對粉料進行加工，完成當前層加工；

步驟四，重復步驟一至三完成對成形件的逐層加工。

10.根據權利要求9所述的一種電磁感應加熱輔助SLM成形方法，其特征在于，在所述步驟一之前，還需將成形室內抽真空并通入保護氣體以降低成形室的含氧量。