[發明專利]激光打印系統及方法

在審

• 申請號: 202111446806.X
• 申請日: 2021-11-30
• 公開（公告）號: CN114367679A
• 公開（公告）日: 2022-04-19
• 發明（設計）人: 俞紅祥;王康恒
• 申請（專利權）人: 杭州正向增材制造技術有限公司
• 主分類號: B22F12/00
• 分類號: B22F12/00;B22F10/28;B22F10/31;B22F12/90;B22F12/70;B33Y10/00;B33Y30/00;B33Y40/00
• 代理公司: 杭州華進聯浙知識產權代理有限公司 33250
• 代理人: 戴賢群

本發明涉及一種激光打印系統及方法，第一鋪粉組件設于打印組件的上方，第一鋪粉組件設有第一鋪粉口，供粉組件提供的粉體能夠通過第一鋪粉口鋪設于打印組件。第二鋪粉組件設于打印組件的上方，第二鋪粉組件設有第二鋪粉口，供粉組件提供的粉體能夠通過第二鋪粉口鋪設于打印組件，且第二鋪粉口的鋪粉寬度小于第一鋪粉口的鋪粉寬度。激光發射組件用于發射激光以照射鋪設于打印組件的粉體，以使粉體固化成型。視覺控制組件能夠檢測已經固化成型的打印層的邊緣的平整度，并分別控制第一鋪粉組件和第二鋪粉組件鋪設粉體。本發明提供的激光打印系統及方法，解決了激光打印系統在打印過程中容易與曲翹部位發生干涉的問題。

技術領域

本發明涉及增材制造技術領域，特別是涉及一種激光打印系統及方法。

背景技術

激光粉末床融合制造技術是增材制造的重要技術類型之一。激光粉末床融合制造技術遵循逐層成型原理，即通過成型缸與可升降的打印基板構成成型腔，鋪粉組件向成型腔開口鋪設厚度均勻的金屬粉末薄層，進而通過功率激光掃描照射、加熱金屬粉末薄層指定區域，使之熱熔之后冷卻固化成型，該操作步序隨打印基板逐層下降反復進行，所得片狀金屬固化物逐層累積，即可生成金屬激光打印模型。

復雜金屬工件打印成功率低的問題仍普遍存在，其中最頻發的過程異常是成形中工件與鋪粉組件刮擦甚至碰撞，導致工件與鋪粉刮板損壞，嚴重時還會觸發打印機故障報警，造成打印中斷。誘發這類問題的根本原因在于：復雜金屬工件的切片通常包含大量延展區域，即新打印層邊緣超出已固化物的部分。由于缺少已固化物的機械約束、散熱作用，新打印層邊緣在融合后的冷卻固化階段，易發生收縮應力引發的曲翹變形，當曲翹變形幅度接近甚至凸出鋪粉平面時，極易與移動狀態的鋪粉組件及粉堆發生干涉，尤其時曲翹開口與鋪粉方向相對時，粉堆粉末還會侵入曲翹開口、進一步墊高曲翹開口，導致鋪粉組件與曲翹部位發生自鎖碰撞，進一步惡化干涉的嚴重程度。

發明內容

有鑒于此，有必要提供一種激光打印系統及方法，以解決激光打印系統在打印過程中容易與曲翹部位發生干涉的問題。

本發明提供一種激光打印系統，激光打印系統包括供粉組件、打印組件、第一鋪粉組件、第二鋪粉組件、激光發射組件和視覺控制組件。供粉組件用于提供粉體。打印組件用于承載待打印的粉體。第一鋪粉組件設于打印組件的上方，第一鋪粉組件設有第一鋪粉口，供粉組件提供的粉體能夠通過第一鋪粉口鋪設于打印組件。第二鋪粉組件設于打印組件的上方，第二鋪粉組件設有第二鋪粉口，供粉組件提供的粉體能夠通過第二鋪粉口鋪設于打印組件，且第二鋪粉口的鋪粉寬度小于第一鋪粉口的鋪粉寬度。激光發射組件用于發射激光以照射鋪設于打印組件的粉體，以使粉體固化成型。視覺控制組件電連接第一鋪粉組件和第二鋪粉組件，視覺控制組件能夠檢測已經固化成型的打印層的邊緣的平整度，并分別控制第一鋪粉組件和第二鋪粉組件鋪設粉體。

于本發明的一實施例中，打印組件設有打印平面，打印平面用于承載粉體，打印平面的寬度方向與第一鋪粉口的寬度方向相同，且第一鋪粉口的鋪粉寬度大于或等于打印平面的寬度；第二鋪粉口的鋪粉寬度小于打印平面的寬度。

于本發明的一實施例中，第一鋪粉口的鋪粉寬度為a，第二鋪粉口的鋪粉寬度為b，滿足，a/20≤b≤a/5。如此設置，有利于進一步提高第二鋪粉組件的鋪粉靈活性。

于本發明的一實施例中，第一鋪粉組件包括：第一移動儲粉倉和直線移動模組，第一鋪粉口設于第一移動儲粉倉的底部，第一移動儲粉倉可滑動地連接于直線移動模組，直線移動模組用于驅動第一移動儲粉倉沿著直線移動。如此設置，有利于降低第一鋪粉組件的裝配難度，進而降低激光打印系統的生產成本。

于本發明的一實施例中，第二鋪粉組件包括：第二移動儲粉倉和水平移動模組，第二鋪粉口設于第二移動儲粉倉的底部，第二移動儲粉倉可活動地連接于水平移動模組，水平移動模組用于驅動第二移動儲粉倉在水平面內移動。如此設置，有利于降低第二鋪粉組件的裝配難度，進而降低激光打印系統的生產成本。