[發明專利]一種增減材復合的激光選區熔化成形3D打印裝置

在審

• 申請號: 202310203256.1
• 申請日: 2023-03-03
• 公開（公告）號: CN116160018A
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發明（設計）人: 段現銀;徐晨;張健;潘遠君
• 申請（專利權）人: 瀘州翰飛航天科技發展有限責任公司
• 主分類號: B22F10/28
• 分類號: B22F10/28;B22F12/50;B22F10/73;B22F12/53;B22F12/90;B33Y10/00;B33Y30/00
• 代理公司: 北京正華智誠專利代理事務所(普通合伙) 11870
• 代理人: 何凡

本發明公開了一種增減材復合的激光選區熔化成形3D打印裝置，包括箱體、設置在箱體內的工作平臺、鋪粉模組、成型平臺升降模組、激光掃描模塊、CNC銑削模組以及控制模塊；通過鋪粉模組的水平移動將粉末鋪設到工作平臺上，成型平臺升降模組設置在下腔內，通過成型平臺模組向工作平臺輸送粉末，并進行成型作業，激光掃描模塊設置在上腔內，并對工作平臺進行全方位掃描；CNC銑削模組設置在上腔內，且可進行X、Y、Z三軸移動。該裝置結構可靠，使用性能好，實現對激光選區熔化與CNC銑削的增減材復合制造設備的有機結合，實現增材和減材過程的可靠控制。

技術領域

本發明涉及3D打印技術領域，具體涉及一種增減材復合的激光選區熔化成形3D打印裝置。

背景技術

增材制造技術的出現推動了傳統制造模式的改變，使面向制造的設計逐步轉變為了面向功能的制造。但是隨著增材制造技術的規模化和產業化，成型零件的尺寸精度低，表面光潔度差，以及懸垂結構和隨形流道內部表面難以加工等問題越來越突出，這極大地限制了增材制造技術在航空、航天、汽車、模具等領域地進一步發展。

在國內目前送粉式增減材復合制造機床的代表主要有大連三壘機器股份有限公司的SVW80C-3D，北京機電院機床有限公司的XKR40-Hybrid和青海華鼎裝備制造有限公司的XF1200-3D。然而鋪粉式增減材制造設備國內目前沒有推出，因而研究開發鋪粉式增減材符合制造設備具有重要意義。

發明內容

為了解決上述技術問題，本發明提供了一種增減材復合的激光選區熔化成形3D打印裝置。

本發明解決上述技術問題的技術方案如下：一種增減材復合的激光選區熔化成形3D打印裝置，包括箱體；

工作平臺，所述工作平臺位于所述箱體內，并將所述箱體分隔為上腔和下腔；

鋪粉模組，鋪粉模組設置在上腔內，并通過鋪粉模組的水平移動將粉末鋪設到工作平臺上；

成型平臺升降模組，成型平臺升降模組設置在下腔內，并通過成型平臺模組向工作平臺輸送粉末，并進行成型作業；

激光掃描模塊，激光掃描模塊設置在上腔內，并對工作平臺進行全方位掃描；

CNC銑削模組，CNC銑削模組設置在上腔內，且可進行X、Y、Z三軸移動，

以及分別與鋪粉模組、成型平臺升降模組、激光掃描模塊和CNC銑削模組通信連接的控制模塊。

進一步地，鋪粉模組包括模組殼體、位于模組殼體內的傳動機構、與傳動機構連接且沿模組殼體移動的連接座以及設置在連接座上的刮板，刮板的端部延伸至工作平臺上，通過刮板的運動對成型平臺升降模組輸送的粉末在工作平臺上進行鋪粉操作。

進一步地，傳動機構包括驅動電機、通過聯軸器與驅動電機連接的絲桿以及設置在絲桿上的滑塊，模組殼體設置在所述滑塊上。

進一步地，成型平臺升降模組包括成型模組以及分別設置在成型模組兩側的供粉模組，鋪粉模組在兩個供粉模組之間來回運動對供粉模組輸送的粉末進行鋪粉，并通過成型模組進行成型操作。

進一步地，供粉模組和成型模組均包括電機安裝板、設置在電機安裝板上的伺服電機、通過聯軸器連接在伺服電機輸出端的滾珠絲桿以及配合連接在滾珠絲桿上的絲桿螺母，且絲桿螺母通過直線軸承固定在成型倉底板上，電機安裝板的兩側設置有導軸，導軸的頂端設置有基板，通過滾珠絲桿轉動帶動供粉模組的基板沿供粉缸升降，帶動成型模組的基板沿成形缸升降。

進一步地，激光掃描模塊包括激光器以及用于激光傳輸和聚焦的掃描聚焦單元和準直光束放大單元。

進一步地，掃描聚焦單元包括PC機、振鏡控制卡、X軸反射鏡和Y軸反射鏡、偏轉電機、F-theta鏡，所述PC機與所述振鏡控制卡通信連接，通過所述電機與所述振鏡控制卡通信連接，通過所述電機控制所述X軸反射鏡和Y軸反射鏡的偏轉。