電子束熔融及激光銑削復(fù)合3d打印設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及3D打印設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，公開了電子束熔融及激光銑削復(fù)合3D打印設(shè)備，包括基座，基座上設(shè)有加工平臺(tái)；基座上設(shè)有用于將金屬粉鋪設(shè)在加工平臺(tái)的鋪粉結(jié)構(gòu)；加工平臺(tái)的上方分別設(shè)有電子束發(fā)射結(jié)構(gòu)以及激光銑削頭；電子束發(fā)射結(jié)構(gòu)發(fā)射電子束對(duì)金屬粉層進(jìn)行熔融以形成單層或多層近似形體；激光銑削頭發(fā)射激光束對(duì)單層或多層近似形體進(jìn)行銑削加工。3D打印設(shè)備將以激光銑削為主的去除式加工與以電子束熔融3D打印為主的增量疊層制造工藝集成，克服3D打印技術(shù)在尺寸和形狀等方面的缺陷，克服切削對(duì)零部件復(fù)雜程度等方面的制約，不須對(duì)加工后的零件進(jìn)行二次加工，避免裝夾困難、加工誤差大、加工時(shí)零件出現(xiàn)變形以及難以加工的問題。
【專利說明】電子束熔融及激光銑削復(fù)合3D打印設(shè)備

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及3D打印設(shè)備的【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及電子束熔融及激光銑削復(fù)合3D打印設(shè)備。

【背景技術(shù)】
[0002]金屬熔融3D打印技術(shù)(Selective Laser Melting，SLM)是利用高亮度激光直接熔化金屬粉末材料，無需粘結(jié)劑，由3D模型直接成型出與鑄件性能相當(dāng)?shù)娜我鈴?fù)雜結(jié)構(gòu)零件。
[0003]金屬熔融3D打印技術(shù)雖然可以成型出達(dá)到鑄造強(qiáng)度級(jí)別的零件，但是成型出的零件的形狀誤差大、表面光潔度不高，這樣，成型后的零件則需要采用傳統(tǒng)的機(jī)械加工方式對(duì)此進(jìn)行二次加工，才能得到航空制造工業(yè)所要求的形狀及表面精度。而航空航天行業(yè)大部分零件，如發(fā)動(dòng)機(jī)噴嘴、葉片、蜂窩結(jié)構(gòu)的燃燒室等，一般是復(fù)雜薄壁或點(diǎn)陣夾芯結(jié)構(gòu)，或是尺寸較大的形狀，或是自由曲面等形狀，當(dāng)采用金屬熔融3D打印技術(shù)加工出來的零件，再放入機(jī)床進(jìn)行二次加工時(shí)，則存在以下問題:
[0004]I)、裝夾困難，或裝夾后，由于坐標(biāo)變換無法精確定位零件參考點(diǎn)，導(dǎo)致加工誤差大；
[0005]2)、對(duì)于薄壁結(jié)構(gòu)的零件，加工時(shí)，由于無支撐零件的面，導(dǎo)致零件應(yīng)力變形；
[0006]3)、部分零件由于內(nèi)部結(jié)構(gòu)復(fù)雜，刀具無法伸入其內(nèi)部，導(dǎo)致難以加工。
[0007]由于上述問題的存在，導(dǎo)致目前金屬熔融3D打印技術(shù)雖然已經(jīng)應(yīng)用到飛機(jī)零件的生產(chǎn)制造中，但應(yīng)用面較窄，僅應(yīng)用于一些對(duì)精度、強(qiáng)度要求不高的零件，或者形狀較簡單及容易二次機(jī)械加工的零件的加工上，距離廣泛應(yīng)用還存在較大差距。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明的目的在于提供電子束熔融及激光銑削復(fù)合3D打印設(shè)備，旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中，采用金屬熔融3D打印技術(shù)加工的零件在機(jī)床進(jìn)行二次加工，存在裝夾困難、加工誤差大、零件易變性及難以加工的問題。
[0009]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，電子束熔融及激光銑削復(fù)合3D打印設(shè)備，包括基座，所述基座上設(shè)有沿豎向移動(dòng)的加工平臺(tái)；所述基座上設(shè)有用于將金屬粉鋪設(shè)在所述加工平臺(tái)形成金屬粉層的鋪粉結(jié)構(gòu)；所述加工平臺(tái)的上方分別設(shè)有電子束發(fā)射結(jié)構(gòu)以及可在立體空間移動(dòng)的激光銑削頭；所述電子束發(fā)射結(jié)構(gòu)發(fā)射電子束對(duì)位于所述加工平臺(tái)上的金屬粉層進(jìn)行熔融加工以形成單層或多層近似形體；所述激光銑削頭發(fā)射激光束對(duì)形成在所述加工平臺(tái)上的單層或多層近似形體進(jìn)行銑削加工。
[0010]進(jìn)一步地，所述基座上設(shè)有兩個(gè)相間隔并排布置的導(dǎo)軌，所述加工平臺(tái)位于兩所述導(dǎo)軌之間；所述鋪粉結(jié)構(gòu)包括刮刀以及儲(chǔ)粉箱，所述刮刀的兩端分別活動(dòng)連接于兩所述導(dǎo)軌，所述刮刀的下端與所述加工平臺(tái)之間具有間隙；所述儲(chǔ)粉箱具有上端開口且用于裝置金屬粉的儲(chǔ)粉腔，所述基座中設(shè)有與所述儲(chǔ)粉腔的上端開口對(duì)齊的通孔；所述儲(chǔ)粉箱的儲(chǔ)粉腔中設(shè)有豎向移動(dòng)且用于將金屬粉運(yùn)送至所述基座上的運(yùn)粉臺(tái)，所述運(yùn)粉臺(tái)分別與所述儲(chǔ)粉腔的上端開口及通孔對(duì)齊布置。
[0011]進(jìn)一步地，所述基座上設(shè)有兩個(gè)相間隔并排布置的導(dǎo)軌，所述加工平臺(tái)位于兩所述導(dǎo)軌之間；所述鋪粉結(jié)構(gòu)包括刮刀以及位于所述刮刀上方的漏粉箱，所述刮刀的兩端分別活動(dòng)連接于兩所述導(dǎo)軌，所述刮刀的下端與所述加工平臺(tái)之間具有間隙；所述漏粉箱中設(shè)有用于裝置金屬粉的儲(chǔ)粉腔，所述漏粉箱的下端設(shè)有漏粉孔，所述刮刀的上端設(shè)有用于收集經(jīng)由所述漏粉孔落下的金屬粉的集粉槽。
[0012]進(jìn)一步地，所述鋪粉結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)所述刮刀及兩個(gè)所述漏粉箱，兩個(gè)所述刮刀分別設(shè)置有所述加工平臺(tái)的前端及后端，兩個(gè)所述漏粉箱分別位于兩個(gè)所述刮刀的上方。
[0013]進(jìn)一步地，所述加工平臺(tái)的兩側(cè)分別設(shè)有用于檢測鋪設(shè)在所述加工平臺(tái)上的金屬粉層厚度的傳感器。
[0014]進(jìn)一步地，所述電子束發(fā)射結(jié)構(gòu)包括發(fā)射電子束的電子束發(fā)生器以及通電產(chǎn)生磁場的線圈，所述電子束發(fā)生器發(fā)射的電子束穿過所述線圈產(chǎn)生的磁場。
[0015]進(jìn)一步地，兩個(gè)所述導(dǎo)軌上活動(dòng)連接有門架，所述門架包括兩個(gè)相間隔布置的連接臂以及橫梁，兩個(gè)所述連接臂的下端分別活動(dòng)連接在兩個(gè)所述導(dǎo)軌上，所述橫梁的兩端分別連接在兩個(gè)所述連接臂的上端；所述橫梁上活動(dòng)連接有橫梁移動(dòng)的移動(dòng)端子，所述移動(dòng)端子上活動(dòng)連接有相對(duì)于所述移動(dòng)端子上下移動(dòng)的連接板，所述激光銑削頭連接于所述連接板上。
[0016]進(jìn)一步地，所述激光銑削頭內(nèi)設(shè)有供冷卻水流通的冷卻管路。
[0017]進(jìn)一步地，所述電子束熔融及激光銑削復(fù)合3D打印設(shè)備還包括回收箱，所述回收箱中具有用于裝置回收所述基座上金屬粉的回收腔，所述回收箱位于所述基座的下方，所述基座中設(shè)有連通所述回收腔的回收口。
[0018]進(jìn)一步地，所述電子束熔融及激光銑削復(fù)合3D打印設(shè)備裝置在加工室的加工空間內(nèi)，所述加工室的加工空間呈真空狀或充有惰性氣體。
[0019]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明提供的電子束熔融及激光銑削復(fù)合3D打印設(shè)備加工零件，利用電子束發(fā)射結(jié)構(gòu)發(fā)射的電子束逐層熔融金屬粉層后，利用激光銑削頭發(fā)出的激光束對(duì)單層或多層近似形體進(jìn)行銑削加工，循環(huán)重復(fù)直至零件加工完畢，該3D打印設(shè)備將傳統(tǒng)的以激光銑削為主的去除式精密加工與以電子束熔融3D打印為主的增量疊層制造工藝集成為一體，既能克服傳統(tǒng)3D打印技術(shù)在尺寸和形狀精度等方面的缺陷，也可以克服切削加工對(duì)零部件復(fù)雜程度等方面的制約，這樣，則不需要對(duì)加工后的零件進(jìn)行二次加工，避免現(xiàn)時(shí)裝夾困難、加工誤差大、加工時(shí)零件出現(xiàn)變形以及難以加工的問題，為3D打印技術(shù)開辟更加廣闊的應(yīng)用空間，為航空航天產(chǎn)業(yè)核心精密零部件的生產(chǎn)制造提供新的方法和手段；另外，采用激光束對(duì)單層或多層近似形體進(jìn)行銑削加工，屬于非接觸式銑削加工，避免傳統(tǒng)式刀具直接與單層或多層近似形體直接接觸加工存在的缺陷，大大提高銑削加工的精度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的電子束熔融及激光銑削復(fù)合3D打印設(shè)備的立體示意圖；
[0021]圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的激光銑削頭的立體示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0022]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0023]以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)的描述。
[0024]如圖1?2所示，為本發(fā)明提供的較佳實(shí)施例。
[0025]本發(fā)明提供的3D打印設(shè)備1，復(fù)合了激光銑削加工及電子束熔融，其可以用于成型各種零件，如航空制造工業(yè)所需的零件等。
[0026]電子束熔融及激光銑削復(fù)合3D打印設(shè)備I包括基座100、鋪粉結(jié)構(gòu)、電子束發(fā)射結(jié)構(gòu)101以及激光銑削頭114，其中，基座100作為整個(gè)3D打印設(shè)備I的基礎(chǔ)，起到承載作用，基座100上設(shè)有沿豎直方向移動(dòng)的加工平臺(tái)109，金屬粉被鋪設(shè)在該加工平臺(tái)109上；鋪粉結(jié)構(gòu)設(shè)置在基座100上，鋪粉結(jié)構(gòu)用于將金屬粉等輸送到加工平臺(tái)109上，且金屬粉在加工平臺(tái)109上形成金屬粉層；電子束發(fā)射結(jié)構(gòu)101位于加工平臺(tái)109的上方，其發(fā)射可以在水平面移動(dòng)的電子束，且該電子束用于對(duì)形成在加工平臺(tái)109上的金屬粉層進(jìn)行熔融加工以形成單層或多層近似形體；激光銑削頭114位于加工平臺(tái)109的上方，其可以在空間中立體移動(dòng)，該激光銑削頭114可以發(fā)射激光束對(duì)加工平臺(tái)109上熔融成型的單層或多層近似形體進(jìn)行銑削加工。
[0027]參照?qǐng)D1所示，設(shè)定平行于加工平臺(tái)109的XY平面為水平面，Z方向則為豎直方向，垂直于水平面的平面為豎直平面，這樣，加工平臺(tái)109可以在沿Z方向上下移動(dòng)，電子束發(fā)射結(jié)構(gòu)101發(fā)射的電子束在XY平面移動(dòng)，而激光銑削頭114可以在X、Y、Z方向移動(dòng)。
[0028]在上述的電子束熔融及激光銑削復(fù)合3D打印設(shè)備I中，采用電子束發(fā)射結(jié)構(gòu)101發(fā)射的電子束熔融金屬粉層進(jìn)行3D打印，利用激光銑削頭114發(fā)射的激光束對(duì)電子束發(fā)射結(jié)構(gòu)101每次加工的單層或多層近似形體進(jìn)行銑削加工，融合3D打印技術(shù)及銑削加工為一體。
[0029]在實(shí)際加工過程中，其具體操作過程如下:
[0030]I)、鋪粉結(jié)構(gòu)將金屬粉輸送至加工平臺(tái)109上，并鋪設(shè)在加工平臺(tái)109上，形成金屬粉層；按照3D打印技術(shù)，電子束發(fā)射結(jié)構(gòu)101發(fā)射電子束對(duì)加工平臺(tái)109上的金屬粉層熔融加工，逐行逐層堆積形成單層或多層的近似形體；
[0031]2)、利用激光銑削頭114發(fā)射的激光束對(duì)加工平臺(tái)109上形成的單層或多層的近似形體進(jìn)行銑削，以達(dá)到構(gòu)件所需的尺寸及表面精度；
[0032]3)、重復(fù)循環(huán)上述步驟I)及步驟2)，一直到最后零件的形狀加工完畢。
[0033]每次完成上述步驟I)及2)，加工平臺(tái)109則會(huì)向下移動(dòng)一定距離，以保證重新布置在加工平臺(tái)109上的金屬粉層與電子束發(fā)射結(jié)構(gòu)101發(fā)射的電子束的焦點(diǎn)之間的距離保持不變。在步驟I)中，利用電子束發(fā)射結(jié)構(gòu)101發(fā)出的電子束在水平面移動(dòng)，在加工平臺(tái)109上的金屬粉層中成型單層或多層近似形體；在步驟2)中，利用激光銑削頭114發(fā)射的激光束在立體空間移動(dòng)，可以對(duì)各種類型的單層或多層近似形體全方位進(jìn)行銑削。
[0034]利用本實(shí)施例提供的電子束熔融及激光銑削復(fù)合3D打印設(shè)備I加工零件，利用電子束逐層熔融金屬粉層后，利用激光銑削頭114發(fā)射的激光束對(duì)單層或多層近似形體進(jìn)行銑削加工，循環(huán)重復(fù)直至零件加工完畢，該3D打印設(shè)備將傳統(tǒng)的以激光銑削為主的去除式精密加工與以電子束熔融3D打印為主的增量疊層制造工藝集成為一體，既能克服傳統(tǒng)3D打印技術(shù)在尺寸和形狀精度等方面的缺陷，也可以克服切削加工對(duì)零部件復(fù)雜程度等方面的制約，這樣，則不需要對(duì)加工后的零件進(jìn)行二次加工，避免現(xiàn)時(shí)裝夾困難、加工誤差大、加工時(shí)零件出現(xiàn)變形以及難以加工的問題，為3D打印技術(shù)開辟更加廣闊的應(yīng)用空間，為航空航天產(chǎn)業(yè)核心精密零部件的生產(chǎn)制造提供新的方法和手段。
[0035]另外，采用激光銑削頭114發(fā)射的激光束對(duì)單層或多層近似形體進(jìn)行銑削加工，屬于非接觸式銑削加工，避免傳統(tǒng)式刀具直接與單層或多層近似形體直接接觸加工存在的缺陷，大大提高銑削加工的精度。
[0036]本實(shí)施例中，在基座100上設(shè)有兩排相間隔并行布置的導(dǎo)軌105，該兩個(gè)導(dǎo)軌105布置在加工平臺(tái)109的兩側(cè)；鋪粉結(jié)構(gòu)包括刮刀104以及儲(chǔ)粉箱103，刮刀104的兩端分別活動(dòng)連接在兩個(gè)導(dǎo)軌105上，這樣，刮刀104則可以沿著導(dǎo)軌105在水平面上移動(dòng)，且刮刀104的下端面與加工平臺(tái)109之間具有間隙；儲(chǔ)粉箱103具有上端開口的儲(chǔ)粉腔，儲(chǔ)粉箱103的儲(chǔ)粉腔用于存儲(chǔ)金屬粉，該儲(chǔ)粉箱103位于基座100的下方，且在基座100中，設(shè)有連通該儲(chǔ)粉箱103上端開口的通孔，也就是說，通孔與儲(chǔ)粉箱103的上端開口對(duì)齊，當(dāng)然，該通孔也位于兩個(gè)導(dǎo)軌105之間。
[0037]在儲(chǔ)粉箱103中還設(shè)有可以上下移動(dòng)的運(yùn)粉臺(tái)，該運(yùn)粉臺(tái)與儲(chǔ)粉箱103的上端開口及基座100中的通孔分別對(duì)齊布置，這樣，當(dāng)刮刀104需要在加工平臺(tái)109上鋪設(shè)金屬粉層時(shí)，運(yùn)粉臺(tái)上運(yùn)載著金屬粉，并向上移動(dòng)，分別穿過儲(chǔ)粉箱103的上端開口及基座100的通孔，直至金屬粉顯露在基座100上，這樣，利用刮刀104則可以將金屬粉刮至加工平臺(tái)109上，形成金屬粉層，當(dāng)然，每次形成在加工平臺(tái)109上的金屬粉層的厚度，與刮刀104下端與加工平臺(tái)109的間隙一致。
[0038]這樣，根據(jù)實(shí)際加工需要，則可以選擇每次鋪設(shè)在加工平臺(tái)109上的金屬粉層的厚度，只需要調(diào)整刮刀104，調(diào)節(jié)刮刀104下端與加工平臺(tái)109之間的間隙則可。
[0039]作為優(yōu)選的實(shí)施例，本實(shí)施例中，鋪粉結(jié)構(gòu)包括有兩個(gè)上述的刮刀104以及兩個(gè)上述的儲(chǔ)粉箱103，這樣，兩個(gè)刮刀104的兩端分別活動(dòng)連接在兩個(gè)導(dǎo)軌105上，且兩個(gè)刮刀104分別設(shè)置在加工平臺(tái)109的前端及后端，這樣，在利用刮刀104進(jìn)行鋪粉時(shí)，則可以利用兩個(gè)刮刀104交互操作，大大提高了鋪粉效率。
[0040]或者，作為其它實(shí)施例，本實(shí)施例中，鋪粉結(jié)構(gòu)還可以是包括上述的刮刀104以及漏粉箱，該漏粉箱位于基座100的上方，其中設(shè)有儲(chǔ)粉腔，金屬粉則存儲(chǔ)在該漏粉箱的儲(chǔ)粉腔中。在漏粉箱的下端設(shè)有漏粉孔，該漏粉孔連通漏粉腔，漏粉腔內(nèi)的金屬粉可以通過該漏粉孔落在基座100上，并由刮刀104進(jìn)行鋪粉操作，將金屬粉鋪設(shè)在加工平臺(tái)109上，形成金屬粉層。
[0041]具體地，漏粉孔呈條狀延伸布置，這樣，保證通過刮刀104進(jìn)行鋪粉后的金屬粉層的寬度滿足使用需要。一般情況下，保證漏粉孔的長度略大于加工平臺(tái)109的寬度。
[0042]當(dāng)然，對(duì)于設(shè)置漏粉箱實(shí)現(xiàn)自上而下漏粉的結(jié)構(gòu)，也可以設(shè)置兩個(gè)漏粉箱，分別位于加工平臺(tái)109的上方的前端及后端，并且，配合兩個(gè)刮刀104，實(shí)現(xiàn)交互式鋪粉操作。
[0043]為了對(duì)鋪設(shè)在加工平臺(tái)109上的金屬粉層的厚度進(jìn)行檢測，本實(shí)施例中，在加工平臺(tái)109的兩側(cè)分別設(shè)有傳感器107，該傳感器107用于對(duì)鋪設(shè)在加工平臺(tái)109上的金屬粉層的厚度進(jìn)行檢測，傳感器107檢測的信息通過反饋給控制中心，進(jìn)而由控制中心對(duì)加工平臺(tái)109與刮刀104之間的間隙進(jìn)行調(diào)節(jié)。
[0044]具體地，為了更加準(zhǔn)確的檢測金屬粉層的厚度，本實(shí)施例，在加工平臺(tái)109的兩偵牝沿著加工平臺(tái)109的側(cè)邊延伸，分別布置有多個(gè)上述的傳感器107。
[0045]電子束發(fā)射結(jié)構(gòu)101包括電子束發(fā)生器以及線圈，其中，電子束發(fā)生器可以發(fā)射電子束，其發(fā)射的電子束通過線圈通電形成的磁場，這樣，通過對(duì)線圈磁場的調(diào)節(jié)，則可以改變電子束的傳輸路徑，實(shí)現(xiàn)電子束在水平面的移動(dòng)，根據(jù)需要加工近似形體構(gòu)件的形狀要求，對(duì)應(yīng)地調(diào)節(jié)線圈產(chǎn)生的磁場，從而實(shí)現(xiàn)電子束的偏移。
[0046]為了實(shí)現(xiàn)加工平臺(tái)109上上下移動(dòng)，上述的加工平臺(tái)109下方連接有升降馬達(dá)111，利用該升降馬達(dá)111的動(dòng)力驅(qū)動(dòng)，驅(qū)動(dòng)加工平臺(tái)109的上下移動(dòng)，當(dāng)每次鋪粉結(jié)構(gòu)在加工平臺(tái)109上鋪設(shè)一層金屬粉層后，升降平臺(tái)則控制加工平臺(tái)109下降固定距離，從而保證電子束發(fā)射結(jié)構(gòu)101發(fā)射的電子束的焦點(diǎn)落在金屬粉層上的距離不變。
[0047]本實(shí)施例中，在兩個(gè)導(dǎo)軌105上設(shè)有門架106，該門架106包括兩相間隔布置的連接臂1062以及橫梁1061，兩連接臂1062的下端分別活動(dòng)連接在兩導(dǎo)軌105上，且可以沿著導(dǎo)軌105移動(dòng)，橫梁1061連接在兩連接臂1062的上端，這樣，橫梁1061則呈橫跨狀布置在兩個(gè)導(dǎo)軌105之間。在橫梁1061上活動(dòng)連接有移動(dòng)端子112，該移動(dòng)端子112可以沿著橫梁1061移動(dòng)。
[0048]在上述的移動(dòng)端子上還活動(dòng)連接有連接板113，該連接板113可以相對(duì)移動(dòng)端子上下移動(dòng)，也就是沿著豎向移動(dòng)，沿著Z方向移動(dòng)。激光銑削頭114連接在該連接板113上，這樣，當(dāng)連接板113在豎向移動(dòng)時(shí)，激光銑削頭114也隨之在豎向移動(dòng)。
[0049]在上述的結(jié)構(gòu)中，橫梁1061可以沿著兩個(gè)導(dǎo)軌105移動(dòng)，也就是沿著Y方向移動(dòng)，移動(dòng)端子112可以沿著橫梁1061移動(dòng)，也就是沿著X方向移動(dòng)，連接板113相對(duì)于連接板113上下移動(dòng)，也就是沿Z方向移動(dòng)，這樣，激光銑削頭114則可以在立體空間移動(dòng)。
[0050]另外，激光銑削頭114內(nèi)設(shè)有冷卻管路115，該冷卻管路115中供冷卻水連通，這樣，通過在冷卻管路115內(nèi)流通冷卻水，則可以利用冷卻水的流動(dòng)，帶走激光銑削頭114中個(gè)構(gòu)件工作過程中產(chǎn)生的熱量，起到散熱的效果，保證激光銑削頭114較佳的工作效率及性能。
[0051]本實(shí)施例中，電子束熔融及激光銑削復(fù)合3D打印設(shè)備I還包括金屬粉回收結(jié)構(gòu)，該金屬粉回收結(jié)構(gòu)用于將基座100上加工剩余的金屬粉進(jìn)行回收，這樣，則有利于金屬粉的循環(huán)利用。
[0052]具體地，金屬粉回收結(jié)構(gòu)包括回收箱110，該回收箱110中設(shè)有用于容置回收的金屬粉的回收腔，回收箱I1位于基座100的下方，在基座100中設(shè)有回收口，該回收口連通回收箱110的回收腔，這樣，基座100上加工剩余的金屬粉則可以通過回收口進(jìn)入回收箱110的回收腔中，回收腔內(nèi)的金屬粉，進(jìn)行殘?jiān)鼮V除，則可以重新循環(huán)使用。
[0053]本實(shí)施例中，回收口布置在加工平臺(tái)109的側(cè)邊，當(dāng)然，沿著刮刀104鋪粉時(shí)的移動(dòng)方向，回收口布置在加工平臺(tái)109的后端；或者，對(duì)于兩個(gè)刮刀104配合交互式鋪粉的操作，回收口可以分別設(shè)置在加工平臺(tái)109的前端及后端；或者，作為其它實(shí)施例，回收口可以布置的加工平臺(tái)109的兩側(cè)。
[0054]為了使得電子束熔融及激光銑削復(fù)合3D打印設(shè)備I在加工的過程中，金屬粉不會(huì)被氧化，從而使得成型的零件的性能較佳，本實(shí)施例中，電子束熔融及激光銑削復(fù)合3D打印設(shè)備I還包括加工室，該加工室內(nèi)具有加工空間，且該加工空間呈真空狀態(tài)，或者，加工空間內(nèi)充入惰性氣體，上述的基座100布置在加工室的加工空間內(nèi)，也就是電子束熔融及激光銑削復(fù)合3D打印設(shè)備I裝置在加工室的加工空間內(nèi)，這樣，可以減少環(huán)境對(duì)金屬熔融或凝固時(shí)的影響，提高金屬的機(jī)械以及物理性能，為金屬電子束熔融3D打印技術(shù)開辟更加廣闊的應(yīng)用空間，為高熔點(diǎn)金屬的生產(chǎn)制造提供新的方法和手段。
[0055]以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.電子束熔融及激光銑削復(fù)合3D打印設(shè)備，其特征在于，包括基座，所述基座上設(shè)有沿豎向移動(dòng)的加工平臺(tái)；所述基座上設(shè)有用于將金屬粉鋪設(shè)在所述加工平臺(tái)形成金屬粉層的鋪粉結(jié)構(gòu)；所述加工平臺(tái)的上方分別設(shè)有電子束發(fā)射結(jié)構(gòu)以及可在立體空間移動(dòng)的激光銑削頭；所述電子束發(fā)射結(jié)構(gòu)發(fā)射電子束對(duì)位于所述加工平臺(tái)上的金屬粉層進(jìn)行熔融加工以形成單層或多層近似形體；所述激光銑削頭發(fā)射激光束對(duì)形成在所述加工平臺(tái)上的單層或多層近似形體進(jìn)行銑削加工。
2.如權(quán)利要求1所述的電子束熔融及激光銑削復(fù)合3D打印設(shè)備，其特征在于，所述基座上設(shè)有兩個(gè)相間隔并排布置的導(dǎo)軌，所述加工平臺(tái)位于兩所述導(dǎo)軌之間；所述鋪粉結(jié)構(gòu)包括刮刀以及儲(chǔ)粉箱，所述刮刀的兩端分別活動(dòng)連接于兩所述導(dǎo)軌，所述刮刀的下端與所述加工平臺(tái)之間具有間隙；所述儲(chǔ)粉箱具有上端開口且用于裝置金屬粉的儲(chǔ)粉腔，所述基座中設(shè)有與所述儲(chǔ)粉腔的上端開口對(duì)齊的通孔；所述儲(chǔ)粉箱的儲(chǔ)粉腔中設(shè)有豎向移動(dòng)且用于將金屬粉運(yùn)送至所述基座上的運(yùn)粉臺(tái)，所述運(yùn)粉臺(tái)分別與所述儲(chǔ)粉腔的上端開口及通孔對(duì)齊布置。
3.如權(quán)利要求1所述的電子束熔融及激光銑削復(fù)合3D打印設(shè)備，其特征在于，所述基座上設(shè)有兩個(gè)相間隔并排布置的導(dǎo)軌，所述加工平臺(tái)位于兩所述導(dǎo)軌之間；所述鋪粉結(jié)構(gòu)包括刮刀以及位于所述刮刀上方的漏粉箱，所述刮刀的兩端分別活動(dòng)連接于兩所述導(dǎo)軌，所述刮刀的下端與所述加工平臺(tái)之間具有間隙；所述漏粉箱中設(shè)有用于裝置金屬粉的儲(chǔ)粉腔，所述漏粉箱的下端設(shè)有漏粉孔，所述刮刀的上端設(shè)有用于收集經(jīng)由所述漏粉孔落下的金屬粉的集粉槽。
4.如權(quán)利要求3所述的電子束熔融及激光銑削復(fù)合3D打印設(shè)備，其特征在于，所述鋪粉結(jié)構(gòu)包括兩個(gè)所述刮刀及兩個(gè)所述漏粉箱，兩個(gè)所述刮刀分別設(shè)置有所述加工平臺(tái)的前端及后端，兩個(gè)所述漏粉箱分別位于兩個(gè)所述刮刀的上方。
5.如權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的電子束熔融及激光銑削復(fù)合3D打印設(shè)備，其特征在于，所述加工平臺(tái)的兩側(cè)分別設(shè)有用于檢測鋪設(shè)在所述加工平臺(tái)上的金屬粉層厚度的傳感器。
6.如權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的電子束熔融及激光銑削復(fù)合3D打印設(shè)備，其特征在于，所述電子束發(fā)射結(jié)構(gòu)包括發(fā)射電子束的電子束發(fā)生器以及通電產(chǎn)生磁場的線圈，所述電子束發(fā)生器發(fā)射的電子束穿過所述線圈產(chǎn)生的磁場。
7.如權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的電子束熔融及激光銑削復(fù)合3D打印設(shè)備，其特征在于，兩個(gè)所述導(dǎo)軌上活動(dòng)連接有門架，所述門架包括兩個(gè)相間隔布置的連接臂以及橫梁，兩個(gè)所述連接臂的下端分別活動(dòng)連接在兩個(gè)所述導(dǎo)軌上，所述橫梁的兩端分別連接在兩個(gè)所述連接臂的上端；所述橫梁上活動(dòng)連接有橫梁移動(dòng)的移動(dòng)端子，所述移動(dòng)端子上活動(dòng)連接有相對(duì)于所述移動(dòng)端子上下移動(dòng)的連接板，所述激光銑削頭連接于所述連接板上。
8.如權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的電子束熔融及激光銑削復(fù)合3D打印設(shè)備，其特征在于，所述激光銑削頭內(nèi)設(shè)有供冷卻水流通的冷卻管路。
9.如權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的電子束熔融及激光銑削復(fù)合3D打印設(shè)備，其特征在于，所述電子束熔融及激光銑削復(fù)合3D打印設(shè)備還包括回收箱，所述回收箱中具有用于裝置回收所述基座上金屬粉的回收腔，所述回收箱位于所述基座的下方，所述基座中設(shè)有連通所述回收腔的回收口。
10.如權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述的電子束熔融及激光銑削復(fù)合3D打印設(shè)備，其特征在于，所述電子束熔融及激光銑削復(fù)合3D打印設(shè)備裝置在加工室的加工空間內(nèi)，所述加工室的加工空間呈真空狀或充有惰性氣體。
【文檔編號(hào)】B22F3/105GK104493165SQ201410849765
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月30日
【發(fā)明者】歐陽渺安, 徐毅, 李軍旗, 聶炎 申請(qǐng)人:深圳市圓夢(mèng)精密技術(shù)研究院