本實用新型涉及一種LENS激光快速成型3D打印設(shè)備。

背景技術(shù)：

LENS(Laser Engineering Net Shaping激光近形制造技術(shù))是金屬直接快速成型的一種方法，是快速成型技術(shù)的最新發(fā)展方向。該技術(shù)是基于離散/堆積原理，通過對零件的三維CAD模型進行分層處理，獲得各層截面的二維輪廓信息并生成加工路徑，在惰性氣體保護環(huán)境中，以高能量密度的激光作為熱源，按照預(yù)定的加工路徑，將同步送進的粉末或絲材逐層熔化堆積，從而實現(xiàn)金屬零件的直接制造與修復(fù)。采用傳統(tǒng)的機加工手段無法制造出來的形狀結(jié)構(gòu)復(fù)雜的金屬零件，是激光快速成型技術(shù)應(yīng)用的主要方向之一。LENS具有以下優(yōu)點：

(1)能直接制成終端金屬產(chǎn)品，不用任何后處理工藝或簡單的表面處理，通過簡單的CAD造型和材料選擇即可直接加工出可直接使用的零件，極大地縮短了產(chǎn)品開發(fā)周期；

(2)能得到具有非平衡態(tài)過飽和固溶體及均勻細(xì)小金相組織的實體，致密度幾乎能達到100％，零件的機械性能與鍛造工藝所得相當(dāng)；

(3)加工柔性高，能夠?qū)崿F(xiàn)多品種、變批量零件制造的快速轉(zhuǎn)換；

(4)由于激光光斑直徑很小，因此能以較低的功率熔化高熔點的金屬，使得用單一成分的金屬粉末來制造零件成為可能，而且可供選用的金屬粉末種類也大大拓展了；

(5)適合各種復(fù)雜形狀的工件，尤其適合內(nèi)部有復(fù)雜異型結(jié)構(gòu)，如空腔、三維網(wǎng)格以及用傳統(tǒng)方法無法制造的復(fù)雜工件。

目前市場上銷售的3D打印設(shè)備存在各種各樣的問題：成型尺寸太小；加工精度太低；加工零件內(nèi)部殘余應(yīng)力太大等。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷而提供一種LENS激光快速成型3D打印設(shè)備，它的成型尺寸大、加工精度高、加工零件內(nèi)部的殘余應(yīng)力小。

本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的：一種LENS激光快速成型3D打印設(shè)備，包括機床底座、L型床身、氣氛箱體、激光加工頭、升降工作臺、旋轉(zhuǎn)擺動裝置、送粉器和控制系統(tǒng)，其中，

所述L型床身安裝在機床底座上，該L型床身的豎直部的內(nèi)側(cè)面上設(shè)置Z軸向滑軌，該L型床身的豎直部的內(nèi)側(cè)面的頂部設(shè)有X軸向滑軌，該X軸向滑軌上安裝一移動橫梁，該移動橫梁上設(shè)有Y軸向滑軌；

所述氣氛箱體安裝在所述機床底座上，并將所述L型床身置于氣氛箱體中；

所述激光加工頭通過Y軸連接板安裝在所述Y軸向滑軌上；

所述升降工作臺安裝在Z軸向滑軌上，可沿Z軸方向上下運動；

所述旋轉(zhuǎn)擺動裝置安裝在所述升降工作臺上，該旋轉(zhuǎn)擺動裝置能實現(xiàn)X軸方向旋轉(zhuǎn)和沿Y軸方向擺動；

所述送粉器置于所述氣氛箱體的外部，通過所述控制系統(tǒng)實現(xiàn)自動送粉。

上述的LENS激光快速成型3D打印設(shè)備，其中，所述激光加工頭由激光擴束鏡、準(zhǔn)直鏡、聚焦鏡、分粉器、送粉頭組成。

上述的LENS激光快速成型3D打印設(shè)備，其中，所述的旋轉(zhuǎn)擺動裝置由固定支座、旋轉(zhuǎn)軸、擺動軸和工件平臺組成。

上述的LENS激光快速成型3D打印設(shè)備，其中，所述控制系統(tǒng)安裝在所述氣氛箱體的外側(cè)壁上。

本實用新型的LENS激光快速成型3D打印設(shè)備，通過在機床身上設(shè)置X軸滑軌、Y軸滑軌、Z軸滑軌、旋轉(zhuǎn)擺動裝置，并使激光加工頭在X—Y軸平面上各種軌跡的運動，將待加工的工件設(shè)在Z軸滑軌和旋轉(zhuǎn)擺動裝置上，可以使打印設(shè)備工作時實現(xiàn)五軸聯(lián)動，最大聯(lián)動速度為169m/min，而且使用壽命長，可以實現(xiàn)聯(lián)續(xù)數(shù)天穩(wěn)定工作。定位精度高達0.03mm，編程簡單，可以直接識別G代碼，加工零件尺寸大、加工精度高、加工零件內(nèi)部的殘余應(yīng)力小。

附圖說明

圖1是本實用新型的LENS激光快速成型3D打印設(shè)備的立體透視圖；

圖2是本實用新型的LENS激光快速成型3D打印設(shè)備的內(nèi)部主視圖；

圖3是本實用新型的LENS激光快速成型3D打印設(shè)備的內(nèi)部側(cè)視圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖對本實用新型作進一步說明。

請參閱圖1至圖3，本實用新型的LENS激光快速成型3D打印設(shè)備，包括機床底座3、L型床身4、氣氛箱體10、激光加工頭1、升降工作臺6、旋轉(zhuǎn)擺動裝置9、送粉器15和控制系統(tǒng)14，其中：

L型床身2安裝在機床底座3上，該L型床身2的豎直部的內(nèi)側(cè)面上設(shè)置Z軸向滑軌7，該L型床身2的豎直部的內(nèi)側(cè)面的頂部設(shè)有X軸向滑軌4，該X軸向滑軌4上安裝一移動橫梁16，該移動橫梁16通過X軸向驅(qū)動機構(gòu)在X軸向滑軌4上作直線運動；該移動橫梁16上設(shè)有Y軸向滑軌5；

氣氛箱體10安裝在機床底座3上，并將L型床身2置于氣氛箱體10中，氣氛箱體10為3D打印提供保護環(huán)境；加工時，處于惰性氣體環(huán)境保護中；

激光加工頭1通過Y軸連接板8安裝在Y軸向滑軌5上，該激光加工頭1在Y滑軌5上Y軸向驅(qū)動機構(gòu)作直線運動；該激光加工頭1通過X軸向驅(qū)動機構(gòu)和Y軸向驅(qū)動機構(gòu)在機床頂部作交叉運動，實現(xiàn)X—Y軸平面上各種軌跡的運動；激光加工頭1由激光擴束鏡、準(zhǔn)直鏡、聚焦鏡、分粉器、送粉頭組成；

升降工作臺6安裝在Z軸向滑軌7上，該升降工作臺6通過Z軸向驅(qū)動機構(gòu)沿Z軸方向上下運動；

旋轉(zhuǎn)擺動裝置9安裝在升降工作臺6上，旋轉(zhuǎn)擺動裝置9由固定支座17、旋轉(zhuǎn)軸12、擺動軸11和工件平臺13組成；該旋轉(zhuǎn)擺動裝置9能實現(xiàn)X軸方向旋轉(zhuǎn)和沿Y軸方向擺動；旋轉(zhuǎn)擺動裝置9與X向驅(qū)動機構(gòu)、Y向驅(qū)動機構(gòu)、Z軸向驅(qū)動機構(gòu)一起通過控制系統(tǒng)14的控制實現(xiàn)五軸聯(lián)動，可以激光打印加工范圍內(nèi)任意形狀的物品；最大聯(lián)動速度為169m/min；加工時，待加工工件就放置在工件平臺13上，工件平臺13通過控制系統(tǒng)14控制可以實現(xiàn)擺動、旋轉(zhuǎn)運動；

送粉器15置于氣氛箱體10的外部，通過控制系統(tǒng)14把加工粉末送到激光加工頭1；

控制系統(tǒng)14安裝在氣氛箱體10的外側(cè)壁上，用于控制整個加工過程和過程監(jiān)控?？刂葡到y(tǒng)14可以支持CNC G代碼；

X軸向滑軌4、Y軸向滑軌5、Z軸向滑軌7的定位精度為0.03mm。

本實用新型的LENS激光快速成型3D打印設(shè)備，通過在機床身上設(shè)置X軸滑軌、Y軸滑軌、Z軸滑軌、旋轉(zhuǎn)擺動裝置，并使激光加工頭在X—Y軸平面上各種軌跡的運動，將待加工的工件設(shè)在Z軸滑軌和旋轉(zhuǎn)擺動裝置上，可以使打印設(shè)備工作時實現(xiàn)五軸聯(lián)動，最大聯(lián)動速度為169m/min，而且使用壽命長，可以實現(xiàn)聯(lián)續(xù)數(shù)天穩(wěn)定工作。定位精度高達0.03mm，編程簡單，可以直接識別G代碼，加工零件尺寸大、加工精度高、加工零件內(nèi)部的殘余應(yīng)力小。

以上實施例僅供說明本實用新型之用，而非對本實用新型的限制，有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員，在不脫離本實用新型的精神和范圍的情況下，還可以作出各種變換或變型，因此所有等同的技術(shù)方案也應(yīng)該屬于本實用新型的范疇，應(yīng)由各權(quán)利要求所限定。