一種單缸式桌面型激光選區(qū)熔化成型設(shè)備的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及3D金屬打印設(shè)備領(lǐng)域，尤其涉及的是一種單缸式桌面型激光選區(qū)熔化成型設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]激光選區(qū)恪化(Selective Laser Melting，SLM)技術(shù)亦稱“金屬3D打印技術(shù)”，是增材制造的前沿技術(shù)，利用直徑30?50微米的聚焦激光束，把金屬或合金粉末選區(qū)逐層熔化，堆積成一個(gè)冶金結(jié)合、組織致密的實(shí)體，從而獲得幾乎任意形狀、具有完全冶金結(jié)合的金屬功能零件。
[0003]SLM設(shè)備主要由激光器、光路系統(tǒng)、密封成形室、機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)、控制系統(tǒng)等幾個(gè)部分組成。其工藝流程如下:首先將三維CAD模型進(jìn)行切片離散及掃描路徑規(guī)劃，得到可控制激光束掃描的切片輪廓信息；其次，計(jì)算機(jī)逐層調(diào)入切片輪廓信息，通過掃描振鏡，控制激光束選擇性地逐線搭接掃描粉層上選定區(qū)域，形成面輪廓，未被激光照射區(qū)域的粉末仍呈松散狀。一層加工完成后，粉料缸上升微米，成形缸降低切片層厚的高度，鋪粉刷將粉末從粉料缸刮到成形平臺(tái)上，激光將新鋪的粉末熔化，與上一層融為一體。重復(fù)上述過程，直至成形過程完成，得到與三維實(shí)體模型相同的三維金屬零件。
[0004]貴重金屬直接成型的一個(gè)重要制約因素是材料昂貴，一般尺寸較小，目前市場上現(xiàn)有的SLM設(shè)備一般尺寸都在100X 10mm以上，對(duì)于精細(xì)貴重金屬而言并不適合。而且現(xiàn)有設(shè)備在粉末回收、清理方面沒有較多地考慮粉末的浪費(fèi)問題，這會(huì)對(duì)貴重金屬造成嚴(yán)重的浪費(fèi)，大大地增加生產(chǎn)成本。而且，現(xiàn)有SLM設(shè)備為了滿足可以制造大體積的零件，成型平臺(tái)必須做得足夠大，必須采用大功率的成型氣缸作為動(dòng)力，不僅使得設(shè)備的整體體積大，重量重(現(xiàn)有SLM設(shè)備的重量普遍在I噸以上)，而且使得設(shè)備的造價(jià)昂貴，一般用戶無法承受，嚴(yán)重制約了金屬3D打印技術(shù)的發(fā)展。
[0005]因此，現(xiàn)有技術(shù)還有待于改進(jìn)和發(fā)展。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的目的在于提供一種單缸式桌面型激光選區(qū)熔化成型設(shè)備，旨在解決現(xiàn)有的SLM設(shè)備一般尺寸不適合精細(xì)貴重金屬，設(shè)備造價(jià)昂貴，而且結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上沒有考慮對(duì)貴重金屬粉末的回收、清理，造成材料浪費(fèi)，增加生產(chǎn)成本的問題.
[0007]本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0008]—種單缸式桌面型激光選區(qū)熔化成型設(shè)備，其中，包括成型平臺(tái)、移動(dòng)平臺(tái)、激光器、光學(xué)傳輸裝置、成型基板、盛粉裝置、鋪粉裝置、取粉裝置、防護(hù)罩和控制系統(tǒng)；所述成型平臺(tái)固定設(shè)置在封閉的成型室腔體內(nèi)，成型平臺(tái)上設(shè)置有貫穿整個(gè)成型平臺(tái)的通孔；移動(dòng)平臺(tái)設(shè)置在成型平臺(tái)上，并沿成型平臺(tái)直線移動(dòng)，移動(dòng)平臺(tái)上設(shè)置有貫穿整個(gè)移動(dòng)平臺(tái)的基臺(tái)通孔；所述盛粉裝置設(shè)置在移動(dòng)平臺(tái)的外側(cè)，鋪粉裝置設(shè)置在盛粉裝置上，置于盛粉裝置和移動(dòng)平臺(tái)之間；
[0009]所述取粉裝置包括基臺(tái)和取粉筒，基臺(tái)包括固定部和緊固部，固定部上設(shè)置螺孔，緊固部上設(shè)置有螺紋通孔，連接螺栓依次穿入螺紋通孔和螺孔內(nèi)使緊固部和固定部連接在一起；基臺(tái)上設(shè)置有貫穿整個(gè)基臺(tái)的取粉筒通孔，取粉筒為兩端開放的筒狀結(jié)構(gòu)，取粉筒的內(nèi)直徑大于成型基板的直徑，防護(hù)罩的結(jié)構(gòu)與取粉筒的結(jié)構(gòu)一致，防護(hù)罩或取粉筒放置在取粉筒通孔內(nèi)，通過旋擰連接螺栓以調(diào)整防護(hù)罩或取粉筒與基臺(tái)之間的松緊；基臺(tái)卡在基臺(tái)通孔內(nèi)，隨移動(dòng)平臺(tái)沿成型平臺(tái)直線移動(dòng)；通過移動(dòng)平臺(tái)在成型平臺(tái)上直線移動(dòng)，使取粉筒通孔軸線與通孔軸線在同一直線上或取粉筒通孔軸線與通孔軸線不在同一直線上；
[0010]所述移動(dòng)平臺(tái)和成型基板分別都與動(dòng)力裝置連接，激光器、盛粉裝置、光學(xué)傳輸裝置和動(dòng)力裝置分別都與控制系統(tǒng)連接。
[0011]所述的單缸式桌面型激光選區(qū)熔化成型設(shè)備，其中，其中帶動(dòng)成型基板上下升降的動(dòng)力裝置包括成型缸、連桿和升降伺服電機(jī)，所述成型缸的一端開放，另一端設(shè)置有連桿孔；連桿一端與升降伺服電機(jī)連接，另一端穿過連桿孔與成型基板連接；成型缸的開放端固定在成型平臺(tái)的通孔內(nèi)，開放端端面與成型平臺(tái)上端面平齊；成型缸的缸體內(nèi)直徑與防護(hù)罩或取粉筒的內(nèi)直徑大小一致；所述升降伺服電機(jī)與控制系統(tǒng)連接。
[0012]所述的單缸式桌面型激光選區(qū)熔化成型設(shè)備，其中，所述成型基板和連桿之間設(shè)置有電磁緊固裝置，所述電磁緊固裝置與控制系統(tǒng)連接。
[0013]所述的單缸式桌面型激光選區(qū)熔化成型設(shè)備，其中，所述成型缸上設(shè)置有對(duì)在鋪粉過程中飛濺的金屬粉末進(jìn)行收集的集粉槽，集粉槽位于成型缸的開放端端面。
[0014]所述的單缸式桌面型激光選區(qū)熔化成型設(shè)備，其中，其中帶動(dòng)移動(dòng)平臺(tái)沿成型平臺(tái)直線移動(dòng)的動(dòng)力裝置包括移動(dòng)伺服電機(jī)和滾柱絲桿，滾柱絲桿一端與移動(dòng)伺服電機(jī)連接，另一端與移動(dòng)平臺(tái)連接，成型室的兩相對(duì)側(cè)壁上設(shè)置有導(dǎo)軌，移動(dòng)平臺(tái)卡在導(dǎo)軌上，由導(dǎo)軌支撐，移動(dòng)伺服電機(jī)與控制系統(tǒng)連接。
[0015]所述的單缸式桌面型激光選區(qū)熔化成型設(shè)備，其中，所述光學(xué)傳輸裝置包括擴(kuò)束鏡及場鏡、掃描振鏡和光學(xué)透鏡，所述擴(kuò)束鏡及場鏡、掃描振鏡設(shè)置在成型室上部，光學(xué)透鏡嵌在防護(hù)罩的上開放端，所述掃描振鏡與控制系統(tǒng)連接。
[0016]所述的單缸式桌面型激光選區(qū)熔化成型設(shè)備，其中，所述盛粉裝置采用漏斗結(jié)構(gòu)的儲(chǔ)料箱，漏斗儲(chǔ)料箱通過螺栓設(shè)置在移動(dòng)平臺(tái)的外側(cè)，所述漏斗儲(chǔ)料箱與控制系統(tǒng)連接；所述鋪粉裝置采用鋪粉刷，鋪粉刷設(shè)置在盛粉裝置上，置于盛粉裝置和移動(dòng)平臺(tái)之間；所述成型平臺(tái)上設(shè)置有回收口，回收口連接余料箱。
[0017]所述的單缸式桌面型激光選區(qū)熔化成型設(shè)備，其中，所述連接螺栓連接旋緊按鈕，通過旋鈕旋緊按鈕調(diào)節(jié)基臺(tái)和取粉筒或保護(hù)罩的松緊度。
[0018]所述的單缸式桌面型激光選區(qū)熔化成型設(shè)備，其中，所述成型室為封閉腔體結(jié)構(gòu)，成型室內(nèi)設(shè)置有氣體循環(huán)凈化裝置，氣體循環(huán)凈化裝置與控制系統(tǒng)連接。
[0019]本實(shí)用新型的有益效果:本實(shí)用新型通過提供一種單缸式桌面型激光選區(qū)熔化成型設(shè)備，通過將打印完畢的零件連同基板在成型缸的作用下直接頂入可以整體取出的取粉機(jī)構(gòu)內(nèi)，成型缸內(nèi)的角落不會(huì)殘留金屬粉末，拆下取粉機(jī)構(gòu)取出零件，即可收集殘留的金屬粉末，從而減少了成型過程中的材料浪費(fèi)，極大地節(jié)約了生產(chǎn)成本；本SLM成型設(shè)備的體積和整體重量相對(duì)于目前的設(shè)備大大減小，高度只有常規(guī)設(shè)備的1/3，寬度只有常規(guī)設(shè)備的1/2，設(shè)備整體重量約為常規(guī)設(shè)備的1/8-1/6，整個(gè)成型設(shè)備可以放置在桌面上使用，設(shè)備造價(jià)相比常規(guī)設(shè)備極大減少，滿足小尺寸精細(xì)金屬零件的制備和中小型企業(yè)的承擔(dān)能力；整個(gè)成型設(shè)備結(jié)構(gòu)布局合理，操作簡單方便，市場前景大，便于推進(jìn)金屬3D打印技術(shù)的發(fā)展。
【附圖說明】
[0020]圖1是本實(shí)用新型中單缸式桌面型激光選區(qū)熔化成型設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖2是本實(shí)用新型中取粉裝置、移動(dòng)平臺(tái)和成型平臺(tái)之間的位置結(jié)構(gòu)圖。
[0022]圖3是本實(shí)用新型中基板被頂入取粉筒內(nèi)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]圖4是本實(shí)用新型中基板、取粉筒和基臺(tái)從移動(dòng)平臺(tái)取出的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖5是本實(shí)用新型中取粉裝置、移動(dòng)平臺(tái)和成型缸之間的位置結(jié)構(gòu)圖。
[0025]圖6是本實(shí)用新型中取粉裝置從移動(dòng)平臺(tái)取出的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026]圖7是本實(shí)用新型中基本未頂入取粉筒內(nèi)的位置結(jié)構(gòu)圖。
[0027]圖8是本實(shí)用新型中取粉裝置被夾緊的位置結(jié)構(gòu)圖。
[0028]圖9是本發(fā)明中單缸式桌面型激光選區(qū)熔化成型設(shè)備的控制方法的步驟流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0029]為使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚、明確，以下參照附圖并舉實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明。
[0030]如圖1-8所示，本單缸式桌面型激光選區(qū)熔化成型設(shè)備包括成型平臺(tái)100、移動(dòng)平臺(tái)200、激光器300、光學(xué)傳輸裝置、成型基板500、盛粉裝置600、鋪粉裝置700、取粉裝置、防護(hù)罩720和控制系統(tǒng)；所述成型平臺(tái)100固定設(shè)置在封閉的成型室400腔體內(nèi)，成型平臺(tái)100上設(shè)置有貫穿整個(gè)成型平臺(tái)100的通孔；