一种双缸式桌面型激光选区熔化成型设备及方法技术

本发明专利技术公开了一种双缸式桌面型激光选区熔化成型设备及方法，包括密封成型室、光学传输系统、铺粉装置、成型缸、粉料缸，成型缸和粉料缸上方设置有成型平台，在成型平台上方设置移动平台，成型平台作为移动平台的导向轨道，使移动平台在其上左右移动；移动平台上设置铺粉装置和取粉系统；该取粉系统包括取粉基台、取粉筒，取粉筒设置在取粉基台的上方。针对贵重金属直接成型系统的关键是粉末的回收与清理，因此，本设备设计了易于整体取出的取粉结构，成型缸/粉料缸内的角落不会残留粉末，从而减少了成型过程中的材料浪费，可用于珠宝首饰行业的贵重金属如金、银、铂等的个性化零件的直接成型。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及金属零件增材制造
，尤其涉及一种双缸式桌面型激光选区熔化成型设备及方法。
技术介绍
激光选区熔化(Selective Laser Melting,SLM)技术亦称“金属3D打印技术”是增材制造的前沿技术，利用直径30～50微米的聚焦激光束，把金属或合金粉末选区逐层熔化，堆积成一个冶金结合、组织致密的实体，从而获得几乎任意形状、具有完全冶金结合的金属功能零件。SLM设备主要由激光器、光路系统、密封成形室、机械传动系统、控制系统等几个部分组成。其工艺流程如下：首先将三维CAD模型进行切片离散及扫描路径规划，得到可控制激光束扫描的切片轮廓信息；其次，计算机逐层调入切片轮廓信息，通过扫描振镜，控制激光束选择性地逐线搭接扫描粉层上选定区域，形成面轮廓，未被激光照射区域的粉末仍呈松散状。一层加工完成后，粉料缸上升微米，成形缸降低切片层厚的高度，铺粉刷将粉末从粉料缸刮到成形平台上，激光将新铺的粉末熔化，与上一层融为一体。重复上述过程，直至成形过程完成，得到与三维实体模型相同的三维金属零件。贵重金属直接成型的一个重要制约因素是材料昂贵，一般尺寸较小，目前市场上现有的SLM设备一般尺寸都在100×100mm以上，对于贵重金属而言并不适合。而且现有设备在粉末的回收和清理过程中没有较多地考虑粉末浪费问题，这对贵重金属而言是不能接受的。因此有必要开发高精度的桌面型激光选区熔化成型设备。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足，提供一种双缸式桌面型激光选区熔化成型设备及方法。用于克服现有SLM技术的缺陷，提高粉末回收和清理的效率，实现贵重金属零件的高精度直接成型。本专利技术通过下述技术方案实现：一种双缸式桌面型激光选区熔化成型设备，包括密封成型室、光学传输系统、铺粉装置、成型缸22、粉料缸10，所述成型缸22和粉料缸10上方设置有成型平台19，在成型平台19上方设置移动平台4，成型平台19作为移动平台4的导向轨道，使移动平台4在其上左右移动；所述移动平台4上设置铺粉装置和取粉系统；该取粉系统包括取粉基台15、取粉筒14，所述取粉筒14设置在取粉基台15的上方。所述光学传输系统包括依次连接的激光器3、扩束镜2、扫描振镜1、光学透镜13；所述激光器3、扩束镜2和扫描振镜1固定在成型室上部；所述取粉筒14为圆筒状，其上下端均开口，光学透镜13嵌在取粉筒14的上端开口处，并随移动平台4移动。所述取粉基台15的中间为圆孔，圆孔的一侧开设有一条缝隙，通过设置在取粉基台15上的紧固件16对取粉筒14进行固定或者夹持。所述成型平台19四周设有防止粉末撒漏的凸边。移动平台4由电机7和驱动杆6驱动其沿着成型平台19左右移动。所述铺粉装置设置在移动平台4的一侧，并设置有取粉筒14和取粉转接口。所述铺粉装置、成型缸22、粉料缸10、成型平台19、移动平台4均置于密封成型室内，密封成型腔内设有气体循环净化系统。所述移动平台4呈“凹”型，滑动跨接在成型平台19上。所述成型缸22和粉料缸10的取粉基板8，采用电磁紧固装置21与升降运动机构9、23进行固定。上述双缸式桌面型激光选区熔化成型设备加工零件的成型方法如下：开始成型前，移动平台4停留在密封成型室的左端，每成型一层，移动平台4自左向右铺一层粉末，取粉筒14正好罩住零件18的成型面，光学传输系统的激光熔化金属粉末5后，移动平台4先向左移动，然后再向右移动铺粉，如此循环，直至零件成型完成。本专利技术相对于现有技术，具有如下的优点及效果：本专利技术双缸式桌面型激光选区熔化成型设备，采用双缸式结构，为了避免粉末浪费，设计了易于粉末整体取出的取粉系统，使得成型缸/粉料缸内的角落不会残留粉末，并且成型缸/粉料缸上具有成型平台，防止粉末撒漏。本专利技术既能防止粉末浪费，又节省粉末的回收和清理时间，可应用于贵重金属如金、银、铂等直接成型，在珠宝首饰行业具有较大的竞争力。附图说明图1为本专利技术结构示意图；图2为本专利技术成型平台部分示意图；图3为本专利技术取粉系统示意图；图4a为取粉过程示意图，即基板未顶入取粉筒时的示意图；图4b为取粉过程示意图，即取粉筒被夹紧示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术作进一步具体详细描述。实施例如图1至4b所示。本专利技术双缸式桌面型激光选区熔化成型设备，包括密封成型室、光学传输系统、铺粉装置17、成型缸22、粉料缸10、气体循环净化装置、控制系统，所述成型缸22和粉料缸10上方设置有成型平台19，在成型平台19上方设置移动平台4，成型平台19作为移动平台4的导向轨道，使移动平台4在其上左右移动；所述移动平台4上设置铺粉装置17和取粉系统；该取粉系统包括取粉基台15、取粉筒14，所述取粉筒14设置在取粉基台15的上方。光学传输系统包括依次连接的激光器3、扩束镜2、扫描振镜1、光学透镜13；所述激光器3、扩束镜2和扫描振镜1固定在成型室上部；所述取粉筒14为圆筒状，其上下端均开口，光学透镜13嵌在取粉筒14的上端开口处，并随移动平台4移动。所述取粉基台15的中间为圆孔，圆孔的一侧开设有一条缝隙，通过设置在取粉基台15上的紧固件16对取粉筒14进行固定或者夹持。取粉筒14外径与取粉基台15中间的圆孔直径一致，内径与取粉取粉基板8一致。取粉前，取粉筒14插在该圆孔中，并用紧固件16稍紧固，然后取粉基台15移动至与成型缸22/盛粉缸10对齐，取粉取粉基板8移动到取粉筒14中，然后用紧固件16将取粉取粉基板8和取粉筒14固定起来，然后即可以将取粉系统整体取出。所述成型平台19四周设有防止粉末撒漏的凸边。移动平台4由电机7和驱动杆6驱动其沿着成型平台19左右移动。所述铺粉装置设置在移动平台4的一侧，并设置有取粉筒14和取粉转接口。作为取粉筒14和取粉基台15的转接口，在移动平台4左右运动的过程中使取粉筒14与成型缸/粉料缸对齐。所述铺粉装置、成型缸22、粉料缸10、成型平台19、移动平台4均置于密封成型室内；所述气体循环净化系统设置在密封成型腔内，根据加工材料特性可以选择是否需要采用惰性气体保护。所述移动平台4呈“凹”型，滑动跨接在成型平台19上。所述成型平台19一侧的下端设有粉末收集箱20，多余的粉末由收集箱收集起来。所述成型缸22和粉料缸10的取粉基板8，采用电磁紧固装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种双缸式桌面型激光选区熔化成型设备，包括密封成型室、光学传输系统、铺粉装置、成型缸(22)、粉料缸(10)，其特征在于：所述成型缸(22)和粉料缸(10)上方设置有成型平台(19)，在成型平台(19)上方设置移动平台(4)，成型平台(19)作为移动平台(4)的导向轨道，使移动平台(4)在其上左右移动；所述移动平台(4)上设置铺粉装置和取粉系统；该取粉系统包括取粉基台(15)、取粉筒(14)，所述取粉筒(14)设置在取粉基台(15)的上方。

【技术特征摘要】
1.一种双缸式桌面型激光选区熔化成型设备，包括密封成型室、光学传
输系统、铺粉装置、成型缸(22)、粉料缸(10)，其特征在于：所述成型缸
(22)和粉料缸(10)上方设置有成型平台(19)，在成型平台(19)上方设
置移动平台(4)，成型平台(19)作为移动平台(4)的导向轨道，使移动平
台(4)在其上左右移动；
所述移动平台(4)上设置铺粉装置和取粉系统；
该取粉系统包括取粉基台(15)、取粉筒(14)，所述取粉筒(14)设置
在取粉基台(15)的上方。
2.根据权利要求1所述的双缸式桌面型激光选区熔化成型设备，其特征
在于：光学传输系统包括依次连接的激光器(3)、扩束镜(2)、扫描振镜(1)、
光学透镜(13)；
所述激光器(3)、扩束镜(2)和扫描振镜(1)固定在成型室上部；
所述取粉筒(14)为圆筒状，其上下端均开口，光学透镜(13)嵌在取
粉筒(14)的上端开口处，并随移动平台(4)移动。
3.根据权利要求1所述的双缸式桌面型激光选区熔化成型设备，其特征
在于：所述取粉基台(15)的中间为圆孔，圆孔的一侧开设有一条缝隙，通
过设置在取粉基台(15)上的紧固件16对取粉筒(14)进行固定或者夹持。
4.根据权利要求1至3中任一项所述双缸式桌面型激光选区熔化成型设
备，其特征在于：所述成型平台(19)四周设有防止粉末撒漏的凸边。
5.根据权利要求4所述的双缸式桌面型激光选区熔化成型设备，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨永强，刘洋，白玉超，王迪，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东;44