模具的3D打印装置及打印方法制造方法及图纸

一种模具的3D打印装置及其打印方法，该模具的3D打印装置包括：成型工作台、铺粉装置、激光模块，激光模块包括激光器和扫描振镜，所述激光器包括连续激光种子源和脉冲激光种子源，输出连续激光或脉冲激光；激光控制模块用于控制所述激光器输出连续激光对所述铺设在所述成型工作台上的粉末扫描成型形成模具的打印层并且控制所述激光器输出所述脉冲激光对所述打印层进行精密加工。通过连续激光逐层加工形成模具实体，经脉冲激光精密加工成形加工后的模具内腔可随形变化，表面精度达到0.005mm，无需进行后续精加工，减化工序，缩短辅助时间。

3D printing device and printing method of mould

A 3D printing device for a mold and its printing method. The 3D printing device of the mold consists of a molding table, a powder laying device, a laser module, a laser module including a laser and a scanning galvanometer. The laser includes a continuous laser seed source and a pulsed laser seed source, a continuous laser or a pulsed laser; a laser control mode. The block is used to control the laser output continuous laser to form a print layer of the powder formed on the molding worktable, and to control the laser output by controlling the pulse laser to make the printing layer precise. The die body can be formed by continuous laser processing by continuous laser. The inner cavity of the mold can change with the shape of the mould after laser precision machining. The surface precision is 0.005mm. It needs no subsequent finishing, reduction process and shortening the auxiliary time.

【技术实现步骤摘要】
模具的3D打印装置及打印方法
本专利技术涉及一种激光3D打印技术，尤其涉及一种用于模具的3D打印装置及其打印方法。
技术介绍
选区激光熔化(SelectiveLaserMelting,SLM)技术是目前金属3D打印技术中成型精度最高的成型方法，SLM技术是利用高密度激光斑点在具有保护气氛的箱体里进行的二维图形的快速扫描，使熔化的金属粉末材料凝固成20μm-30μm的薄层，并逐层堆积打印出精密的模具。模具加工方式有两种，一种是传统的减材制造方法，包括车、铣、磨等加工手段，另外一种是通过3D增材制造。3D打印可以制造复杂而又比较光洁形腔的模具，但限于目前的技术发展水平，SLM打印件的精度为0.02mm～0.03mm，打印件还需要进行后续的精加工。同时模具材料必须热处理，包括打印过程的预热处理和去应退火等，因此，提高3D打印设备功能，满足模具打印要求是3D打印技术在模具领域应用的重要内容。
技术实现思路
有鉴于此，有必要提供一种模具的3D打印装置及其打印方法，可满足高精度模具的打印要求。为此，本专利技术提供了一种模具的3D打印装置，所述模具的3D打印装置包括：成型工作台，设置在成型工作室内；铺粉装置，用于在所述成型工作台铺设粉末；激光模块，包括激光器和扫描振镜，所述激光器包括依次设置的连续激光种子源和脉冲激光种子源、光纤耦合器及光纤放大器，所述连续激光种子源和脉冲激光种子源输出的光束经过光纤耦合器及光纤放大器后输出连续激光或脉冲激光；所述扫描振镜用于将所述激光器输出的连续激光或脉冲激光通过扫描振镜聚焦在铺设在所述成型工作台上的粉末；激光控制模块，与所述激光模块连接，用于控制所述激光器输出连续激光对所述铺设在所述成型工作台上的粉末扫描成型形成模具的打印层并且控制所述激光器输出所述脉冲激光对所述打印层轮廓进行精密加工。优选地，还包括摄像头，在通过所述连续激光扫描成型出平面时，通过所述摄像头获取所述平面的表面形貌，以及，通过所述摄像头获取所述脉冲激光对所述平面进行精密加工的状况。优选地，还包括热处理机构，所述热处理机构用于对所述成型工作室进行热处理。优选地，所述热处理机构包括设置在所述成型工作台上的加热元件，用于对粉末进行预热。优选地，所述热处理机构还包括设置在所述成型工作室内的辐射源，用于对所述激光器发出的连续激光的光斑的运行轨迹进行加热。本专利技术还提供了一种模具的3D打印方法，所述3D打印方法包括：利用铺粉装置在成型工作台铺设粉末；控制所述激光模块的激光器输出连续激光对所述铺设在所述成型工作台上的粉末扫描成型形成模具的打印层，并且控制所述激光器输出所述脉冲激光对所述打印层进行精密加工；所述激光器输出连续激光对所述铺设在所述打印层上的粉末扫描成型，得到内部具有任意流道和排气孔的模具。优选地，所述控制所述激光器发出脉冲激光以对所述打印层进行精密加工的步骤包括：在通过所述连续激光扫描成型出平面后，通过所述摄像头获取所述平面的表面形貌；通过所述脉冲激光对所述平面轮廓进行精密加工。优选地，在通过所述脉冲激光对所述平面轮廓进行精密加工之后，还包括：通过所述摄像头获取所述精密加工的表面形貌。优选地，在所述控制所述激光模块的激光器输出连续激光对所述铺设在所述成型工作台上的粉末扫描成型形成模具的打印层的步骤之前，还包括：对所述成型工作室进行热理处工序，所述热处理工序包括：通过加热元件对所述粉末进行加热。优选地，所述热处理工序还包括：通过设置在所述成型工作室内的辐射源对所述激光器发出的连续激光的光斑的运行轨迹进行加热。相较于现有技术，本专利技术提供的模具的3D打印装置及打印方法采用高稳定性的激光器分别发出连续激光和脉冲激光，通过激光器的连续激光扫描成型形成模具的打印层后，通过激光器的脉冲激光对打印层轮廓进行精密加工，满足模具复杂内部结构的要求并且内部流道的表面光滑。通过3D打印过程中脉冲激光进行表面精密加工，可以不再需要对3D打印的模具进行二次打磨处理，一次打印成型，打印精度高，可以做到尺寸形貌完全可控。进一步，本专利技术提供的模具的3D打印装置及其打印方法还可以通过摄像头获取模具的表面形貌，通过脉冲激光对连续激光增材加工形成的模具的表面轮廓进行精密加工，提高了打印模具的精度，不再需要对模具再次进行研磨。更进一步，本专利技术提供的模具的3D打印装置及其打印方法又可以通过热处理机构对打印中的模具进行热处理，可以降低模具在打印时激光烧结部分与激光未烧结部分的温度存在差别而导致3D打印工件存在的应力，使得打印出的模具具有更好的微观组织，通过3D打印后直接对模具进行热处理，使得一次3D打印成型出的模具不变形，寿命持久，同时避免精加工后再热处理引起的再变形。附图说明图1是本专利技术第一实施方式提供的一种模具的3D打印装置的结构图。图2是本专利技术第二实施方式提供的一种模具的3D打印装置的结构图。图3是本专利技术第三实施方式提供的一种模具的3D打印装置的结构图。图4是本专利技术第四实施方式提供的一种模具的3D打印装置的结构图。图5是图4中A-A处的剖面结构图。图6是本专利技术第四实施方式提供的一种模具的3D打印装置的成型缸的结构图。主要元件符号说明3D打印装置1000成型工作室1激光入射窗10摄像头11成型工作台2成型缸21成型缸基台210成型缸升降杆212工作平台22铺粉装置3铺粉缸31铺粉缸基台310铺粉缸升降杆312铺粉件32气体控制系统4气体供应装置40抽真空装置41气体循环净化装置42气体热交换器43热交换格栅431冷却水降温板432激光器5连续激光种子源51脉冲激光种子源52光纤耦合器53光纤放大器54扫描振镜55辐射源6水冷通道61温度传感器62加热器63隔热板64水冷保护板65气体喷射孔66激光控制模块9如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本专利技术。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。需要说明的是，当组件被称为“固定于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。以下所描述的系统实施方式仅仅是示意性的，所述模块或电路的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由同一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第一，第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本专利技术的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本专利技术的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本专利技术。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。请本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种模具的3D打印装置，其特征在于，所述模具的3D打印装置包括：成型工作台，设置在成型工作室内；铺粉装置，用于在所述成型工作台铺设粉末；激光模块，包括激光器和扫描振镜，所述激光器包括依次设置的连续激光种子源和脉冲激光种子源、光纤耦合器及光纤放大器，所述连续激光种子源和脉冲激光种子源输出的光束经过光纤耦合器及光纤放大器后输出连续激光或脉冲激光；所述扫描振镜用于将所述激光器输出的连续激光或脉冲激光通过扫描振镜聚焦在铺设在所述成型工作台上的粉末；激光控制模块，与所述激光模块连接，用于控制所述激光器输出连续激光对所述铺设在所述成型工作台上的粉末扫描成型形成模具的打印层并且控制所述激光器输出所述脉冲激光对所述打印层进行精密加工。

【技术特征摘要】
1.一种模具的3D打印装置，其特征在于，所述模具的3D打印装置包括：成型工作台，设置在成型工作室内；铺粉装置，用于在所述成型工作台铺设粉末；激光模块，包括激光器和扫描振镜，所述激光器包括依次设置的连续激光种子源和脉冲激光种子源、光纤耦合器及光纤放大器，所述连续激光种子源和脉冲激光种子源输出的光束经过光纤耦合器及光纤放大器后输出连续激光或脉冲激光；所述扫描振镜用于将所述激光器输出的连续激光或脉冲激光通过扫描振镜聚焦在铺设在所述成型工作台上的粉末；激光控制模块，与所述激光模块连接，用于控制所述激光器输出连续激光对所述铺设在所述成型工作台上的粉末扫描成型形成模具的打印层并且控制所述激光器输出所述脉冲激光对所述打印层进行精密加工。2.如权利要求1所述的3D打印装置，其特征在于，还包括摄像头，在通过所述连续激光扫描成型出平面时，通过所述摄像头获取所述平面的表面形貌后，所述脉冲激光对所述平面轮廓进行精密加工，并通过所述摄像头进行实时监控。3.如权利要求1所述的3D打印装置，其特征在于，还包括热处理机构，所述热处理机构用于对所述成型工作室进行热处理。4.如权利要求3所述的3D打印装置，其特征在于，所述热处理机构包括设置在所述成型工作台上的加热元件，用于对粉末进行预热。5.如权利要求4所述的3D打印装置，其特征在于，所述热处理机构还包括设置在所述成型工作室内的辐射源，用于对所述激光器发出的连...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘建业，戚文军，高文华，徐卡里，牛留辉，胡高峰，关子民，黄文欢，李艳青，徐海莉，
申请(专利权)人：广东汉邦激光科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44