适用于中小型3D打印的激光熔化设备制造技术

本实用新型专利技术公开了一种适用于中小型3D打印的激光熔化设备，至少两个激光炉‑成形缸系统固定设于固定架上，激光炉‑成形缸系统包括激光炉和成型缸，激光炉上侧设有透光部，激光炉下侧与成型缸密封连接，激光炉内还设有供粉装置，运动安装于固定架上的激光‑振镜系统能分别发射激光，激光激光恰能经透明部射入激光炉内聚焦，控制系统控制激光‑振镜系统和激光炉‑成形缸系统内各部件工作，控制系统还控制激光炉‑成形缸系统运动，本实用新型专利技术最充分发挥激光束扫描的功能，大大提高了激光成形效率，降低了激光熔化成形设备使用成本。

【技术实现步骤摘要】
适用于中小型3D打印的激光熔化设备
本技术涉及一种金属3D打印机成形箱，特别涉及一种适用于中小型3D打印的激光熔化设备。
技术介绍
SLM(选择性激光熔化)工艺存在一个重大的缺点，即每次成形(激光处于工作的状态)结束后，需进行大量的清理准备工作，此时激光-振镜系统处于不工作的状态的闲置状态。当前SLM设备正在从实验室进入工业应用领域，需大大提高成形效率，更加加剧了提高SLM设备效率的呼声。目前，在激光-成形系统中采用多激光器配以多振镜——多激光-振镜系统，进一步提高成形速度，更成为SLM发展的潮流之一。但多激光束-振镜系统(如2～6个激光束)是昂贵的部件，约占总成本的40％。
技术实现思路
为了弥补以上不足，本技术提供了一种适用于中小型3D打印的激光熔化设备，该适用于中小型3D打印的激光熔化设备的成形效率高，使用成本低。本技术为了解决其技术问题所采用的技术方案是：一种适用于中小型3D打印的激光熔化设备，包括固定架、激光-振镜系统、激光炉-成形缸系统和控制系统，至少两个激光炉-成形缸系统固定设于固定架上，激光炉-成形缸系统包括激光炉和成型缸，激光炉内形成密封的成形空间，激光炉上侧设有与成形空间正对的透光部，激光炉下侧与成型缸密封连接，成形缸的活塞形成能与激光炉内侧底面对齐的升降平台，激光炉内还设有供粉装置，供粉装置能够给成形平台铺粉，激光-振镜系统能够运动的安装于固定架上，激光-振镜系统能够分别与各个激光炉-成形缸系统正对，激光-振镜系统能够发射用于熔化粉末的激光，激光-振镜系统发射的激光恰能够经激光炉上侧的透明部射入激光炉-成形缸系统的成形空间内并在成形平台上聚焦，控制系统控制激光-振镜系统和激光炉-成形缸系统内各部件工作，控制系统还控制激光炉-成形缸系统运动。作为技术的进一步改进，固定架包括固定平台、摇臂转轴、摇臂本体和旋转驱动装置，所述摇臂转轴能够转动的安装于固定平台上，摇臂本体一端与摇臂转轴相连，激光-振镜系统固定安装于摇臂本体另一端上，若干激光炉-成形缸系统沿以摇臂转轴为中心的圆弧轨迹间隔排列于固定平台上，旋转驱动装置驱动摇臂转轴旋转。作为技术的进一步改进，固定架还包括升降机构和升降驱动装置，升降机构纵向能够升降的安装于摇臂转轴上，摇臂本体一端与升降机构的运动端固定连接，升降驱动装置驱动升降机构运动。作为技术的进一步改进，所述升降机构为气缸，气缸的缸体固定安装于摇臂转轴上端，气缸的活塞杆与摇臂本体一端固连。作为技术的进一步改进，所述固定架还包括激光定位平台，所述激光定位平台固定安装于摇臂本体另一端上，激光-振镜系统固定安装于激光定位平台上，激光定位平台上形成有供激光穿设的透明窗口，激光定位平台下侧能够设有定位销，激光炉-成形缸系统上侧表面上还设有定位孔，所述定位销恰能够插设于定位孔内。作为技术的进一步改进，所述激光炉-成形缸系统的激光炉两相对的侧壁上分别形成有惰性气体进口和惰性气体出口。作为技术的进一步改进，所述激光炉包括底板、侧壁和顶板，所述底板和顶板分别密封固定设于侧壁上、下两端形成密封的成形空间，顶板上设有镂空部，该镂空部密封嵌设有玻璃窗。作为技术的进一步改进，所述成形缸的升降平台为加热板体，所述加热板体圆周方向止动且轴向能够滑动的插设于成型缸内，还设有丝杆和电机，所述丝杆与成型缸活动螺接，丝杆上端与加热板体圆周方向能够转动且轴向止动连接，电机驱动丝杆旋转。作为技术的进一步改进，所述激光炉-成形缸系统的激光炉上设有开窗，所述开窗上设有能够开闭的密封门。作为技术的进一步改进，所述激光炉-成形缸系统为三个，三个激光炉-成形缸系统分别在成形状态、清理状态和待机状态之间进行切换。本技术的有益技术效果是：本技术通过将激光-振镜系统和激光炉-成形缸系统形成两套单独的密封机构，切换过程中是两个独立的构件的重叠或分开，与密封系统无关，因而切换的可靠性和安全性高，激光-振镜系统在多个激光炉-成形缸系统之间进行切换工作，使得激光束几乎不停歇地连续工作，最充分发挥激光束扫描的功能，大大提高了激光成形效率，降低了激光熔化成形设备使用成本。附图说明图1为本技术结构原理示意图；图2为激光熔化成形状态图；图3为激光-振镜系统在不同状态的激光炉-成形缸之间切换状态图；图4为本技术的结构原理主视图；图5为图4中A-A向剖视图。具体实施方式实施例：一种适用于中小型3D打印的激光熔化设备，包括固定架1、激光-振镜系统2、激光炉31-成形缸系统3和控制系统，至少两个激光炉31-成形缸系统3固定设于固定架1上，激光炉31-成形缸系统3包括激光炉31和成型缸32，激光炉31内形成密封的成形空间33，激光炉31上侧设有与成形空间33正对的透光部，激光炉31下侧与成型缸32密封连接，成形缸的活塞形成能与激光炉31内侧底面对齐的升降平台35，激光炉31内还设有供粉装置，供粉装置能够给成形平台铺粉，激光-振镜系统2能够运动的安装于固定架1上，激光-振镜系统2能够分别与各个激光炉31-成形缸系统3正对，激光-振镜系统2能够发射用于熔化粉末的激光，激光-振镜系统2发射的激光恰能够经激光炉31上侧的透明部射入激光炉31-成形缸系统3的成形空间33内并在成形平台上聚焦，控制系统控制激光-振镜系统2和激光炉31-成形缸系统3内各部件工作，控制系统还控制激光炉31-成形缸系统3运动。进行加工时，激光束通过振镜聚焦在压实的金属粉末(粉床)表面，有选择地熔化一层金属，升降平台35下降数十微米，铺粉装置铺一层粉，其厚度与升降平台35下降的深度相同，激光束有选地再熔化一层金属，如此反复就在成形空间33中形成一个三维结构的产品，激光熔化成形过程中，激光炉31-成形缸系统3内的供粉装置包括送粉装置43和铺粉装置44，其中送粉装置用于将金属粉送到激光炉31内，铺粉装置将粉末刮平，并保证新粉末层的厚度达到要求，当一个激光炉31-成形缸系统3内的产品加工完成，激光-振镜系统2就从该激光炉31-成形缸系统3上移开到达下一个准备好的激光炉31-成形缸系统3上进行新产品的光熔化成形加工，上一个激光炉31-成形缸系统3内加工好的产品则从激光炉31内取出，取出产品的激光炉31进行清理和升降平台35加热即进入等待状态，待激光-振镜系统2过来进行新一轮的成形加工，激光束几乎不停歇地连续工作，最充分发挥激光束扫描的功能，且切换过程中是两个独立的构件的重叠或分开，与密封系统无关，因而切换的可靠性和安全性高。固定架1包括固定平台11、摇臂转轴12、摇臂本体13和旋转驱动装置14，所述摇臂转轴12能够转动的安装于固定平台11上，摇臂本体13一端与摇臂转轴12相连，激光-振镜系统2固定安装于摇臂本体13另一端上，若干激光炉31-成形缸系统3沿以摇臂转轴12为中心的圆弧轨迹间隔排列于固定平台11上，旋转驱动装置14驱动摇臂转轴12旋转。通过摇臂本体13的旋转实现激光-振镜系统2与不同的激光炉31-成形缸系统3正对进行激光扫描，实现了激光-振镜系统2位置的快速切换，此外还可以是激光炉31-成形缸系统3沿直线间隔排列，激光-振镜系统2沿直线往复运动来实现，此为本领域技术人员根据本专利很容易想到的等同替换结构。固定架1还包本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于中小型3D打印的激光熔化设备，其特征在于：包括固定架(1)、激光‑振镜系统(2)、激光炉‑成形缸系统(3)和控制系统，至少两个激光炉‑成形缸系统固定设于固定架上，激光炉‑成形缸系统包括激光炉(31)和成型缸(32)，激光炉内形成密封的成形空间(33)，激光炉上侧设有与成形空间正对的透光部，激光炉下侧与成型缸密封连接，成形缸的活塞形成能与激光炉内侧底面对齐的升降平台(35)，激光炉内还设有供粉装置，供粉装置能够给成形平台铺粉，激光‑振镜系统能够运动的安装于固定架上，激光‑振镜系统能够分别与各个激光炉‑成形缸系统正对，激光‑振镜系统能够发射用于熔化粉末的激光，激光‑振镜系统发射的激光恰能够经激光炉上侧的透明部射入激光炉‑成形缸系统的成形空间内并在成形平台上聚焦，控制系统控制激光‑振镜系统和激光炉‑成形缸系统内各部件工作，控制系统还控制激光炉‑成形缸系统运动。

【技术特征摘要】
1.一种适用于中小型3D打印的激光熔化设备，其特征在于：包括固定架(1)、激光-振镜系统(2)、激光炉-成形缸系统(3)和控制系统，至少两个激光炉-成形缸系统固定设于固定架上，激光炉-成形缸系统包括激光炉(31)和成型缸(32)，激光炉内形成密封的成形空间(33)，激光炉上侧设有与成形空间正对的透光部，激光炉下侧与成型缸密封连接，成形缸的活塞形成能与激光炉内侧底面对齐的升降平台(35)，激光炉内还设有供粉装置，供粉装置能够给成形平台铺粉，激光-振镜系统能够运动的安装于固定架上，激光-振镜系统能够分别与各个激光炉-成形缸系统正对，激光-振镜系统能够发射用于熔化粉末的激光，激光-振镜系统发射的激光恰能够经激光炉上侧的透明部射入激光炉-成形缸系统的成形空间内并在成形平台上聚焦，控制系统控制激光-振镜系统和激光炉-成形缸系统内各部件工作，控制系统还控制激光炉-成形缸系统运动。2.如权利要求1所述的适用于中小型3D打印的激光熔化设备，其特征是：固定架包括固定平台(11)、摇臂转轴(12)、摇臂本体(13)和旋转驱动装置(14)，所述摇臂转轴能够转动的安装于固定平台上，摇臂本体一端与摇臂转轴相连，激光-振镜系统固定安装于摇臂本体另一端上，若干激光炉-成形缸系统沿以摇臂转轴为中心的圆弧轨迹间隔排列于固定平台上，旋转驱动装置驱动摇臂转轴旋转。3.如权利要求2所述的适用于中小型3D打印的激光熔化设备，其特征是：固定架还包括升降机构和升降驱动装置(15)，升降机构纵向能够升降的安装于摇臂转轴上，摇臂本体一端与升降机构的运动端固定连接，升降驱动装置驱动升降机构运动。4.如权利要求3所述的适用于中小型3D打印的激光熔化设备，其特征是：所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈振东，颜永年，韩丽俊，胡美婷，
申请(专利权)人：江苏永年激光成形技术有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏,32