一种节约金属粉末的大尺寸SLM设备制造技术

本发明专利技术公开了一种节约金属粉末的大尺寸SLM设备，包括成形缸，成形缸内设置有至少两个Z轴升降机构，两个Z轴升降机构之间设置有固定缸，两个Z轴升降机构顶升同一个成形平台；成形缸顶部固接有成形室，成形室内设置有铺粉机构和落粉机构，成形室顶部设置有激光系统，激光系统的激光覆盖成形平台的表面。本发明专利技术一种节约金属粉末的大尺寸SLM设备，解决了现有的大尺寸SLM设备打印环形或者薄壁零件时粉末利用率低的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种节约金属粉末的大尺寸SLM设备
本专利技术属于3D打印设备
，具体涉及一种节约金属粉末的大尺寸SLM设备。
技术介绍
3D打印是一种快速成型技术。以数字模型文件为基础，由计算机辅助设计生成零件的分层数据并导入成形设备，通过激光器逐层烧结粉末状材料从而实现零件的成型。具体过程是：运动系统铺粉机构将一层粉末材料平铺在已成形零件的上表面或基材上，光路系统对该层的截面轮廓进行扫描，将本层烧结，并与已成形的部分或基材实现粘结；当一层截面烧结完成后，运动系统驱动成形平台下降一个层厚的高度，铺粉装置再在其上铺一层均匀密实的粉末，进行新一层截面的烧结，直至完成整个零件的打印。随着SLM设备成形尺寸不断增大，铺粉面积、铺粉量也越来越大。打印大尺寸的环形或者薄壁零件时，SLM设备的整个成形平台需要铺满金属粉末，然而零件中空部分铺设的粉末对于零件成形作用并不大，反而增加了运动系统负载，导致运动系统控制难度增加，同时也降低了粉末利用率，增加了生产成本。所以如何在保证零件成形质量的前提下，尽可能地节约粉末，降低生产成本是一个值得探讨的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种节约金属粉末的大尺寸SLM设备，解决了现有的大尺寸SLM设备打印环形或者薄壁零件时粉末利用率低的问题。本专利技术所采用的技术方案是，一种节约金属粉末的大尺寸SLM设备，包括成形缸，成形缸内设置有至少两个Z轴升降机构，两个Z轴升降机构之间设置有固定缸，两个Z轴升降机构顶升同一个成形平台；成形缸顶部固接有成形室，成形室内设置有铺粉机构和落粉机构，成形室顶部设置有激光系统，激光系统的激光覆盖成形平台的表面。本专利技术的特点还在于：固定缸固接于成形缸底部，固定缸为倒置桶状，固定缸的外廓为矩形、圆形或不规则形状。Z轴升降机构包括电机，电机连接有丝杠导轨，丝杠导轨的悬臂固接在成形平台的底部，成形平台分别与固定缸、成形缸之间设置有密封件。密封件为毛毡。铺粉机构包括刮刀托架，刮刀托架的一侧内安装有刮刀安装架，刮刀安装架靠近底部的本体内设置有刮刀，刮刀的刀刃端伸出刮刀安装架的底部；铺粉机构还包括位于成形室一侧的伺服电机，伺服电机的轴端连接有同步带的驱动轮，同步带固接刮刀托架，刮刀垂直于成形平台，同步带的另一端设置有惰轮，惰轮固接于成形室的另一侧。落粉机构包括伺服电机、落粉桶和落粉轴，落粉桶安装在成形室侧壁，落粉桶底部转动安装有落粉轴，落粉轴连接有伺服电机。激光系统包括激光器以及依次设置的准直扩束镜、振镜和场镜，激光器的光束依次通过准直扩束镜、振镜和场镜射到成形平台上。激光系统包括激光器以及依次设置的准直扩束镜、动态聚焦镜和振镜，激光器的光束依次通过准直扩束镜、动态聚焦镜和振镜射到成形平台上。本专利技术的有益效果是：本专利技术一种节约金属粉末的大尺寸SLM设备，打印大尺寸的环形或者薄壁零件时其中空部分不铺设粉末，可以有效减轻Z轴升降机构的负载，便于精度控制，同时提高了金属粉末利用率，降低了生产成本。附图说明图1是本专利技术一种节约金属粉末的大尺寸SLM设备的结构示意图。图中，1.成形缸，2.Z轴升降机构，3.成形平台，4.铺粉机构，5.固定缸，6.工件，7.激光系统，8.落粉机构，9.密封件。具体实施方式下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术一种节约金属粉末的大尺寸SLM设备，结果如图1所示，包括成形缸1，成形缸1内设置有至少两个Z轴升降机构2，两个Z轴升降机构2之间设置有固定缸5，两个Z轴升降机构2顶升同一个成形平台3；成形缸1顶部固接有成形室，成形室内设置有铺粉机构4和落粉机构8，成形室顶部设置有激光系统7，激光系统7的激光覆盖成形平台3的表面。优选地，固定缸5固接于成形缸1底部，固定缸5为倒置桶状，固定缸5的外廓为矩形、圆形或不规则形状。优选地，Z轴升降机构2包括电机，电机连接有丝杠导轨，丝杠导轨的悬臂固接在成形平台3的底部，成形平台3分别与固定缸5、成形缸1之间设置有密封件9。其中，密封件9为毛毡。优选地，铺粉机构4包括刮刀托架，刮刀托架的一侧内安装有刮刀安装架，刮刀安装架靠近底部的本体内设置有刮刀，刮刀的刀刃端伸出刮刀安装架的底部；铺粉机构4还包括位于成形室一侧的伺服电机，伺服电机的轴端连接有同步带的驱动轮，同步带固接刮刀托架，刮刀垂直于成形平台3，同步带的另一端设置有惰轮，惰轮固接于成形室的另一侧。优选地，落粉机构8包括伺服电机、落粉桶和落粉轴，落粉桶安装在成形室侧壁，落粉桶底部转动安装有落粉轴，落粉轴连接有伺服电机。优选地，激光系统7包括激光器以及依次设置的准直扩束镜、振镜和场镜，激光器的光束依次通过准直扩束镜、振镜和场镜射到成形平台3上。优选地，激光系统7包括激光器以及依次设置的准直扩束镜、动态聚焦镜和振镜，激光器的光束依次通过准直扩束镜、动态聚焦镜和振镜射到成形平台3上。本专利技术一种节约金属粉末的大尺寸SLM设备，其工作原理如下：打开SLM设备、伺服电机和电机，控制Z轴升降机构2将成形平台3相比固定缸5顶部下降一个层厚，由铺粉机构4将落粉机构8的金属粉末平铺一层于成形平台3，激光系统7对该层的截面轮廓进行扫描，将本层烧结；当一层截面烧结完成后，Z轴升降机构2驱动成形平台3下降一个层厚的高度，铺粉机构4的刮刀在其上面铺上一层均匀密实的金属粉末，进行新一层截面的烧结，直至完成整个零件的打印。在工件6的打印过程中固定缸5不运动，落粉机构8落下定量金属粉末后，由铺粉机构4将金属粉末铺设在成形平台3的金属基材上，激光系统7完成扫描，实现工件6与金属基材的连接；由于固定缸5不运动，因此只有成形平台3上有新的金属粉末铺设，以此提升金属粉末利用率，同时保证零件的成形需要；由于铺粉量的减少，Z轴升降机构负载降低，精度控制难度降低；此外，本专利技术可以根据工件截面轮廓的不同，通过更换成形平台3与固定缸5实现不同截面工件6的打印；采用方形固定缸5可以实现方形截面零件的打印；采用圆形固定缸5可以实现环形截面零件的打印，采用异形截面的固定缸5可以实现异形截面零件的打印。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种节约金属粉末的大尺寸SLM设备，其特征在于，包括成形缸(1)，所述成形缸(1)内设置有至少两个Z轴升降机构(2)，两个所述Z轴升降机构(2)之间设置有固定缸(5)，两个所述Z轴升降机构(2)顶升同一个成形平台(3)；/n所述成形缸(1)顶部固接有成形室，所述成形室内设置有铺粉机构(4)和落粉机构(8)，所述成形室顶部设置有激光系统(7)，所述激光系统(7)的激光覆盖成形平台(3)的表面。/n

【技术特征摘要】
1.一种节约金属粉末的大尺寸SLM设备，其特征在于，包括成形缸(1)，所述成形缸(1)内设置有至少两个Z轴升降机构(2)，两个所述Z轴升降机构(2)之间设置有固定缸(5)，两个所述Z轴升降机构(2)顶升同一个成形平台(3)；
所述成形缸(1)顶部固接有成形室，所述成形室内设置有铺粉机构(4)和落粉机构(8)，所述成形室顶部设置有激光系统(7)，所述激光系统(7)的激光覆盖成形平台(3)的表面。


2.如权利要求1所述的一种节约金属粉末的大尺寸SLM设备，其特征在于，所述固定缸(5)固接于成形缸(1)底部，所述固定缸(5)为倒置桶状，所述固定缸(5)的外廓为矩形、圆形或不规则形状。


3.如权利要求1所述的一种节约金属粉末的大尺寸SLM设备，其特征在于，所述Z轴升降机构(2)包括电机，所述电机连接有丝杠导轨，所述丝杠导轨的悬臂固接在成形平台(3)的底部，所述成形平台(3)分别与固定缸(5)、成形缸(1)之间设置有密封件(9)。


4.如权利要求3所述的一种节约金属粉末的大尺寸SLM设备，其特征在于，所述密封件(9)为毛毡。


5.如权利要求1所述的一种节约金属粉末的大尺寸SLM...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨东辉，王石开，张东，
申请(专利权)人：西安铂力特增材技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61