高速叠层制造设备制造技术

本发明专利技术公开一种高速叠层制造设备，其包括机台本体、烧结光束模组、产品承载件、原料承载件以及原料拨件。机台本体包括打印槽以及与打印槽相邻设置的原料槽。烧结光束模组设置于机台本体上，烧结光束模组包括多个烧结光源组件，每个烧结光源组件具有光束发射端，光束发射端发出烧结光束，所述烧结光源组件的所述光束发射端排列成多列，每一列的多个所述光束发射端与相邻列的多个所述光束发射端于光束发射端移动的方向上形成错位设置。射端移动的方向上形成错位设置。射端移动的方向上形成错位设置。

【技术实现步骤摘要】
高速叠层制造设备


[0001]本专利技术涉及一种叠层制造设备，特别是涉及一种具有相邻列的烧结光源组件彼此错位设置的二维光源阵列且以此二维光源阵列高速进行叠层制造的高速叠层制造设备。

技术介绍

[0002]叠层制造(又称为三维打印)是一种先建构产品的三维模型，然后将三维模型分成水平方向的多个层，再逐层成形而形成最终产品的技术。借由叠层制造技术可以制出形状复杂而且以传统制造方法需耗费高成本的产品，近年来在产业界获得相当程度的重视。
[0003]叠层制造主要有七种制造方法，材料挤出成形法、光固化树脂成形法、粉末烧结法、黏着剂喷涂法、材料喷涂成型法、迭层制造法及直接能量沉积法。其中粉末烧结法是通常以激光烧结光束照射粉床中的原料使原料熔融成形，衍生出激光粉末烧结法。由于在粉床中成形，原料粉末可以提供支撑，因而叠层模型不需要形成支撑结构，而且产品成形后具有较佳的强度，因此其应用逐渐受到重视。
[0004]现有的激光粉末烧结法是以单颗激光光源进行烧结，单颗激光光源在每层通过预先设定的路径对原料粉末进行烧结成形。但是这种以单颗激光光源进行烧结的过程相当缓慢，使得产能大受影响。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种高速叠层制造设备，其具有二维配置的烧结光源组件阵列，能够对每个成形层进行高速成形，解决先前技术中由于使用单颗激光烧结光源所导致的成形速度过于缓慢的问题。
[0006]本专利技术的高速叠层制造设备的一实施例包括机台本体、烧结光束模组、产品承载件、原料承载件以及原料拨件。机台本体包括打印槽以及与所述打印槽相邻设置的原料槽。所述烧结光束模组包括多个烧结光源组件，每个所述烧结光源组件具有光束发射端，所述光束发射端设置于所述机台本体上，所述光束发射端发出烧结光束，且所述光束发射端可沿平行于第一方向的方向在所述打印槽的上方往复移动，多个所述烧结光源组件的所述光束发射端沿与所述第一方向垂直的第二方向排列成多列，每一列的多个所述光束发射端与相邻列的多个所述光束发射端于所述第一方向上形成错位设置。产品承载件设置于所述打印槽中，产品成形于所述产品承载件上，所述产品承载件于所述打印槽中可平行于第三方向移动。原料承载件设置于所述原料槽中，原料承载于所述原料承载件上，所述原料承载件于所述原料槽中可平行于所述第三方向移动。原料拨件可移动地设置于所述打印槽以及所述原料槽中。
[0007]在另一实施例中，每个烧结光源组件包括发光元件、光束导引件以及光学准直器，光学准直器设置于光束发射端上，发光元件产生光线，光线由所述光束导引件导引通过光学准直器后形成烧结光束。
[0008]在另一实施例中，每个所述烧结光源组件还包括适配器，光束导引件包括第一导
引段以及第二导引段，第一导引段的一端与发光元件连接，第二导引段的一端与光学准直器连接，第一导引段的另一端与第二导引段的另一端分别与适配器连接。
[0009]在另一实施例中，烧结光束模组还包括准直器固定架，准直器固定架平行于产品承载件设置，准直器固定架具有多个第一定位孔，多个所述光学准直器分别设置于所述多个第一定位孔中，所述多个定位孔排列成多列，每一列的多个所述第一定位孔与相邻列的多个所述第一定位孔在第一方向上错位设置。
[0010]在另一实施例中，烧结光束模组还包括导引件固定架，导引件固定架具有多个第二定位孔，一个第二定位孔对应于多个第一定位孔，每个第二定位孔容置多个光束导引件。
[0011]在另一实施例中，导引件固定架位于准直器固定架的上方，导引件固定架具有多个固定片，所述多个固定片对应地设置于所述多个第二定位孔中，烧结光束模组还包括多个集束件，所述多个集束件对应于所述多个第二定位孔，且多个光束导引件由一个集束件集束且设置于一个第二定位孔中，固定片使集束件固定于第二定位孔中。
[0012]在另一实施例中，所述烧结光束模组还包括移动座体，其以可平行于第一方向移动的方式设置于机台本体上，准直器固定架与导引件固定架均设置在移动座体上，移动座体具有出光口，所述多个第一定位孔对应于出光口，原料拨件设置于移动座体的一侧。
[0013]在另一实施例中，本专利技术的高速叠层制造设备还包括控制模组，其包括控制器、多个转换器以及多个驱动电路，控制器具有多个输入输出端口，所述多个转换器分别连接于所述多个输入输出端口以及所述多个驱动电路，所述多个驱动电路驱动所述多个发光元件，控制器依时序从所述多个输入输出端口分别输出控制信号，经由所述多个转换器转换成驱动信号，驱动信号被传送至驱动电路，以驱动所述多个发光元件发光。
[0014]在另一实施例中，控制信号为数位信号，驱动信号为脉冲宽度调变(PWM)信号。
[0015]在另一实施例中，本专利技术的高速叠层制造设备还包括位置探测器，设置于机台本体上，用于探测光束发射端的位置，并产生探测信号，探测信号传送至控制器，控制器根据探测信号产生控制信号。
[0016]本专利技术的高速叠层制造设备借由排成多列的光束发射端形成二维光束发射的阵列，而且相邻列的光束发射端错位设置，如此每列光束发射端可在打印区内构建线状的扫描区域，二维阵列光束发射端再沿第一方向移动以形成二维的扫描区域。如此烧结光束模组的二维阵列光束发射端对原料层沿第一方向移动后即可完成所述层的成形作业，能够达到高速叠层制造的功效。
附图说明
[0017]图1是本专利技术的高速叠层制造设备的一实施例的立体图。
[0018]图2是图1的高速叠层制造设备的部分立体图。
[0019]图3是图2的俯视图。
[0020]图4是本专利技术的高速叠层制造设备的烧结光束模组位于移动座体上的部分结构的立体示意图。
[0021]图5是图4的烧结光束模组的光束发射端的配置示意图。
[0022]图6至图8是图5的高速叠层制造设备的光束发射端对原料进行烧结的示意图。
[0023]图9是本专利技术的高速叠层制造设备的烧结光源组件的结构的示意图。
[0024]图10是本专利技术的高速叠层制造设备的准直器固定架及导引件固定架设置于移动平台的立体图。
[0025]图11是本专利技术的高速叠层制造设备的准直器固定架及配置于其上的光学准直器的示意图。
[0026]图12是图11的俯视图。
[0027]图13是本专利技术的高速叠层制造设备的控制模组的示意图。
具体实施方式
[0028]请参阅图1、图2、图3及图4，其表示本专利技术的高速叠层制造设备的一实施例。本实施例的高速叠层制造设备属于以烧结光线照射打印槽中的粉末原料而成形的叠层制造技术。本实施例的高速叠层制造设备包括机台本体10以及移动座体20。机台本体10顶部的工作台面设有打印槽11以及原料槽12，原料槽12与打印槽11相邻设置，原料槽12供放置粉末状的原料，原料可以是塑胶粉末或金属粉末。移动座体20借由第一伺服马达21而成为可移动地设置于机台本体10顶部的工作台面，且可平行于第一方向X移动，而且在印刷槽11与原料槽12的上方移动。
[0029本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高速叠层制造设备，其特征在于，包括：机台本体，其包括打印槽以及与所述打印槽相邻设置的原料槽；烧结光束模组，所述烧结光束模组包括多个烧结光源组件，每个所述烧结光源组件具有光束发射端，所述光束发射端设置于所述机台本体上，所述光束发射端发出烧结光束，且所述光束发射端可平行于第一方向在所述打印槽的上方往复移动，多个所述烧结光源组件的所述光束发射端沿与所述第一方向垂直的第二方向排列成多列，每一列的多个所述光束发射端与相邻列的多个所述光束发射端于所述第一方向上形成错位设置；产品承载件，设置于所述打印槽中，产品成形于所述产品承载件上，所述产品承载件于所述打印槽中可平行于第三方向移动；原料承载件，设置于所述原料槽中，原料承载于所述原料承载件上，所述原料承载件于所述原料槽中可平行于所述第三方向移动；以及原料拨件，可移动地设置于所述打印槽以及所述原料槽。2.根据权利要求1所述的高速叠层制造设备，其特征在于，每个所述烧结光源组件包括发光元件、光束导引件以及光学准直器，所述光学准直器设置于所述光束发射端上，所述发光元件产生光线，所述光线由所述光束导引件导引通过所述光学准直器后形成所述烧结光束。3.根据权利要求2所述的高速叠层制造设备，其特征在于，每个所述烧结光源组件还包括适配器，所述光束导引件包括第一导引段以及第二导引段，所述第一导引段的一端与所述发光元件连接，所述第二导引段的一端与所述光学准直器连接，所述第一导引段的另一端与所述第二导引段的另一端分别与所述适配器连接。4.根据权利要求2所述的高速叠层制造设备，其特征在于，所述烧结光束模组还包括准直器固定架，所述准直器固定架平行于所述产品承载件设置，所述准直器固定架具有多个第一定位孔，多个所述光学准直器分别设置于所述多个第一定位孔中，所述多个第一定位孔排列成多列，每一列的多个所述第一定位孔与相邻列的多个所述第一定位孔在所述第一方向上错位设置。5.根据权利要求4所...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑正元，谢志华，李侯庆，陈逸嘉，刘绍麒，谢子楡，黄智凯，
申请(专利权)人：郑正元，
类型：发明
国别省市：