[发明专利]新型金属粉末熔化快速成型机

说明书

技术领域

本发明涉及快速成型设备技术领域，尤其是涉及一种新型金属粉末熔化快速成型机。

背景技术

尽管选择性激光熔化(SLM)技术在过去十几年中飞速发展，但仍存在一些缺点和不足，如可靠性、稳定性还不能完全满足要求；加工零件的球化效应、翘曲变形及裂纹缺陷严重，需要寻找合适的解决方案；设备成本比较高，限制了SLM技术进一步的推广和应用；可制备零件的尺寸有一定限制，目前制备大尺寸零件的工艺还不成熟；工艺参数较复杂，现有的技术对SLM的作用机理研究不够深入，需要较长时间摸索。

发明内容

本发明的目的在于设计一种新型金属粉末熔化快速成型机，解决上述问题。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种新型金属粉末熔化快速成型机，包括机架、控制系统、激光振镜扫描装置、铺粉装置、三缸本体和激光器，所述控制系统、所述激光振镜扫描装置、所述铺粉装置、所述三缸本体和所述激光器均设置在所述机架上，所述激光振镜扫描装置和所述激光器之间光学连接，所述激光振镜扫描装置、所述铺粉装置、所述三缸本体和所述激光器均连接到所述控制系统。

所述激光振镜扫描装置包括光路安装支架、光路连接架、滑台、滑块、光路移动板、振镜、激光数字水平尺和驱动机构；

所述光路安装支架固定在所述机架上，所述光路连接架与所述光路安装支架相连；所述滑台固定在所述光路连接架上，所述滑块上安装所述光路移动板，由所述滑块带动所述光路移动板沿所述滑台上下移动，所述光路移动板上安装所述振镜以及所述激光数字水平尺；

所述驱动机构通过滚珠丝杠与所述光路移动板传动连接。

所述驱动机构包括伺服电机和涡轮蜗杆减速器。

所示铺粉装置包括滑台固定板、刮板、刮板安装座、第二滑台、第二滑块、数显千分表、涡流风扇和第二驱动机构；

所述刮板上安装所述数显千分表和所述涡流风扇，所述刮板通过所述刮板安装座固定在所述第二滑块上，所述第二滑块沿着所述第二滑台移动，所述第二滑台固定在所述滑台固定板上，所述滑台固定板安装在所述机架上，所述驱动机构通过滚珠丝杠与所述刮板传动连接。

所述三缸本体包括缸底座平板、成型缸、左送粉缸和右送粉缸，所述成型缸内设有沿成型缸缸壁上下滑动的成型基板，所述左送粉缸和所述右送粉缸内均设有沿送粉缸缸壁上下滑动的送粉缸底板；

还包括有驱动所述成型基板以及左右两个所述送粉缸底板上下滑动的第三驱动装置，以及与所述缸底座平板相连的缸连接圆筒，与所述缸连接圆筒相连的电机密封罩，所述缸连接圆筒上设有限位开关。

所述控制系统包括工控机和显示器，所述显示器与所述工控机之间电连接。

本发明属于快速成型设备领域，是一种成型工艺简单、材料利用率高、适用性广以及成型效率高的快速成型设备

本发明的有益效果可以总结如下：

1，本发明主要应用选择性激光熔化(SLM)技术，它结合了CAD/CAM、数控、光学及材料科学等技术，以各种纯金属或合金粉末材料作为加工原料，采用中小功率激光器快速、完全熔化选择性金属粉末后，结合快速冷却凝固技术，可以获得非平衡态过饱和固溶体及均匀细小的金相组织，其成型零件致密度近乎100％，机械性能与锻造零件相当。选择性激光熔化(SLM)技术可以根据3D模型直接制造出各种复杂的金属零件，能显著降低加工时间和成本，缩短新品的研发周期，十分适应现代制造业快速化、个性化、柔性化发展的需求，在航空、航天、医学、模具、武器装备等制造领域将具有广阔的应用前景。

2，本发明中成型缸、送粉缸、铺粉系统三大运动部件，全部采用大功率伺服电机+减速器控制，相对于同类产品采用步进电机+伺服电机结构具有更高的运动精度，误差低于0.01mm；此外，设备启动扭矩更高，运动过程更平稳，有力避免振动误差；设备所有运动维度中，除依靠伺服电机的自身编码器反馈外，加入其他传感器精确测量成形缸、送粉缸、铺粉系统的运动量，实时且更精确控制运动；实时测量光学畸变和零点漂移，保证零件扫描图形精度和扫描原点精度；成形基板自动弹性避震功能，避免零件加工过程中与铺粉装置刚性碰撞；双成形基板保证移动直线度，提高防侧撞能力。

附图说明

图1是本新型金属粉末熔化快速成型机的外形示意图；

图2是本新型金属粉末熔化快速成型机去掉机柜后的结构示意图；

图3是本新型金属粉末熔化快速成型机激光振镜扫描装置示意图；

图4是本新型金属粉末熔化快速成型机铺粉装置示意图；