[发明专利]大倾斜角度零件3D打印方法及装置、电控多功能分粉器

说明书

技术领域

本发明涉及一种金属零件3D打印方法及装置，尤其涉及一种在不加支撑条件下成形大倾斜角度零件的3D打印工艺方法及装置,本发明还涉及一种3D 打印的分粉装置。

背景技术

采用3D打印技术可以通过材料的层层叠加成形多种复杂结构零件，通常在成形倾斜角度过大的零件时由于重力和粉末冲击力的作用熔池会发生流淌，从而导致零件表面出现结瘤和粘粉现象，而当前采用同轴送粉的方法成形零件所能成形的最大倾斜角有限。所以在成形倾斜度较大的零件和零件局部位置时往往需要添加支撑，然而零件成形后去除支撑会导致工艺复杂化，甚至某些部位的支撑无法去除，或者支撑的去除导致应力分布发生变化而导致零件变形，所以如何在不加支撑的条件下成形倾斜角度较大的零件是当前3D打印技术面临的一个问题。

发明内容

本发明目的是提供一种可在不加支撑条件下成形大倾斜角度零件的3D打印工艺方法及装置，其解决了现有成形大倾斜角度零件的3D打印工艺方法及装置有结瘤和粘粉现象、工艺复杂、零件变形的技术问题。

本发明的技术解决方案是：

一种大倾斜角度零件的3D打印方法，其特殊之处在于：包括以下步骤：

1)零件区域划分：

首先将零件划分为零件内部区域和零件边界区域，所述零件边界区域均匀划分为3至5个边界；

2)不同边界区域成形时对应喷管确定：

成形零件内部区域时，通过电控多功能分粉器将送粉管中的粉末均分为3-5份，分别由3-5个喷管同时喷粉，每个喷管中的送粉量为送粉管中输粉量的1/3-5/1；

成形零件边界区域的任一边界时，通过电控多功能分粉器将送粉管中的粉末全部输送到与该边界对应的喷管，由该喷管向熔池输送粉末；

3)零件成形：

将分区方法、不同区域成形时喷管工作情况及成形路径编制成控制程序，打印零件成形。

当零件边界区域均匀划分为4个边界时，所述步骤2中成形零件边界区域的任一边界时，按先前后边界再左右边界，或者相反的顺序进行。

上述步骤2中成形零件边界区域的任一边界时，在同一层内成形边界位置时，相邻两个边界之间可适当重合。

上述步骤2中成形零件边界区域的任一边界时，上下两层的结构重合边界位置在5-15°之间随机波动。

上述电控多功能分粉器包括第一分流器、第二分流器、多路分粉器；

所述第一分流器包括壳体、设置在壳体内的第一分流转盘和第一步进电机，所述壳体底部为第一分流器底盖，所述第一分流转盘内设置有第一分流管，所述分流管的上开口与主送粉管相通，所述第一分流管的下开口在第一步进电机驱动下分别与第一分流器底盖上的两个出口相通；所述第一分流器底盖上的两个出口分别接第二分流器以及多路分粉器的入口；

所述多路分粉器的多个出口分别接多个支路送粉管的入口；

所述第二分流器包括壳体、设置在壳体内的第二分流转盘和第二步进电机，所述壳体底部为第二分流器底盖，所述第二分流转盘内设置有第二分流管，所述分流管的上开口与第一分流器底盖的其中一个出口相通，所述第二分流管的下开口在第二步进电机驱动下分别与第二分流器底盖上的多个出口相通；所述第二分流器底盖上的多个出口分别接多个支路送粉管的入口。

一种大倾斜角度零件的3D打印装置，其特殊之处在于：

包括用于供应粉末的主送粉管、电控多功能分粉器、至少三个支路送粉管、多管送粉喷嘴和用于熔融粉末的聚焦镜4；

所述多管送粉喷嘴包括与支路送粉管数量一致且一一对应连通的多个倾斜的喷粉管；所述喷粉管的倾斜角度与零件的倾斜角度相匹配；

所述电控多功能分粉器将主送粉管的粉末均匀送至所有的支路送粉管或者全部送至任一支路送粉管。

上述的大倾斜角度零件的3D打印装置，其特征在于：

所述电控多功能分粉器包括第一分流器、第二分流器、多路分粉器；

所述第一分流器包括壳体、设置在壳体内的第一分流转盘和第一步进电机，所述壳体底部为第一分流器底盖，所述第一分流转盘内设置有第一分流管，所述第一分流管的上开口与主送粉管相通，所述第一分流管的下开口在第一步进电机驱动下分别与第一分流器底盖上的两个出口相通；所述第一分流器底盖上的两个出口分别接第二分流器以及多路分粉器的入口；

所述多路分粉器的多个出口分别接多个支路送粉管的入口；