[发明专利]异质材料选区激光熔化的铺粉及粉末回收装置

说明书

技术领域

本发明涉及3D快速成型领域，尤其涉及一种异质材料选区激光熔化的铺粉及粉末回收装置。

背景技术

选区激光熔化技术(SLM)是由德国Frauhofer研究所于1885年最早提出，在金属粉末选择性激光烧结(SLS)基础上发展起来的。2002年该研究所在选区激光熔化技术方面取得巨大成功，可一次性地直接制造出完全致密性的零件。

金属零件激光快速成型技术以高功率或高亮度激光为热源，逐层熔化金属粉末或丝材，直接制造出任意复杂形状的零件。以SLM为代表，粉末材料预先铺展在沉积区域，其层厚一般为9～90μm，利用高功率或高亮度激光按照预先规划的扫描路径轨迹逐层熔化金属粉末，直接成形出零件。基于粉末床的增材制造(SLM)，无需任何粘结剂，由3D模型直接成形出与锻件性能相当的任意复杂结构零件，其零件表面光整即可使用。

工程应用中，很多零件不同部位力学性能要求不一，需要应用梯度功能材料，即一个零部件的不同部位使用不同材料，这用一般的方法是难以实现的；目前的SLM用同种材料也不足以胜任。解决方案之一就是多材料的快速成型制造。这种工艺打印出的产品，无需再组装；能制造出其他方法不可能做出的新混合材料和新元件，更加适应新的设计规则。

发明内容

为了实现上述目的，本发明提供了一种异质材料选区激光熔化的铺粉及粉末回收装置，其能有效解决普通铺粉方式下异质材料容易混合，分离回收困难的问题。

为了实现上述目的，本发明针对异质材料选区激光熔化的铺粉及粉末回收装置采用如下设计方案：

异质材料选区激光熔化的铺粉及粉末回收装置，该装置包括：

一个铺粉装置，所述铺粉装置上沿水平方向设置有一对固定导轨，导轨上设有能够沿导轨往复运动的刮板和多个铺粉槽，所述的多个铺粉槽，每个铺粉槽底部设有开口，并联有控制所述开口开合的电气装置；

多个铺粉槽可移动至成型缸上方提供所需的粉末，所述成型缸内部设有支撑板，所述支撑板可在传动部件传动下沿竖直方向移动；

一个粉末回收装置，所述的粉末回收装置设置有一个吸附罩，所述的吸附罩上设有能实现水平和竖直两个方向运动的连杆机构，吸附罩上端设有开口，通过此开口连接回收管，所述的回收管另一端设有分流管，回收管和分流管交汇处设有开合挡板，每个分流管连通一个回收箱，所述的回收箱放置于固定底座上，每个回收箱侧壁设有开口，开口处设有隔离网并连接吸附管，所述吸附管另一端依次连接有电磁阀和真空泵。

为实现上述目的，本发明异质材料选区激光熔化的铺粉及粉末回收装置的使用方法采用如下技术方案：

1)将模型的制造分层信息输入计算机中；

2)刮板和多个铺粉槽沿导轨移动，根据需要打开某一铺粉槽的开口进行铺粉，将材料粉末平铺在支撑板上；

3)激光按照零件的截面轮廓信息开始扫描，将材料粉末熔化，形成单层截面；

4)扫描结束后，将吸附罩移至成型缸的上方，同时开启真空泵，挡板和电磁阀调节到相应的通道位置，将未熔化的粉末通过回收管和分流管吸附到相应的回收箱中，吸附完成后，吸附罩在连杆机构的作用下移离成型缸上方区域；

5)判断单层截面是否已完成，若已完成，传动部件驱动支撑板下降一个层厚的高度，否则执行上述步骤2)～4)直到单层截面加工完成；

6)判断成型件是否已完成，若已完成，取出成型件，否则继续重复进行上述步骤2)～5)直到成型件加工完成。

本发明与现有技术相比，有如下优点和有益效果：

1、本发明成型材料不再单一，可成型材料为任意组合的模型；对于不同结构由不同材料组成或同一结构由不同材料组成的模型均可实现。

2、本发明通过逐层吸附，未固化的粉末通过吸附管道清除并回收，基本无粉末泄露和浪费问题。

3、本发明中异质粉末分别熔化，成型精度得到了保证，且粉末之间没有接触不会出现混合问题。

附图说明

图1为异质材料选区激光熔化的铺粉及粉末回收装置示意图

图中：1、铺粉槽，2、刮板，3、导轨，4、成型缸，5、支撑板，6、传动部件，7、真空泵，8、电磁阀，9、固定底座，10、回收箱，11、吸附管，12、隔离网，13、连接口，14、分流管，15、开合档板，16、回收管，17、连杆机构，18、吸附罩

图2为异质材料选区激光熔化的工作流程示意图

具体实施方式

下面结合具体实施例及附图对本发明作进一步说明，但本发明的实施方式不限于此。