[实用新型]3D打印装置有效

专利信息
申请号: 201520585149.0 申请日: 2015-08-05
公开(公告)号: CN204912763U 公开(公告)日: 2015-12-30
发明(设计)人: 马承伟 申请(专利权)人: 马承伟
主分类号: B22F3/105 分类号: B22F3/105;B33Y30/00
代理公司: 北京路浩知识产权代理有限公司 11002 代理人: 李相雨
地址: 100083 北京市海淀*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 打印 装置
【说明书】:

技术领域

实用新型涉及3D打印技术领域,具体而言,涉及3D打印装置。

背景技术

现有的3D打印装置主要包括以下三种:SLS(SelectiveLaserSintering)、SLM(SelectiveLaserMelting)和DMLS(DirectMetalLaserSintering)。上述三种3D打印装置工作原理如下:

先在计算机上利用pro/e、UG、CATIA等三维造型软件设计出零件的三维实体模型,然后通过切片软件对该三维模型进行切片分层,得到各截面的轮廓数据,由轮廓数据生成填充扫描路径,设备将按照这些填充扫描线,控制激光束选区加工材料材料,逐步堆叠成三维零件。

(1)激光束开始扫描前,通过送粉缸或者其他装置送入一定量的材料,铺粉辊或者铺粉刮板等将材料带到工作平面的基板上,形成一个均匀平整的粉层;

(2)在计算机控制下,激光束根据零件CAD模型的的第一层数据信息选择性地熔化粉层中某一区域的材料,以成形零件的一个水平方向二维截面;

(3)该层轮廓熔扫描完毕后,工作缸下降一个切片层厚的距离,通过送粉缸或者其他装置送入一定量的材料,铺粉辊或者铺粉刮板等将材料再将材料送到已经熔化的材料上部,形成一个层厚的均匀粉层,计算机调入下一个层面的二维轮廓信息,并进行加工;

(4)如此层层加工,直至成形过程完成,得到与三维实体模型相同的三维零件。

上述3D打印装置的加工具有以下缺点:

加工过程都是一个对材料的熔化凝固或烧结凝固的过程,加工精度以及成型之后的表面质量都与融化凝固或烧结凝固的熔池的大小密切相关。通常的加工精度仅能达到0.05mm,成型表面质量在15um到50um之间,相比于传统的减材制造(如切削等),虽然,成型件经过简单的手工打磨或者采用喷丸、电解抛光等后续处理能够获得良好的表面质量,但是当零件内部复杂且为关键部位功能,或者是一些精细零件时,上述后续处理方式将不再适用。

逐层加工过程中,前一层水平面的表面质量直接影响到下一层的铺粉均匀性,影响加工精度。金属材料的打印中如果前一层的表面粗糙度值很大,甚至存在球化现象,则可能导致下一层的铺粉过程无法完成,从而使得成型加工无法继续。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是,如何提高3D打印形成器件的精度和表面质量。

为此目的,本实用新型提出了一种3D打印装置,包括:电子束发射器和功率密度调节元件,

所述功率密度调节元件在接收到第一指令时,将所述电子束发射器聚焦点的功率密度调节为第一功率密度,以使所述电子束发射器发射电子对加工平面的待成型材料进行处理,和/或在所述加工平面设置待成型材料,以在加工平面逐层形成轮廓层;

所述功率密度调节元件在接收到第二指令时,将所述电子束发射器聚焦点的功率密度调节为第二功率密度,以使所述电子束发射器在形成每层轮廓层后和/或形成所述轮廓层的过程中,发射电子去除该层轮廓层中超出预设区域的材料,和/或去除该轮廓层中超出预设高度的材料。

优选地,还包括:

真空室,其中,所述待成型材料位于所述真空室中;

抽真空元件,用于抽出所述真空室中的气体。

优选地,所述功率密度调节元件在接收到第三指令时,将所述电子束发射器聚焦点的发射功率密度调节为第三功率密度,以使所述电子束发射器发射电子在所述轮廓层的表面形成预设图形。

优选地,所述功率密度调节元件包括:

功率调节元件,根据接收到的指令调节所述电子束发射器发射电子的功率;

和/或

电子偏转元件,根据接收到的指令调节所述电子束发射器发射电子的偏转方向;

还包括:

时间控制元件,用于控制所述电子束发射器按照预定的工作时间和休止时间比发射电子。

优选地,还包括:

送粉缸,用于向成型缸的加工平面上传输材料;

所述成型缸,用于控制所述加工平面运动,以根据每层轮廓层形成三维器件。

本实用新型还提出了一种3D打印装置,包括:激光发射器和功率密度调节元件,

所述功率密度调节元件在接收到第四指令时,将所述激光发射器聚焦点的功率密度调节为第四功率密度,以使所述激光发射器发射激光对加工平面的待成型材料进行处理,和/或在所述加工平面设置待成型材料,以在加工平面逐层形成轮廓层;

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