[发明专利]一种成型基板加热系统

说明书

技术领域

本发明属于增材制造领域，涉及一种成型基板的加热系统，特别是涉及一种基于扫描振镜利用激光将粉末逐层熔化/融化堆积成成型的激光3D打印设备的成型基板加热系统。

背景技术

激光3D打印作为一种增材制造的成型技术，具有较高的打印精度和打印速度，材料适用范围广，适用于多种金属或非金属材料的加工成型。激光3D打印是一种利用CAD生成的三维实体模型直接生产零件的技术，其主要原理就是采用红外激光器作能源，使用的造型材料多为粉末材料，加工时，首先将粉末预热到稍低于其熔点的温度，然后在刮平棍子的作用下将粉末铺平；激光束在计算机控制下根据分层截面信息进行有选择地烧结，一层完成后再进行下一层烧结，全部烧结完后去掉多余的粉末，则就可以得到烧结好的零件。

为了确保成型精度，减少或消除因为粉末加工前后温差过大造成的热应力，在激光扫描将粉末熔化的前后，需要将粉末预热到较为接近其熔融温度。现有激光3D成型设备在加工导热性不佳或大厚度尺寸的成型工件，由于热传导温度梯度的存在，待成型粉末得不到有效的预热，加工成型困难。

为了解决现有技术存在的问题，人们进行了长期的探索，提出了各式各样的解决方案。例如，中国专利文献公开了一种激光3D打印设备及打印方法[申请号：201410611790.7]，通过辐射照射的加热方式对成型粉末进行预加热，虽然一定程度上，可以一定程度上消除导热性不佳或大厚度尺寸的成型过程中温度梯度的影响。然而，这种通过整体辐射的加热模式能耗大，且导致成型后的制件和周边粉末的温差很小，容易粘附在制件上，直接影响成型后的产品精度及良率，只适用于造型简单、精度要求不高的零件的成型。而且现有技术成型后的制件只能单一的进行后段工艺处理，无法满足组成同个制件不同部分性能要求不同的个性化需求。

有鉴于此，这也构成了需要进一步改进加工平台成型基板加热系统的设计，以图解决所存在的技术问题。

发明内容

针对现有技术存在的上述问题，本发明的目的是提供一种成型基板加热系统，解决了现有技术中的加热系统无法有效对导热性不佳或者大厚度尺寸的成型工件进行预热过程中的温度梯度，待成型粉末得不到有效的预热，加工成型困难的难题，以及预热系统能耗大，直接影响成型后制件的精度，导致产品的良率降低的问题，同时，可实现制件成型后多种后段处理工艺同时进行，实现同个制件不同组成部分性能要求不同的个性化需求。

为实现上述发明目的，本发明提供以下技术方案：

一种成型基板加热系统，包括依次贴合固定的加热隔板、加热组件，所述加热组件包括至少一个可活动拼装的加热板，和用来固定加热板的固定型板，所述加热板自由的拼装组合，形成一个连续和/或断续的加热区域；避免了由于加热面积比较大，局部单点的加热同样存在温度梯度的问题，且加热时间长，温度上升慢，作业效率低下的问题，实现了对成型后的制件进行区域性的温度控制，满足成型后制件的后段处理工艺因结构特性或者性能的个性化要求。

优选地，为了便于快速拼装，所述加热板可拆卸的镶嵌在固定型板上。

优选地，所述可活动拼装的加热板外形一致，选用热传导系数不同的材料制作，可替换的设置；实现单个制件成型后，选用不同热传导系数的加热板组合拼装，可对成型后的制件整合不同的后段处理工艺，以满足组成制件的不同部件之间性能差异化的需求。

优选地，所述加热板的内部加工有孔，用以外接不同的冷却介质，例如，水、盐水、或者油，用以满足不同制后段热处理的需求，较佳地，加工在加热板内部的孔为盲孔。

优选地，还包括固定在加热隔板上，用来监测温度变化的温度传感器，所述温度传感器一端与加热隔板贴合，非贴合侧热隔绝的与加热隔板固定。

优选地，还包括有用来固定温度传感器的预紧结构，所述预紧机构环绕温度传感器的与加热隔板固定，使其测温的表面和加热隔板保持紧密接触，确保得出的数据的准确性。

优选地，为了隔绝与加热组件之间的热传递，避免了加热组件与加热隔板之间温度差异导致的测量误差，所述预紧机构与传感器间隔的设置，与传感器之间形成一个闭环的内部隔热空间。

优选地，所述温度传感器为铂热电阻温度传感器，其监控误差控制在0.1-1℃之内，检测灵敏度、稳定性高。

优选地，还包括能够自动控制通电与断电的PLC控制系统，包括具有预警功能的智能温度开关，其中，与所述PLC控制系统保持电连接的所述智能温度开关固定在加热隔板上，位于传感器同侧。