[发明专利]一种大尺寸激光选区烧结粉床升降机构

说明书

一种大尺寸激光选区烧结粉床升降机构，包括成形箱体，成形箱体四周均布有升降传动机构，在成形箱体上还设有测量控制机构，升降传动机构通过丝杠将升降电机及减速器的旋转运动转化为丝杠螺母的升降运动，带动丝杠升降横板的升降，进而将丝杠升降横板的升降运动转化为活塞板的升降运动，测量控制机构通过光栅尺对活塞板升降位移的直接测量，并将活塞板运动位移测量结果反馈控制系统，控制系统对活塞板升降位移进行补偿，实现闭环控制，本发明可以降低提升机构Z轴方向的高度，有效解决粉料泄漏的问题，提高粉床升降机构的结构紧凑性和工艺稳定性。

技术领域

本发明涉及选择性激光烧结技术领域，尤其涉及一种大尺寸激光选区烧结粉床升降机构。

背景技术

选择性激光烧结技术(Selective Laser Sintering，简称SLS)主要使用高能激光束根据CAD文件逐层扫描粉末床上指定区域的粉末，每一层被扫描到的粉末会熔化烧结在一起，粉床下降一个扫描层厚，然后由机器再铺上一层粉末继续进行激光扫描，直到3D打印对象完成。随着烧结过程的进行，活塞板逐层下降，零件逐层成形，箱体中的粉料逐渐增加。零件成形完毕后，活塞板逐渐上升，同时清理未烧结成形的粉料，得到最终成形的零件。

随着SLS技术在汽车、模具、航空航天等领域中的逐渐成熟，成形零件也逐渐由最初的原型件向功能性零件转变，零件成形尺寸、强度要求也在不断提高。与现有激光选区烧结设备相比，大尺寸成型对选区烧结装备的成形箱体尺寸、结构强度及稳定性提出较高的要求，现有的粉床结构不管从结构紧凑性还是功能稳定性都已无法满足大尺寸激光选区烧结工艺要求。

目前SLS设备中最常用的粉床升降机构为柱塞式升降机构，通过电动缸或电动推杆等顶起装置控制活塞板的升降，进而实现粉床的升降。该机构运动方式简单，可实现高精度闭环控制，是最为常用的粉床升降机构。但是，柱塞式升降机构本身决定了顶起装置的运动行程一定大于Z轴方向成形尺寸，随着零件成形尺寸的不断增大，顶起装置的运动行程也在不断增大，成形幅面的增大造成箱体中的粉料重量增加，成形箱体不得不选用大负载的顶起机构，大负载顶起机构同时又伴随着较大的安装体积，因此，Z轴方向顶起机构所占的空间通常比成形区域所占的空间还要大，面对大尺寸激光选区烧结设备时，柱塞式升降机构的对空间的要求无法让人满意。

另一种常用的粉床升降机构为双侧提升抬轿式机构，该机构在成形箱体两侧开设通槽，通过横梁将活塞板与外部丝杠螺母连接，丝杠转动带动螺母升降运动，进而实现活塞板的升降运动。抬轿式升降机构最大的优点是将箱体底部的顶起机构更换为箱体两侧的提升机构，直接降低了成形箱体Z轴方向的高度，不足之处在于箱体两侧的通槽处采用动态密封，使用过程中会随着活塞板的升降存在粉料泄漏问题。随着设备使用，粉末颗粒对密封元件的磨损逐渐加剧，粉料泄漏现象更为严重，尤其针对大尺寸选区烧结设备，加工周期长，零件尺寸大，粉料泄漏影响零件边缘成形精度，甚至导致成形失败。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种大尺寸激光选区烧结粉床升降机构，可以降低提升机构Z轴方向的高度，有效解决粉料泄漏的问题，提高粉床升降机构的结构紧凑性和工艺稳定性。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种大尺寸激光选区烧结粉床升降机构，包括成形箱体1，成形箱体1四周均布有升降传动机构2，在成形箱体1上还设有测量控制机构3。

所述的成形箱体1包括箱体侧板4及其内部的活塞板5，活塞板5与箱体侧板4通过毛毡密封，活塞板5上固定有网板6，箱体侧板4的底部外侧连接有成形箱体下横板8，箱体侧板4的上部外侧连接有成形箱体上横板7。