[发明专利]激光选区熔化装置、组件及3D打印机

说明书

技术领域

本发明涉及激光选区熔化金属3D打印技术领域，尤其是涉及一种激光选区熔化装置、组件及3D打印机。

背景技术

增材制造3D打印技术是一种以数字模型文件(CAD)为基础，运用粉末状金属、PVC、树脂、纤维等材料，通过熔融沉积、激光烧结、激光熔化、激光固化、激光熔覆的方式通过专用软件对CAD三维构型物体，进行切片降维，然后按片逐层打印物体的构造技术，是制造业中正在迅速发展的一项新兴技术，在英国《经济学人》杂志《第三次工业革命》一文中被称为第三次工业革命的重要标志之一。

激光选区熔化金属3D打印技术是在计算机程序的控制下利用高能量密度激光束进行扫描，将预先铺设好的金属粉末层进行选择性熔化并与基体冶金结合，然后不断逐层铺粉、扫描、熔化，最终完成三维金属零部件的制造过程，是目前增材制造领域应用较多的一种金属3D打印技术。该技术可制造复杂形状的金属零件，其成型件力学性能好、精度高，致密度达传统冶金制成件99％以上，在医疗、航空航天、军工、核电建设、产品研发等领域均有重要应用。

现有技术中的激光选区熔化3D打印机的激光光束通过激光振镜反射到金属粉末层对其进行选择性熔化，通过调节激光振镜的偏转角度来调节激光光束照射金属粉末层的位置，从而熔化不同位置处的金属粉末层。但由于受激光振镜偏转角度的限制，使得激光光束照射到金属粉末层的范围较小，使该工艺技术装备成型构件尺寸较小，严重制约该工艺技术及其装备在世界范围内的推广与应用。

据已知的资料显示，目前世界运用激光选区熔化工艺设备成型的最大尺寸构件体积为长500mm×宽500mm×高500mm。2016年我国科技部对增材制造领域的科技攻关项目共下拨中央财政经费4亿元左右，其中对两项激光选区熔化工艺装备的科技攻关经费投入3850.00万元，其中一项就是攻关成形尺寸范围≥500mm×500mm×500mm的技术装备，该项目实施周期为5年。现在运用该技术设备成形尺寸范围超过500mm×500mm×500mm体积的大尺寸构件，已经成为世界各国抢占智能化高端制造技术制高点的重要竞争方向。

发明内容

本发明的目的在于提供一种激光选区熔化装置、组件及3D打印机，以解决现有技术中存在的3D打印机能够成型的构成件尺寸较小的技术问题。

本发明提供的一种激光选区熔化装置，所述激光选区熔化装置包括：固定部、活动部以及移动机构；所述活动部与所述固定部滑动连接；所述移动机构与所述活动部连接，用于驱动所述活动部相对所述固定部直线滑动；所述移动机构用于与3D打印机的控制系统电连接；所述活动部用于安装3D打印机的激光耦合与激发机构；所述固定部用于与3D打印机的箱体固定连接。

进一步地，所述活动部包括移动件、安装件以及转动机构；所述安装件与所述移动件转动连接；所述转动机构与所述安装件连接，用于驱动所述安装件相对所述移动件转动；所述安装件用于安装3D打印机的激光耦合与激发机构；所述转动机构用于与3D打印机的控制系统电连接；

所述移动件与所述固定部滑动连接；所述移动机构与所述移动件连接，用于驱动所述移动件相对所述固定部做直线滑动。

进一步地，所述移动机构用于驱动所述活动部相对所述固定部沿前后方向直线滑动；所述活动部上设置有竖向限位结构；所述竖向限位结构用于防止所述活动部上下移动。

进一步地，所述竖向限位结构包括竖向滑槽以及滑设在所述竖向滑槽内的竖向稳定轮；所述竖向滑槽设置在所述固定部上；所述竖向稳定轮竖直设置；所述竖向稳定轮与所述活动部转动连接；所述竖向稳定轮的上端和下端分别与所述竖向滑槽的顶壁和底壁抵接。

进一步地，所述活动部上设置有横向限位结构；所述横向限位结构用于防止所述移动件左右移动。

进一步地，所述横向限位结构包括横向滑槽以及滑设在所述横向滑槽内的横向稳定轮；所述横向滑槽设置在所述固定部上；所述横向稳定轮水平设置；所述横向稳定轮与所述活动部转动连接；所述横向稳定轮的左端和右端分别与所述横向滑槽的左侧壁和右侧壁抵接。

进一步地，所述固定部包括平行间隔设置的左滑轨和右滑轨；所述移动件包括移动基座；所述移动基座的左端与所述左滑轨滑动连接，右端与所述右滑轨滑动连接。

进一步地，所述安装件的转动轴线与水平面垂直。

进一步地，本发明还提供一种激光选区熔化组件，所述激光选区熔化组件包括多个激光选区熔化设备；每个所述激光选区熔化设备均包括多个本发明所述的激光选区熔化装置；