[发明专利]一种塑胶粉末随形阶梯温度床的增材制造方法

权利要求书

1.一种塑胶粉末随形阶梯温度床的增材制造方法，其特征在于包括有如下步骤：

A.把塑胶产品的三维数模在特定软件下面切片并且生成扩展选定区域a2和烧结区域a3的激光扫描路径的文件，然后把文件导入激光烧结增材制造系统；

B.加粉：将烧结用的塑胶粉末加入由铺粉装置组成的粉槽中；

C.刮粉：粉槽内添加了塑胶粉末的刮刀在工作平台上移动，将粉槽内的塑胶粉末通过刮刀均匀铺洒在工作平台上；

D.一次加热：把工作平台上的塑胶粉末加热通过红外辐射加热到粉体物理性能不变坏的温度T1；

E.选域二次加热：在加热到T1温度的区域a1上，根据烧结区域a3的形状、位置和面积，通过计算机计算得出扩展选定区域a2，并且启动加热装置对a2区域塑胶粉末二次加热至粉体熔点临界温度T2；

F.激光烧结：使用聚焦的激光光束在烧结区域a3扫描照射，使烧结区域a3的塑胶粉末温度达到熔融温度T3；

G.工作台下降一层的厚度，重复步骤B至F直至激光对产品的a2和a3全部逐层照射完毕，激光光束对下一层烧结区域a3塑胶粉末扫描照射后，该区域粉末达到T3温度后熔融并冷却固化后与上一层烧结区域a3烧结在一起；

H.增材制造系统停止塑胶粉末的全部加热，成型缸温度下降，烧结熔融的塑胶粉末冷却固化后塑胶产品即成型；

在烧结全过程通过加热装置对成型缸各侧以及底部加热到T1温度或有利于完成激光烧结成型的温度T6，T6温度低于粉体熔点温度T4，所述熔融温度T3介于粉体熔点温度T4与粉体气化温度T5之间。

2.根据权利要求1所述塑胶粉末随形阶梯温度床的增材制造方法，其特征在于：所述步骤F中激光烧结包括轮廓烧结和填充烧结两步，所述轮廓烧结是引导聚焦的激光光束聚焦到烧结区域a3的塑胶粉末上，聚焦在工作平台上的光斑在塑胶粉末层上扫描，烧结出产品的单层轮廓；所述填充烧结是根据轮廓内需填充的尺寸通过实时倍率连续可调扩束镜调节聚焦的激光光束的直径，从而调整聚焦在工作平面的光斑直径的大小，并计算出最快的路径，引导激光光束聚焦到工作平台的塑胶粉末上，聚焦在工作平台上的光斑在塑胶粉末上扫描，烧结出产品的单层填充部分。

3.根据权利要求1所述塑胶粉末随形阶梯温度床的增材制造方法，其特征在于：所述塑胶粉末为热固性塑胶粉末、半结晶塑胶粉末、结晶性塑胶粉末中的一种。

4.根据权利要求1所述塑胶粉末随形阶梯温度床的增材制造方法，其特征在于：所述T1温度取值范围为30-300摄氏度，所述T2温度取值范围为80-400摄氏度。

5.根据权利要求1所述塑胶粉末随形阶梯温度床的增材制造方法，其特征在于：所述步骤E中采用激光光束进行二次加热。

6.根据权利要求1所述塑胶粉末随形阶梯温度床的增材制造方法，其特征在于：所述步骤E中采用加热装置通过辐射或者直接接触的方式进行二次加热。

7.根据权利要求5所述塑胶粉末随形阶梯温度床的增材制造方法，其特征在于：所述二次加热采用的激光光束与所述激光烧结的激光光束是由两支不同的激光发射的。

8.根据权利要求5所述塑胶粉末随形阶梯温度床的增材制造方法，其特征在于：所述二次加热采用的激光光束与所述激光烧结的激光光束是由同一支激光通过调节扩束镜而来。

9.根据权利要求1所述塑胶粉末随形阶梯温度床的增材制造方法，其特征在于：所述铺粉装置为刮刀或者滚筒。

10.根据权利要求2所述塑胶粉末随形阶梯温度床的增材制造方法，其特征在于：所述实时倍率连续可调扩束镜的工作方法是通过专用的切片软件，把三维图形按照固定的层厚切片，切片数据包括有切片截面的轮廓数据，激光扫描控制软件根据每层切片数据的特点，以扫描效率最大化为依据，定义各个区域的激光光斑和激光路径，并实时把所在区域需要的光斑直径换算到实时倍率连续可调扩束镜的控制信号，从而令实时倍率连续可调扩束镜能输出光径不同的激光束，通过激光扫描器后实现不同聚焦光斑的功能。