[发明专利]一种能满足连续生产的增材制造设备

说明书

本发明公开了一种能满足连续生产的增材制造设备，它包括工作腔，在工作腔上连接有激光系统、气氛保护系统、预热系统和控制系统，在所述的工作腔内还设有供粉成型装置、自动铺粉机构和粉料回收桶；所述的供粉成型装置包括支架，在支架上设有转动机构，在转动机构上设有三个以上的缸体固定架，在缸体固定架上通过固定件连接有内带活动底板的缸体；所述的转动机构能带动缸体固定架运动。本发明通过转动的缸体结构可连续对产品进行加工，冷却，冷却到规定时间后可将成型缸取出更换新的供粉缸，进而实现连续循环生产。

技术领域

本发明涉及一种能满足连续生产的增材制造设备，属于增材制造技术领域。

背景技术

增材制造（Additive Manufacturing，AM）俗称3D打印，其将金属或非金属材料按照挤压、烧结、熔融、光固化、喷射等方式逐层堆积，制造出实体物品的制造技术。相对于传统的、对原材料去除－切削、组装的加工模式不同，是一种“自下而上”通过材料累加的制造方法，且与传统的去除材料加工及变形加工相比，逐层加工的增材制造技术具有制造过程直接而无需工模具，不受结构复杂程度限制而为设计创新提供更自由的空间，材料利用率高，制造过程节能环保等诸多优势突出，满足了工业领域单件小批量制品、医学领域定制化的植入体、文化创意展示品、个性化日用品及其他众多领域物品制作日益发展的需求。

增材制造技术中的粉末基增材制造技术，集成了高能束（激光或电子束）、机械、自动控制、精密传动、材料科学与工程、化学、CAD/CAM等技术，从三维模型通过逐层扫描的模式直接制造最终产品，具有不受模型形状限制、完全的冶金结合，致密度近乎100%。粉末基增材制造由于具有各种优势而得到快速发展，现已应用到航空航天、军工、汽车、医疗、文化创意、消费电子产品等领域。 粉末基增材制造（SLS/SLM/EBM/3DP）是复杂产品部件制造的重要方式，其优势主要表现在： （1）使用高功率的能量束如激光束、电子束等，对熔点高、难加工的金属材料可直接加工成最终产品； （2）制造的金属零件具有冶金结合的特点，其致密度几乎达到100%，性能超过传统铸造件，和锻造件接近； （3）采用分层实体制造技术，成型件不受几何复杂度的影响，对任意复杂金属零件可直接制造，适用于个性化定制及小批量生产； （4）零件近净成形，机加余量小，材料利用率高，粉末材料可回收利用； （5）可用的材料来源广泛，陶瓷材料、高分子材料、金属材料，只要做出颗粒合适的粉末，均可用于粉末基增材制造； （6）无模具快速自由成型，制造周期短，小批量零件生产成本低，适于新产品的开发。

现有的粉末基增材制造的加工方式是：在送粉缸内添加配好粉末料将其安装到位，同时通保护气体，然后平行布置成型缸和送粉缸，采用单向铺粉，烧结一层之后，成型缸下降一层烧结层厚度，供粉缸上升挤出一定量的粉末，铺粉辊或刮板将供粉缸粉末平铺到成型缸，然后开始烧结、熔融或融化，待该层横截面全部烧结后，再使成型缸下降一层烧结厚度，之后再供粉、铺粉、烧结、熔融或融化，循环往复此过程，最终完成零部件的增材制造。现有的这种粉末基增材制造铺粉技术存在以下缺点：（1）现有设备都采用两个缸体——成型缸和送粉缸配合使用，在产品加工完毕后，为确保产品成型，成型缸需在通保护气的过程中逐步冷却，一般冷却时间长达12-24小时，对较大尺寸的文件冷却时间甚至会超过24小时，导致现有设备生产效率较低，无法连续化生产；（2）在送粉缸送风过程中，由铺粉辊将粉末材料铺展到成型缸过程中，会有多余粉末刮出成型缸至收集槽，这种现象在加工较大的产品时就会导致在后期供粉缸缺料，无相关应急装置，进而导致产品建造失败。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高效、节能能满足连续生产的增材制造设备，可以克服现有技术的不足。

本发明的技术方案是：一种能满足连续生产的增材制造设备，它包括工作腔，在工作腔上连接有激光系统、气氛保护系统、预热系统和控制系统，在所述的工作腔内还设有供粉成型装置、自动铺粉机构和粉料回收桶；所述的供粉成型装置包括支架，在支架上设有转动机构，在转动机构上设有三个以上的缸体固定架，在缸体固定架上通过固定件连接有内带活动底板的缸体；所述的转动机构能带动缸体固定架运动；