[发明专利]金属粉末SLM成形过程动态回收修复系统

说明书

本发明提供一种金属粉末SLM成形过程动态回收修复系统，由SLM成形设备、金属粉末筛分设备、金属粉末修复设备、气氛保护及冷却干燥设备及计算机控制设备构成；SLM成形设备将激光系统、成形平台系统、铺粉系统、粉末回收系统以及气氛保护系统通过密封舱集成，粉末回收系统连接金属粉末筛分设备，金属粉末筛分设备通过气氛保护及冷却干燥设备与金属粉末修复设备连接，金属粉末修复设备又连接到SLM成形设备的铺粉系统，计算机控制设备与SLM成形设备的激光系统、铺粉系统及成形平台系统相连，控制各系统协调工作；本系统提高了三维打印的打印质量，避免了烟尘对成形设备的污染；同时，高度自动化的成形系统减少了人力物力的消耗，提高了零件的打印效率，为量化生产SLM成形零件提供了新的思路。

技术领域

本发明属于三维产品快速成型技术领域，涉及金属粉末SLM成形过程中的动态回收与修复，具体是一种金属粉末SLM成形过程动态回收修复系统。

背景技术

三维产品快速成型是将计算机中设计的三维构件模型离散成二维层片，在二维层片上按程序沿模型选择性成型，最终成为真实的三维产品的方法。选择性激光熔化 (SLM)成形是快速成型领域极具发展潜力的一种成型方法，SLM成形方法是在激光束聚焦的能量加热下，粉末铺层熔化，经冷却凝固层层叠加堆砌成形，其制造的零件致密性可达到100%，性能甚至超过普通铸件。SLM成型技术的优势在于其高度自动化、高精度成形，从而能达到对材料的微观组织的设计及控制。尤其在生产复杂构件时可一次成形，对局部结构设计增加强度，且避免了二次加工，缩短生产周期。但是，由于现有技术的不足，SLM成形自动化程度局限于成形过程中，为保证粉末的质量，而在粉末的提供和回收方面消耗了大量的人力和物力，因为金属粉末的特性如球形度、粒度分布等对SLM成形零件有很大的影响。设计高度自动化的SLM粉末供给回收系统，可提高零件的性能，同时节约粉末成本。

在现有的SLM粉末回收利用的方法中，对回收的粉末利用率不高，在回收过程中造成金属粉末变形，变形的粉末会降低粉末的流动性，对铺层产生影响，从而降低了SLM成形零件的质量，严重的甚至造成球化现象严重，导致SLM加工中断，零件报废。因此，粉末的回收问题限制了SLM粉末循环自动化的发展。如果解决了SLM粉末回收利用过程中的金属粉末变形问题，将有助于SLM自动化成形的实现和发展，减少金属粉末的浪费，提高SLM成形质量。

发明内容

本发明的目的就是要提供一种金属粉末SLM成形过程动态回收修复系统，能够解决SLM粉末回收利用过程中金属粉末变形的问题，减少金属粉末的浪费，提高SLM成形质量。

本发明为了实现上述目的所采用的技术方案是：

一种金属粉末SLM成形过程动态回收修复系统，由SLM成形设备、金属粉末筛分设备、金属粉末修复设备、气氛保护及冷却干燥设备及计算机控制设备构成；所述SLM成形设备是将激光系统、成形平台系统、铺粉系统、粉末回收系统以及气氛保护系统通过密封舱集成；所述粉末回收系统连接金属粉末筛分设备，金属粉末筛分设备通过气氛保护及冷却干燥设备与金属粉末修复设备连接，金属粉末修复设备又连接到SLM成形设备的铺粉系统，所述计算机控制设备与SLM成形设备的激光系统、铺粉系统及成形平台系统相连，控制各系统协调工作。

所述激光系统采用200W Nd-YAG短波长激光器，通过RTC4控制卡控制X、Y轴振镜扫描系统，从而控制激光器在成形平台系统的聚焦位置，完成成形平台的一层铺粉熔化成形，成形平台系统升降台和铺粉系统的伺服电机由PLC控制器控制，完成成形平台的铺粉，所述伺服电机采用Baldor VSSEWDM3541电机；粉末回收系统由集粉缸、风扇、真空泵及滤网构成；气氛保护系统由氩气提供装置、增压器，氩气储存罐及供气箱组成，供气箱上设置有排气口和压力表。