[发明专利]激光烧结成型装置及成型方法

权利要求书

1.一种激光烧结成型装置，该装置包括粉箱系统、光源系统和工作平台系统，其中，所述粉箱系统包括第一粉箱(1)和第二粉箱(2)，光源系统包括激光源(4)，工作平台系统包括工作平台(5)和铺辊(3)；

所述第一粉箱(1)和第二粉箱(2)位于所述工作平台(5)正上方，用于盛放粒径不同的不同物料粉末；

所述激光源(4)由光源系统输出，用于激光烧结粉末；

所述铺辊(3)位于所述工作平台(5)上方移动，用于铺粉。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述工作平台(5)还包括控制器，用于控制所述工作平台(5)上下垂直移动。

3.一种复合材料的激光烧结成型方法，该方法包括将至少两种粒径不同的不同物料粉末在权利要求1或2中所述的激光烧结成型装置上进行多次重复交叉铺粉和激光烧结。

4.根据权利要求3所述的方法，其中，所述物料粉末包括物料A和物料B，所述物料A选自第一聚合物、第一金属和第一陶瓷中的至少一种；所述物料B选自第二聚合物、第二金属和第二陶瓷中的至少一种。

5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述物料A的粒径的最小值大于所述物料B的粒径的最大值，优选地，所述物料A的粉末粒径为200-300μm，所述物料B的粉末粒径为10-60μm。

6.根据权利要求5所述的方法，其中，该方法进一步包括：

(Ⅰ)将所述物料A置于第一粉箱(1)中，所述物料B置于第二粉箱(2)中；

(Ⅱ)控制所述物料A出粉到工作平台(5)的表面，将铺辊(3)移动进行铺粉A，在工作平台(5)的表面形成切层A，用激光源(4)照射所述切层A进行第一激光烧结；

(Ⅲ)控制所述物料B出粉到所述切层A的空隙中，将铺辊(3)移动进行铺粉B，所述物料B对所述切层A的空隙进行填充，用激光源(4)照射所述物料B进行第二激光烧结；

(Ⅳ)将工作平台(5)下降，重复进行步骤(II)和(III)，完成多次铺粉A和铺粉B的同层交叉铺粉并进行激光烧结，得到制件。

7.根据权利要求6所述的方法，其中，所述物料A置于第一粉箱(1)和所述物料B置于第二粉箱(2)之前，先分别将所述物料A和物料B在相应的预热温度下进行预热。

8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述预热温度低于激光烧结温度。

9.根据权利要求6所述的方法，其中，所述第一激光烧结的功率和第二激光烧结的功率满足以下公式：

P_L＝ν·h_mρ_mC_m·(T-T₀)·S/(τ_m·t)；

其中，t＝d_L/ν；

其中，ν为激光扫描速度；h_m为激光穿透深度，10³倍数的铺粉厚度；ρ_m为物料密度(g/cm³)；C_m为物料比热容(J/(g·℃))；T为物料激光烧结温度(℃)；T₀为物料预热温度(℃)；S为光斑面积(mm²)；d_L为光斑直径(mm)；τ_m为吸光率％；t为光斑加热时间(s)。

10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述激光扫描速度为0.5-1.5m/s，所述铺粉厚度为0.1-0.2mm，所述光斑直径为0.3-0.4mm。