[发明专利]一种使用气化模进行碳纤维定向排布的选择性激光烧结装置及方法

权利要求书

1.一种使用气化模进行碳纤维定向排布的选择性激光烧结装置，其特征在于，具体包括底座、工作台、运送机构、铺粉机构、吸附机构、激光扫描系统、净化器、罩壳以及碳纤维气化模；所述的工作台包括送粉缸和成型缸，且工作台固定安装在底座上；所述的运送机构由支架I、支架II、支架III、支架IV、前后电动丝杆滑台、上下电动丝杆滑台及左右电动丝杆滑台组成；所述的支架I、支架II、支架III、支架IV均焊接在底座上，支架I和支架II分布在底座的一侧，支架III和支架IV分布在底座的另一侧；所述的前后电动丝杆滑台在底座的左右侧各布置一个，且左侧的前后电动丝杆滑台固定安装在支架I和支架II上，右侧的前后电动丝杆滑台固定安装在支架III和支架IV上；所述的上下电动丝杆滑台通过螺栓连接安装在所述的前后电动丝杆滑台的滑块上，且左右各布置安装一个；所述的左右电动丝杆滑台通过螺栓连接安装在左右两侧的所述的上下电动丝杆滑台的滑块上；所述的铺粉机构由铺粉辊筒组成，安装在工作台上；所述的吸附机构由真空发生器、中空旋转平台和真空吸盘组成，所述的真空发生器固定安装在所述的左右电动丝杆滑台的滑块顶部，所述的中空旋转平台固定安装在所述的左右电动丝杆滑台的滑块的正前方，所述的真空吸盘和中空旋转平台相连接，所述的中空旋转平台由电机驱动；所述的净化器固定安装在底座上；所述的罩壳由玻璃板和钢板组成，所述的玻璃板分别安装在前后左右四面，所述的钢板安装在顶部；所述的激光扫描系统包括激光器、振镜扫描系统、激光功率控制系统，所述的激光器和振镜扫描系统位于罩壳的顶部；所述的碳纤维气化模成片堆积放置在所述的底座上。

2.根据权利要求1所述的一种使用气化模进行碳纤维定向排布的选择性激光烧结装置，其特征在于所述的前后电动丝杆滑台、上下电动丝杆滑台及左右电动丝杆滑台属于同一类型，其结构均包括支撑座、电机、滚珠丝杆、直线导轨、滑块和基座；所述的滑块由电机带动滚珠丝杆转动，进而推动滑块移动，滑动移动速度在0.5～1m/s之间可调。

3.根据权利要求1所述的一种使用气化模进行碳纤维定向排布的选择性激光烧结装置，其特征在于所述的碳纤维气化模把碳纤维长丝按平行于边长方向按序固夹于两块气化模中间，所述的气化模的主要成分为聚苯乙烯，厚度为0.01～0.03mm，边长为50～100mm，气化温度不高于600℃；所述的碳纤维直径在5～20μm。

4.根据权利要求1所述的一种使用气化模进行碳纤维定向排布的选择性激光烧结装置，其特征在于所述的真空吸盘360°旋转，吸附力在0.005～0.01N/cm²可调。

5.根据权利要求1所述的一种使用气化模进行碳纤维定向排布的选择性激光烧结装置，其特征在于净化器是用来吸收含聚苯乙烯的气化模在高温下产生的有害气体，净化器的净化能力不低于5m³/h。

6.根据权利要求1所述的一种使用气化模进行碳纤维定向排布的选择性激光烧结装置，其特征在于激光器为CO₂激光器，功率不低于30w，振镜系统的扫描速度不低于5m/s，激光功率控制系统为数字信号控制。

7.一种使用气化模进行碳纤维定向排布的选择性激光烧结的实施方法，具体步骤如下：

(1)送粉缸上升一定距离，成型缸下降一定距离，用铺粉辊筒在成型缸铺设一层粉末材料；

(2)通过运送机构中三个方向电动丝杆滑台的协调运动，让真空吸盘贴紧碳纤维气化模，往真空发生器通入空气，使真空吸盘吸住碳纤维气化模，打开中空旋转平台，使其带动真空吸盘旋转一定角度，再通过运送机构使碳纤维气化模移动到成型缸上方，停止空气通入真空发生器，真空吸盘失去吸附能力，碳纤维气化模放在成型缸上；

(3)用激光扫描系统进行扫描烧结，碳纤维气化模气化，用净化器吸收气体进行净化处理；

(4)重复上述(1)(2)(3)的步骤，步骤(2)中的中空旋转平台旋转角度0～360°可调，以便对不同方向布置的碳纤维气化模进行烧结；如此反复，直到试样的烧结完成。