[发明专利]空间悬浮式成型基板控制的粉末增材制造设备及其方法

权利要求书

1.一种空间悬浮式成型基板控制的粉末增材制造设备，其特征在于，该设备包括高能束源、超常环境气氛调制组件、悬浮式成型基板组件、长寿命多刮刀铺粉组件、高效阵列式吹风过滤组件和控制器；

所述高能束源是设备加工制造的能量来源，正对所述悬浮式成型基板组件，可进行空间环境选择性熔化与烧结材料；

所述超常环境气氛调制组件是用于长时间维持设备内低氧环境，并通过压力作用于粉体颗粒以及粉体自身电磁特性，使得零重力环境下可以进行粉末材料层的逐层循环操作；

所述悬浮式成型基板组件安装于所述超常环境气氛调制组件中间隔板下，该组件在气流场力作用下进行定量移动，实现成型基板高精度的垂直升降；

所述长寿命多刮刀铺粉组件用于将增材粉末均匀铺于成型幅面，该刮刀具备与粉体电磁特性相兼容的特性，在机械运动、电磁场及气流场多场耦合下可施加粉体操作动作，实现粉层逐层铺置；

所述高效阵列式吹风过滤组件安装于超常环境气氛调制组件两侧法兰处，用于清除设备运行过程中产生的粉尘飞溅，该气氛为氮气或氮气与氩气按照比例配置的气体，排出设备后通过过滤及添加氧组分实现气氛回流到人员居留空间中；

所述控制器用于实现整机设备的加工运动动作控制和工艺环境稳定控制。

2.如权利要求1所述的增材制造设备，其特征在于，所述高能束源是空间太阳光聚焦、激光束或电子束。

3.如权利要求1所述的增材制造设备，其特征在于，所述超常环境气氛调制组件包括真空箱(2-1)、真空压力泵(2-2)、压力传感器(2-3)、电磁阀(2-4)、气箱(2-5)和氧传感器(2-6)；

所述真空压力泵(2-2)对所述真空箱(2-1)进行抽真空操作，所述压力传感器(2-3)实时监测真空箱压力并反馈至所述控制器，当所述真空箱(2-1)的压力达到设定值时停止抽真空，并由所述控制器打开所述电磁阀(2-4)，将所述气箱(2-5)气体补充至所述真空箱(2-1)，所述氧传感器(2-6)实时监测所述真空箱(2-1)内氧含量；当所述氧传感器(2-6)检测数值达到所述控制器设定值时，由所述控制器发出指令关闭所述电磁阀(2-4)。

4.如权利要求1所述的增材制造设备，其特征在于，所述悬浮式成型基板组件包括成型缸体(3-1)、(3-1a)，加热板(3-2)、(3-2a)，动密封(3-3)、(3-3a)，隔热垫(3-4)、(3-4a)，防滑定位块(3-5)、(3-5a)，位置传感器(3-6)、(3-8a)，成型基板和位移组件；

所述加热板(3-2)、(3-2a)设置于所述成型缸体(3-1)、(3-1a)内，用来加热成型基板上的成型产品；所述加热板(3-2)、(3-2a)和成型基板中间设置有隔热垫(3-4)、(3-4a)；

所述加热板(3-2)、(3-2a)与所述成型缸体(3-1)、(3-1a)之间设置有动密封(3-3)、(3-3a)；

所述成型基板与所述成型缸体(3-1)、(3-1a)之间设置有防滑定位块(3-5)、(3-5a)；

所述成型基板下安装有所述位置传感器(3-6)、(3-8a)。

5.如权利要求4所述的增材制造设备，其特征在于，所述位移组件包括进气阀(3-8)和泄压阀(3-9)；

所述控制器发出指令成型基板位移距离，所述位置传感器(3-6)向所述控制器反馈所述成型基板位置，所述控制器通过调节所述泄压阀(3-9)的排气和所述进气阀(3-8)进气来控制所述位置传感器(3-6)的活动位移；所述位置传感器(3-6)向所述控制器反馈完成位移后，控制器对所述泄压阀(3-9)和所述进气阀(3-8)发出停止气体操作指令。

6.权利要求5所述的增材制造设备，其特征在于，所述位移组件包括高敏压力表(3-7)；

所述高敏压力表(3-7)实时监测压力值变化，由所述控制器通过进气阀(3-8)和泄压阀(3-9)来调节压力值。