[发明专利]一种封闭腔体内粉末均匀高温预热结构及方法

权利要求书

1.一种封闭腔体内粉末均匀高温预热结构，其特征在于，包括：固定座单元(100)和高温辐射加热单元(200)；

所述固定座单元(100)固定悬挂于封闭腔体的顶部，包括固定座本体(101)，所述固定座本体(101)的中心开设激光出射孔(102)；所述固定座本体(101)具有四个支腿，每个所述支腿均为矩形齿条结构，分别为左前支腿(103)、左后支腿(104)、右前支腿(105)和右后支腿(106)；所述左前支腿(103)和所述左后支腿(104)上面可升降安装左滑道(107)；所述右前支腿(105)和所述右后支腿(106)上面可升降安装右滑道(108)；

所述高温辐射加热单元(200)包括辐射加热壳体(201)，所述辐射加热壳体(201)的中心区域为与所述激光出射孔(102)连通的开孔(202)；所述辐射加热壳体(201)的顶部左侧安装左导轨(203)，右侧安装右导轨(204)；所述左导轨(203)与所述左滑道(107)滑动连接；所述右导轨(204)与所述右滑道(108)滑动连接，进而使所述高温辐射加热单元(200)可左右移动；所述辐射加热壳体(201)的左侧铰接安装左辐射加热部件，右侧铰接设置右辐射加热部件；所述左辐射加热部件和所述右辐射加热部件左右对称设置，可相对所述辐射加热壳体(201)进行转动，进而调节辐射范围；所述辐射加热壳体(201)的前侧和后侧各设置水平的第一红外辐射器(208)，所述第一红外辐射器(208)的下面安装第一红外反射板(209)；所述第一红外辐射器(208)向下发射红外线，并经所述第一红外反射板(209)反射后，从上方出射。

2.根据权利要求1所述的封闭腔体内粉末均匀高温预热结构，其特征在于，所述左辐射加热部件和所述右辐射加热部件均包括：陶瓷隔热块(205)以及辐射加热腔；所述陶瓷隔热块(205)位于所述辐射加热腔的外部；所述辐射加热腔的内壁布置第二红外反射板(206)，所述辐射加热腔内等距安装多个第二红外辐射器(207)，所述第二红外辐射器(207)向位于其下方的打印基板上的粉末发射红外线。

3.根据权利要求2所述的封闭腔体内粉末均匀高温预热结构，其特征在于，所述左辐射加热部件和所述右辐射加热部件的辐射调节范围为±25℃。

4.根据权利要求2所述的封闭腔体内粉末均匀高温预热结构，其特征在于，所述第二红外辐射器(207)的间距为15mm～25mm。

5.根据权利要求1所述的封闭腔体内粉末均匀高温预热结构，其特征在于，所述高温辐射加热单元(200)的底面距离打印基板的距离为150mm～250mm。

6.一种权利要求1-5任一项所述的封闭腔体内粉末均匀高温预热结构的预热方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，将封闭腔体内粉末均匀高温预热结构悬挂于3D打印工作腔的中心正上方；其中，固定座单元(100)与3D打印工作腔的顶部锁紧固定；

步骤2，初始时，沿矩形齿条结构调节高温辐射加热单元(200)的高度，调节到设定高度值；根据基材表面预铺设金属粉末的面积范围，调节左辐射加热部件和右辐射加热部件的辐射角度，使左辐射加热部件和右辐射加热部件的辐射热量均匀作用于金属粉末；

步骤3，然后，向基材表面铺设金属粉末，根据金属粉末性质设定加热温度，从而控制各个第一红外辐射器(208)和第二红外辐射器(207)的发射功率；第一红外辐射器(208)和第二红外辐射器(207)对金属粉末进行预热；

具体的，第一红外辐射器(208)和第二红外辐射器(207)发射的红外线并不直接作用于金属粉末；对于第一红外辐射器(208)，其发射的红外线直接作用于第一红外反射板(209)，并经第一红外反射板(209)向上反射；但由于第一红外反射板(209)被加热，从而向金属粉末传递热量而预热金属粉末；同样的，对于各个第二红外辐射器(207)，其发射的红外线直接作用于第二红外反射板(206)，并经第二红外反射板(206)，向上反射；但由于第二红外反射板(206)被加热，从而向金属粉末传递热量而预热金属粉末；

并且，在高温辐射加热单元(200)预热金属粉末的过程中，推动高温辐射加热单元(200)沿固定座单元(100)的滑道左右匀速滑动，进而均匀预热金属粉末；

步骤4，当预热时间达到设定时间后，进行3D打印成形；

当本层打印结束，再次进行铺粉后，沿矩形齿条结构调节高温辐射加热单元(200)的高度，使其上升，从而使高温辐射加热单元(200)距离最上层铺粉的距离保持不变，并循环执行腔体内粉末均匀高温预热过程。