[发明专利]一种金属粉末3D打印设备

权利要求书

1.一种金属粉末3D打印设备，其特征在于：包括机架、安装于机架中部的激光成型系统、安装于机架上部的激光烧结系统和驱动激光成型系统升降的平台升降系统；

所述激光成型系统包括成型底板、成型中板、成型上板、成型腔、预热腔、预热装置和铺粉装置，所述成型底板、成型中板和成型上板从下至上依次通过成型外壳固定安装，所述成型腔和预热腔并列安装在成型上板和成型底板之间，并且成型腔和预热腔的顶部开口与成型上板顶部相平，所述成型腔和预热腔内均设有活塞和驱动活塞上下运动的动力装置，所述预热装置设于预热腔上方的成型外壳上，用于对预热腔内的金属粉末进行预热，所述铺粉装置设于成型上板上的成型外壳上，用于将预热腔内金属粉末均匀铺洒在成型腔内，所述激光烧结系统安装于成型腔上方的机架上，用于对成型腔内粉末烧结成型；

所述平台升降系统包括铺粉平台支撑架、底座、多个丝杆、与每个丝杆相配合的丝杆螺母以及驱动丝杆旋转的电机，所述底座固定于机架底部，所述丝杆上下两端顶部均通过支座轴承安装在机架顶部和底座上，所述丝杆螺母固定于铺粉平台支撑架上并且与相应丝杆配合安装，所述成型底板固定于铺粉平台支撑架上，通过电机驱动丝杆旋转，从而带动铺粉平台支撑架及其上的激光成型系统上下运动，完成激光成型系统与激光烧结系统之间垂直距离调节；

所述平台升降系统的丝杆有四个，四个丝杆分成两组，由两个电机驱动，每组的两个丝杆通过同步带和同步带张紧机构相连，其中一个丝杆通过同步带和同步带轮与相应电机动力传动相连；

所述激光烧结系统包括激光头、X轴平移机构和两个Y轴平移机构，所述激光头安装于X轴平移机构的X轴滑块上，所述X轴平移机构两端分别安装于两个Y轴平移机构的两个Y轴滑块上，两个所述Y轴平移机构分别安装于机架顶部。

2.如权利要求1所述金属粉末3D打印设备，其特征在于：所述成型外壳上设有与预热装置位置对应的预热窗，所述预热窗由隔热透明材料制成；所述成型外壳上与成型腔顶部、预热腔顶部对应位置分别设有成型窗，所述成型窗为可以打开的透明门。

3.如权利要求1所述金属粉末3D打印设备，其特征在于：所述成型腔和预热腔四周的成型上板设有用于回收铺粉过程中多余金属粉末的回收槽，每个回收槽底部均设有相应的用于承接金属粉末的回收壳。

4.如权利要求1所述金属粉末3D打印设备，其特征在于：所述铺粉装置包括固定板、铺粉辊和铺粉辊电机，所述铺粉辊两端通过轴承安装在固定板上，所述铺粉辊电机用于驱动铺粉辊旋转，所述铺粉辊一侧的固定板底部设有用于刮动金属粉末的刮板，所述铺粉装置通过铺粉运动装置驱动，在成型上板上的成型腔和预热腔之间来回运动，从而完成铺粉功能。

5.如权利要求4所述金属粉末3D打印设备，其特征在于：所述铺粉运动装置包括铺粉运动外壳、铺粉丝杆、铺粉运动块、铺粉运动光杆和铺粉电机，所述铺粉运动外壳固定于成型上板上方的成型外壳上，所述铺粉丝杆两端通过轴承卧式安装在铺粉运动外壳内，所述铺粉运动光杆与铺粉丝杆平行的安装在铺粉运动外壳内，所述铺粉运动块通过滑动副套装在铺粉运动光杆上，铺粉运动块内还设有配合安装在铺粉丝杆上的丝杆螺母，所述铺粉丝杆与铺粉电机轴连接，所述铺粉运动块上设有用于安装固定板的铺粉辊连接板和安装铺粉辊电机的连接块。

6.如权利要求1所述金属粉末3D打印设备，其特征在于：所述预热装置包括预热电机、预热光杆、预热丝杆、预热固定块、预热灯固定板、预热丝杆螺母和预热灯，所述预热电机通过预热电机支座固定于成型外壳内顶部，所述预热固定块固定于成型外壳顶部，所述预热丝杆通过轴承安装在预热固定块上，预热丝杆顶部穿过预热固定块后与预热电机轴连接，所述预热光杆有一根或者多根，预热光杆顶部固定在预热固定块底部，所述预热丝杆螺母螺纹配合安装在预热丝杆上，所述预热灯固定板与预热丝杆螺母固定相连，预热灯固定板还通过直线运动副与一根或者多根预热光杆滑动配合相连，所述预热灯安装于预热灯固定板底部。

7.如权利要求1所述金属粉末3D打印设备，其特征在于：所述激光成型系统的活塞由多块活塞板和设于活塞板之间的隔热层组成，驱动所述成型腔和预热腔内活塞上下运动的动力装置结构相同，均包括成型丝杆、成型丝杆螺母、电机固定板、成型系统电机和一根或者多根光杆，所述光杆上下两端分别与所述活塞最底部的活塞板以及电机固定板固定相连，所述光杆上套设有可相对其自由上下滑动的光杆轴套法兰，所述成型丝杆上端通过轴承和丝杆支撑法兰安装在活塞最底部的活塞板上，成型丝杆下端与成型系统电机轴连接，成型系统电机固定安装在电机固定板上，所述成型丝杆螺母套设在成型丝杆上，所述成型丝杆螺母和光杆轴套法兰均固定安装在成型底板上。