[发明专利]一种金属粉末3D打印设备

说明书

本发明公开了一种金属粉末3D打印设备，包括机架、激光成型系统、激光烧结系统和平台升降系统；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，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，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，铺粉装置设于成型外壳上，用于将预热腔内金属粉末均匀铺洒在成型腔内，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。本发明结构紧凑，烧结过程中效率高，烧结温度均衡，产品质量均一性好。

技术领域

本发明属于机械制造领域，涉及一种3D打印设备，具体涉及一种金属粉末3D打印设备。

背景技术

3D打印又称增材制造技术，经过几十年的发展已经成为一项比较成熟的技术，在现代制造中扮演越来越重要的角色，其中金属材料增材制造技术近十年来在国内也得到了广泛的重视和发展。该技术是将金属材料以球状粉末或丝材的形式通过高能速流进行逐层的熔化和沉积形成结构件。与传统对的“去除”式的切削加工方式不同，该技术以“生长”式的理念进行逐层沉积，极大地提升了原材料的利用率。同时由于避免了大量模具的设计和加工过程，极大地缩短了构件的制备周期。作为金属材料传统成型方式的有益补充，该技术解决了许多通过热变形制备技术无法攻克的难题。

发明内容

本发明目的在于提供一种金属粉末3D打印设备，以便对金属粉末进行预热、送料、激光成型、余料回收等。

为达到上述目的，本发明采用如下技术方案：

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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，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。

进一步地，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。