[发明专利]一种金属零件流水线3D打印方法及装置

说明书

本发明提出一种金属零件流水线3D打印方法及装置。所述装置包括推车装置、加工设备、粉末处理系统、基板处理系统和后处理系统；所述方法包括以下步骤：一、装载好成型基板和粉末的推车装置进入加工设备区，与加工设备密封配合加工；二、加工设备加工完成后，推车装置移出进入粉末处理系统，将推车装置中收粉缸和成型缸中粉末吸收过滤，并在粉料缸中加入可用粉末；三、推车装置进入基板处理系统，将成型缸中的零件基板移出，并放入新基板；移出的零件基板经过线切割装置的线切割之后做新基板备用，切割分离的零件进入后处理系统。本发明可以连续进行加工生产，同时提高加工效率，实现3D打印的流水线生产。

技术领域

本发明涉及3D打印领域，尤其涉及一种精密金属零件流水线3D打印方法及装置。

背景技术

增材制造技术作为一种材料利用率更高的先进制造技术，在生产产品时具备极大的自由性，可以根据不同形状的零件快速制造，从而省去了大量的加工设备和工艺流程，加快了生产研发的进程。

其中，激光选区熔化(Selective Laser Melting，SLM)技术是一种能直接成型高致密、高精度零件的3D打印技术，其工作原理为激光束选择性地熔化各层的金属粉末材料，逐步堆叠成三维金属零件。基于这样的原理可以实现各类复杂造型零件的快速生产。这样先进的制造技术却无法得到大规模的应用，主要原因在于生产效率不如传统制作工艺，特别是传统流水线制作方式。因为零件生产时每层铺粉的速度和激光扫描熔化的速度较慢，导致加工时间较长，无法满足大批量生产的要求。因而我们可以仿造流水线制造方式，实现3D打印的流水线制造，极大提高生产效率。

现有的流水线金属3D打印技术在国内尚处于空白阶段，只有针对塑料成型的熔融沉积制造技术。成都蓉创智谷科技有限公司于2018年提出“一种流水线式的3D打印机系统”，采用多工位的方式提高生产效率，但只适用于FDM等塑料打印机；成都美律科技有限公司于2017年提出“一种多激光光源成型3D打印机”，采用多激光光源的成型方式提高成型效率，但没有解决设备连续性工作的问题，无法达到生产效率的最大化。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出一种金属零件流水线3D打印方法及装置，可通过快速更换设备部件实现零件打印的流水作业方法，可以连续进行加工生产，同时提高加工效率，实现3D打印的流水线生产。

本发明至少通过如下技术方案之一实现。

一种金属零件流水线3D打印装置，所述3D打印装置包括加工设备、推车装置、粉末处理系统、基板处理系统和后处理系统；

所述加工设备包括铺粉装置、气体循环系统、光学系统、框架，是打印装置的核心设备，所述气体循环系统设置在铺粉装置一侧；所述框架是利用螺栓锁紧的方式固定加工设备的各部分装置及系统，使其在稳定的环境下进行工作；所述推车装置包括基板、成型缸、送粉缸、收粉缸、电缸、活塞、AGV(Automated Guided Vehicle)小车，推车装置是金属打印过程中零件成型的载体；所述基板为设备工作提供一个成型平面；AGV小车属于自动导引装置，用于移动所述推车装置至指定位置；

所述粉末处理系统用于清理和添加粉末；

基板处理系统包括抓取机械手、线切割装置、环形传送带，所述线切割装置设置在环形传送带的一侧，线切割装置将处理加工后的基板放入环形传送带，环形传送带将基板送至后处理系统；

所述后处理系统用于对加工零件做去支撑、表面抛光和热处理。

进一步地，在3D打印流水线上中含有若干台加工设备共同加工；

所述铺粉装置包括铺粉刮条、线性导轨模组、刮条固定板；所述铺粉刮条、刮条固定板与线性导轨模组依次连接，在所述线性导轨模组的驱动下，刮条固定板直线运动，并带动所述铺粉刮条将粉末铺置于加工平面上；