[发明专利]一种适用于增材制造的成型缸温场控制装置及其应用

说明书

本发明涉及增材制造领域，更具体地涉及到一种适用于增材制造的成型缸温场控制装置及其应用。本发明提供了一种适用于增材制造的成型缸温场控制装置，具有拆卸方便、结构紧促，加工方便等优点，能有效避免发热体直接作用于活塞和成型面板，降低了成型粉材受温度影响，保证成型的精度，且工作可靠性高；本发明通过在加热体两方分别设置不同的缓释或隔热材料，可避免活塞受热的同时，通过使用一定大小的玻璃微珠控制加热体到粉末层面的温度梯度变化，来保证先后形成的粉末层面之间温度变化较小，避免粉材，尤其是窗口温度敏感的粉材在增材制造过程中受温度影响带来的变形；另外，本发明提供的温场控制装置可解决成型缸温场均匀性的问题。

技术领域

本发明涉及增材制造领域，更具体地，本发明涉及一种适用于增材制造的成型缸温场控制装置及其应用。

背景技术

铺粉式增材制造技术属于增材制造技术的范畴，以激光选区熔化及激光选区烧结最为典型，其利用激光将传统的三维制造工艺转化为平面制造叠加工艺。通过聚焦的激光光斑按指定路线扫描金属粉末层，不断烧结或熔化金属粉末并成形出平面轮廓，然后层层堆叠完成加工，最终实现任意复杂形状金属零件的制造。

现有技术中，铺粉式增材制造设备都涉及供粉缸、成形缸及铺粉装置，工作时铺粉装置由供粉缸向成形缸运动，带动铺粉缸内的粉末在成形缸内均匀地铺满一层，然后利用计算机根据切片模形控制激光束的二维扫描轨迹有选择地烧结已铺好的固体粉末，以形成零件的一个层面；该层面成形后，电缸带到成形缸内活塞下降一个层厚，再利用铺粉装置将供粉缸内的粉末在成形缸内均匀地铺满一层，如此循环往复，运用激光束不断烧结或熔化各个粉末层面成形，层层堆叠最终完成整个零件的加工成形。

但在增材制造层层粉末层面形成的过程中，先形成的粉末层面和之后形成的粉末层面之间存在温度差，容易导致粉末层面发生翘曲变形，影响零件的质量和精度，目前一般采用片状加热体之间作用于成型缸的活塞和成型面板，但活塞传动部件受加热影响，增加了活塞传动部件损坏的机率；且加热体直接作用于活塞与成型面板，成型粉材特别容易在活塞面板上直接溶化结晶。

发明内容

为了解决上述问题，本发明第一个方面提供了一种适用于增材制造的成型缸温场控制装置，所述温场控制装置从上到下包括缓释空格装置、加热体、硅酸铝陶瓷纤维纸和耐高温活塞面板，所述耐高温活塞面板下方装有活塞，并通过活塞密封条和活塞密封。

作为本发明一种优选的技术方案，所述缓释空格装置包括面板、底板和玻璃微珠，所述面板和底板两端分别通过边框密封，所述玻璃微珠填充面板、底板、边框形成的缓释空腔。

作为本发明一种优选的技术方案，所述玻璃微珠的目数为5～8目。

作为本发明一种优选的技术方案，所述面板和底板中部通过支撑柱支撑。

作为本发明一种优选的技术方案，所述缓释空腔中设有温度检测固定件，所述缓释空格装置通过温度检测固定件固定温度检测元件。

作为本发明一种优选的技术方案，所述温度检测元件一端靠近面板下表面。

作为本发明一种优选的技术方案，所述缓释空格装置、加热体、硅酸铝陶瓷纤维纸、耐高温活塞面板、活塞位于成型缸缸体内部。

本发明第二个方面提供了一种如上所述的适用于增材制造的成型缸温场控制装置的应用，用于增材制造中粉材的温度差补偿。