[发明专利]一种均热防断层选择性激光烧结装置及其制造方法

说明书

本发明公开了一种均热防断层选择性激光烧结装置及其制造方法，该选择性激光烧结装置由机座、激光扫描装置、打印工作腔、送料装置、成型腔组成，打印工作腔内在不影响激光通道的区域、成型腔位置对应的正上方设置有均匀分布的预热装置，在机座内表面与成型腔对应位置固定有均热块；在预热装置下方和成型腔位置上方的中间区域，还悬吊有太阳能超白压延玻璃制成的、厚度1mm‑2mm的均热透光板，均热透光板上表面等距蚀刻有线条宽度180μm‑195μm、线条高度5μm‑7μm、线条间距5mm的多组圆形和不完整圆形凸纹构建成的光盘纹。本发明3D打印时预热均匀、烧结成型性好、烧结成品性能均匀、烧结无断层、烧结成品结构稳定。

技术领域

本发明涉及化工复合材料技术领域，尤其涉及一种均热防断层选择性激光烧结装置及其制造方法。

背景技术

选择性激光烧结是SLS法采用红外激光器作能源，使用的造型材料多为粉末材料。加工时，首先将粉末预热到稍低于其熔点的温度，然后在刮平棍子的作用下将粉末铺平；激光束在计算机控制下根据分层截面信息进行有选择地烧结，一层完成后再进行下一层烧结，全部烧结完后去掉多余的粉末，则就可以得到一烧结好的零件。成熟的工艺材料为蜡粉及塑料粉，用金属粉或陶瓷粉进行烧结的工艺还在研究之中。在成型后的产品会存储时间过长后会因为内应力释放而变形，打印件表面质量通常一般。其特征是生产效率较高，运营成本较高，设备费用较贵。

现有技术中的3D选择性激光烧结其痛点在于：1、现有技术通常采用固定式热辐射源对待打印区域的粉料进行预热，由于距发热点距离不均，存在明显的受热不均匀、粉料预热均一性不好的问题，很大程度上影响了打印产品的性能和稳定性；2、在成型区不断随着打印过程下移时，由于是机械式的活塞升降，同时烧结区域热量分布不均衡，不可避免地会在移动中影响甚至撕裂未完全固化的烧结区域，导致烧结区域内应力集中甚至直接造成分层断裂。

因此，市面上急需一种3D打印时预热均匀、烧结成型性好、烧结成品性能均匀、烧结无断层、烧结成品结构稳定的均热防断层选择性激光烧结装置及其制造方法。

发明内容

本发明旨在提供一种3D打印时预热均匀、烧结成型性好、烧结成品性能均匀、烧结无断层、烧结成品结构稳定的均热防断层选择性激光烧结装置及其制造方法。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种均热防断层选择性激光烧结装置，由机座、激光扫描装置、打印工作腔、送料装置、成型腔组成，其中激光扫描装置通过激光通道及设置在激光通道下端的保护透光板与打印工作腔连通，使激光能透射到位于打印工作腔底部中心下方的成型腔上表面；该激光烧结装置通过调整激光扫描装置控制激光射出角度和位置将尼龙基粉末配合成型腔活塞组件的运动逐层打印为零件；打印工作腔右侧上端设置有保护气体入口，左侧下端设置有保护气体出口，底部两侧设置有与送料装置匹配的铺粉装置；送料装置由原料粉腔和送料活塞组成；打印工作腔内在不影响激光通道的区域、成型腔位置对应的正上方设置有均匀分布的预热装置，在机座内表面与成型腔对应位置固定有上表面与打印工作腔底面平齐的均热块，均热块不随成型腔活塞组件运动；在预热装置下方和成型腔位置上方的中间区域，还通过铰链悬吊有与成型腔面积相当且位置对应的太阳能超白压延玻璃制成的、厚度1mm-2mm的均热透光板，所述均热透光板上表面等距蚀刻有线条宽度180μm-195μm、线条高度5μm-7μm、线条间距5mm的多组圆形和不完整圆形凸纹构建成的光盘纹；

其中所述均热透光板的制造方法为：

S1：准备形状尺寸与成型腔上表面相当、厚度1mm-2mm的方形太阳能超白压延玻璃片；

S2：在太阳能超白压延玻璃片的四角钻出Φ3mm-Φ6mm的铰链孔，采用酚醛树脂热熔后在太阳能超白压延玻璃片的表面构画线条宽度180μm-195μm、线条间距5mm的多组圆形和不完整圆形图样，直至不完整圆形的边缘贴近铰链孔后停止构画；

S3：采用氢氟酸饰刻太阳能超白压延玻璃片，蚀刻深度5μm-7μm；